Wanneer de primaire wikkeling van een transformator wordt bekrachtigd met een wisselstroom (AC), circuleren er afwisselend magnetische krachtlijnen, “flux” genaamd, door de kern, waardoor een magnetisch veld ontstaat. Foto: Quora
Transformatoren brengen elektrische energie efficiënt over van het ene circuit naar het andere door middel van magnetische inductie. Elke fase van een transformator is samengesteld uit twee afzonderlijke spoelwikkelingen die op een gemeenschappelijke kern zijn gewikkeld.
De primaire wikkeling van de transformator ontvangt elektrische energie van de krachtbron. Wanneer de primaire wikkeling wordt bekrachtigd met een wisselstroom (AC), circuleren wisselende magnetische krachtlijnen, “flux” genoemd, door de kern, waardoor een magnetisch veld ontstaat.
Met een tweede wikkeling die om dezelfde kern is gewikkeld, wordt een spanning geïnduceerd door het magnetische veld. Deze wikkeling wordt de secundaire wikkeling genoemd. De hoeveelheid spanning die wordt geïnduceerd in elke wikkeling van de secundaire wikkeling zal gelijk zijn aan de spanning over elke wikkeling van de primaire wikkeling; dit wordt de omwentelingsverhouding van de transformator genoemd.
Als de secundaire wikkeling minder omwentelingen heeft dan de primaire, zal een lagere spanning worden geïnduceerd in de secundaire. Dit type transformator wordt een step-down transformator genoemd.
Een secundaire wikkeling met tweemaal zoveel windingen als de primaire zal tweemaal zo vaak door de magnetische flux worden gesneden, en tweemaal de toegepaste primaire spanning zal in de secundaire worden geïnduceerd. Deze transformator staat bekend als een step-up transformator.
Note: De primaire is altijd verbonden met de spanningsbron, en de secundaire is altijd verbonden met de belasting. Ofwel de wikkeling met hoge of lage spanning kan de primaire of de secundaire zijn.
Hoe TTR wordt berekend
De totale geïnduceerde spanning in elke wikkeling is evenredig met het aantal windingen in die wikkeling en de stroom is omgekeerd evenredig met zowel de spanning als het aantal windingen.
E1 / E2 = N1 / N2 = I2 / I1
E1 is de primaire spanning en I1 de primaire stroom, E2 de secundaire spanning en I2 de secundaire stroom, N1 de primaire windingen en N2 de secundaire windingen. Als de spanning wordt opgevoerd, moet de stroom worden teruggeschroefd en omgekeerd. Het aantal windingen blijft constant, tenzij er een aftakkingswisselaar is.
Voorbeeld 1
Als de primaire spanning van een transformator 110 volt (V) is, de primaire wikkeling 100 windingen heeft, en de secundaire wikkeling 400 windingen heeft, wat zal dan de secundaire spanning zijn?
110 / E2 = 100 / 400
100 E2 = 44.000
E2 = 440 Volt
Voorbeeld 2
Als de primaire stroom 20 Ampère bedraagt, wat zal dan de secundaire stroom zijn?
440 x I2 = 110 x 20 = 2.200
I2 = 5 ampère
Omdat er een verhouding van 1 op 4 is tussen de windingen in de primaire en secundaire kring, moet er een verhouding van 1 op 4 zijn tussen de primaire en secundaire spanning en een verhouding van 4 op 1 tussen de primaire en secundaire stroom.
Als de spanning wordt opgevoerd, wordt de stroom afgebouwd, waarbij volt vermenigvuldigd met ampère constant blijft. Dit wordt “voltampère” genoemd.
Bereken de verhouding van elke driefasige wikkeling op basis van de lijn-nulspanning van de wikkeling van de wikkeling. Deel de lijn-naar-lijn wikkelspanning door 1.732 om de juiste lijn-naar-neutraal spanning te verkrijgen.
Voorbeeld: 13200-480Y/277 zou zijn 13200/277 = 47.653
Controleer de tap wisselaar positie om er zeker van te zijn dat deze is ingesteld waar het typeplaatje spanning is gebaseerd. Anders kan de informatie van de draaiverhoudingstest niet worden vergeleken met het typeplaatje.
Hoe TTR wordt gemeten
De draaiverhoudingstest is in staat om kortgesloten wikkelingen op te sporen, die duiden op isolatiefouten door te bepalen of de juiste draaiverhouding bestaat. Kortgesloten wikkelingen kunnen het gevolg zijn van kortsluiting of diëlektrische storingen.
De metingen worden verricht door een bekende lage spanning over één wikkeling aan te brengen en de geïnduceerde spanning op de overeenkomstige wikkeling te meten. De lage spanning wordt gewoonlijk over een hoogspanningswikkeling gezet, zodat de geïnduceerde spanning lager is en er minder gevaar is tijdens het uitvoeren van de test.
Kijk naar het fasordiagram op het typeplaatje om uit te vinden welke wikkeling op de primaire overeenkomt met een wikkeling op de secundaire. Foto: Quora
De door de test verkregen spanningsverhouding wordt vergeleken met de verhouding van de spanning op het typeplaatje. Kijk naar het fasordiagram op het typeplaatje om erachter te komen welke wikkeling op de primaire overeenkomt met een wikkeling op de secundaire.
De verhouding verkregen uit de veldtest moet binnen 0,5% vallen, of wat de fabrikant specificeert.
Nieuwe transformatoren van goede kwaliteit vergelijken zich normaal gesproken met het typeplaatje binnen 0,1%. Voor driefasige delta/wye of wye/driehoek geschakelde transformatoren moet een driefasige gelijkwaardigheidstest worden uitgevoerd. De test wordt uitgevoerd en berekend over overeenkomstige enkele wikkelingen.