Transformator Turns Ratio (TTR) erklärt

Wenn die Primärwicklung eines Transformators mit einem Wechselstrom (AC) erregt wird, zirkulieren wechselnde magnetische Kraftlinien, genannt „Flux“, durch den Kern und bauen ein Magnetfeld auf. Bild: Quora

Transformatoren übertragen durch magnetische Induktion effizient elektrische Energie von einem Stromkreis in einen anderen. Jede Phase eines Transformators besteht aus zwei getrennten Spulenwicklungen, die auf einen gemeinsamen Kern gewickelt sind.

Die Primärwicklung des Transformators erhält elektrische Energie von der Stromquelle. Wenn die Primärwicklung mit einem Wechselstrom (AC) erregt wird, zirkulieren wechselnde magnetische Kraftlinien, die als „Fluss“ bezeichnet werden, durch den Kern und bauen ein Magnetfeld auf.

Wenn eine zweite Wicklung um denselben Kern gewickelt ist, wird durch das Magnetfeld eine Spannung induziert. Diese Wicklung wird als Sekundärwicklung bezeichnet. Die in jeder Windung der Sekundärwicklung induzierte Spannung entspricht der Spannung an jeder Windung der Primärwicklung; dies wird als Transformatorwindungsverhältnis bezeichnet.

Wenn die Sekundärwicklung weniger Windungen hat als die Primärwicklung, wird in der Sekundärwicklung eine geringere Spannung induziert. Diese Art von Transformator wird als Abwärtstransformator bezeichnet.

Eine Sekundärspule mit doppelt so vielen Windungen wie die Primärspule wird doppelt so oft vom magnetischen Fluss durchschnitten, und die doppelte angelegte Primärspannung wird in der Sekundärspule induziert. Dieser Transformator wird als Aufwärtstransformator bezeichnet.

Hinweis: Die Primärseite ist immer mit der Stromquelle und die Sekundärseite mit der Last verbunden. Entweder die Hoch- oder die Niederspannungswicklung kann die Primär- oder die Sekundärwicklung sein.

Wie die TTR berechnet wird

Die gesamte induzierte Spannung in jeder Wicklung ist proportional zur Anzahl der Windungen in dieser Wicklung und der Strom ist umgekehrt proportional zu Spannung und Anzahl der Windungen.

E1 / E2 = N1 / N2 = I2 / I1

E1 ist die Primärspannung und I1 der Primärstrom, E2 die Sekundärspannung und I2 der Sekundärstrom, N1 die Primärwindungen und N2 die Sekundärwindungen. Wenn die Spannung erhöht wird, muss der Strom verringert werden und umgekehrt. Die Windungszahl bleibt konstant, es sei denn, es gibt einen Stufenschalter.

Beispiel 1

Wenn die Primärspannung eines Transformators 110 Volt (V) beträgt, die Primärwicklung 100 Windungen hat und die Sekundärwicklung 400 Windungen hat, wie hoch ist dann die Sekundärspannung?

Beispiel 2

Wenn der Primärstrom 20 Ampere beträgt, wie hoch ist dann der Sekundärstrom?

Da das Verhältnis der Windungen im Primär- und Sekundärkreis 1 zu 4 beträgt, muss das Verhältnis der Primär- und Sekundärspannung 1 zu 4 und das Verhältnis des Primär- und Sekundärstroms 4 zu 1 betragen.

Wenn die Spannung erhöht wird, wird der Strom verringert, so dass die Spannung multipliziert mit der Stromstärke konstant bleibt. Dies wird als „Volt-Ampere“ bezeichnet.

Berechnen Sie das Verhältnis jeder Dreiphasenwicklung auf der Grundlage der Spannung zwischen Leitung und Nullleiter der Sternpunktwicklung. Teilen Sie die Netzspannung durch 1,732, um die korrekte Netzspannung zu erhalten.

Beispiel: 13200-480Y/277 wäre 13200/277 = 47,653

Prüfen Sie die Stellung des Stufenschalters, um sicherzustellen, dass er so eingestellt ist, dass die Spannung auf dem Typenschild zugrunde liegt. Andernfalls können die Informationen des Windungsverhältnistests nicht mit dem Typenschild verglichen werden.

Wie wird TTR gemessen

Der Windungsverhältnis-Test ist in der Lage, kurzgeschlossene Windungen in der Wicklung zu erkennen, die auf einen Isolationsfehler hinweisen, indem festgestellt wird, ob das richtige Windungsverhältnis vorliegt. Kurzgeschlossene Windungen können von Kurzschlüssen oder dielektrischen Fehlern herrühren.

Die Messungen werden durchgeführt, indem eine bekannte Niederspannung an eine Wicklung angelegt und die induzierte Spannung an der entsprechenden Wicklung gemessen wird. Die Niederspannung wird in der Regel an eine Hochspannungswicklung angelegt, so dass die induzierte Spannung niedriger ist, was die Gefahr bei der Durchführung der Prüfung verringert.

Schauen Sie sich das Phasendiagramm auf dem Typenschild an, um herauszufinden, welche Wicklung auf der Primärseite einer Wicklung auf der Sekundärseite entspricht. Bild: Quora

Das bei der Prüfung ermittelte Spannungsverhältnis wird mit dem Spannungsverhältnis auf dem Typenschild verglichen. Schauen Sie sich das Phasendiagramm auf dem Typenschild an, um herauszufinden, welche Wicklung auf der Primärseite einer Wicklung auf der Sekundärseite entspricht.

Das bei der Feldprüfung ermittelte Verhältnis sollte innerhalb von 0,5 % liegen, je nachdem, was der Hersteller angibt.

Neue Transformatoren von guter Qualität stimmen normalerweise innerhalb von 0,1 % mit dem Typenschild überein. Bei dreiphasigen Transformatoren in Dreieck/Stern- oder Stern/Dreieck-Schaltung sollte eine Dreiphasen-Äquivalenzprüfung durchgeführt werden. Die Prüfung wird an den entsprechenden Einzelwicklungen durchgeführt und berechnet.