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Calcola le correnti primaria e secondaria di un trasformatore dalla potenza in kVA e dalle tensioni, e il limite della corrente di cortocircuito ai morsetti dalla sua impedenza.
Corrente al secondario, su ciascuna linea
1443A
Pieno carico, sistema trifase.
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Single-phase I = S × 1000 ÷ VThree-phase I = S × 1000 ÷ (√3 × VLL)Short-circuit Isc = IFL × 100 ÷ Z%
Un trasformatore trifase da 1000 kVA, da 11 kV a 400 V, a pieno carico, assorbe 52,49 A al primario e fornisce 1443 A al secondario per ciascuna linea. Con impedenza del 6%, può fornire fino a 24,06 kA in caso di cortocircuito ai morsetti secondari.
Suggerimento: Dimensiona i TA di misura sulla corrente di carico di ciascuna fase, non sulla potenza nominale del trasformatore, salvo che lavori vicino al pieno carico.
Un trasformatore è dimensionato in kVA. La corrente a pieno carico dipende da questa potenza e dalla tensione: per un dispositivo trifase, dividi i kVA per √3 volte la tensione concatenata. Un trasformatore da 1.000 kVA porta 1.443 A per linea a 400 V e 52,49 A a 11 kV. L’impedenza di targa determina la massima corrente che potrebbe erogare in caso di guasto, nell’ipotesi di una sorgente a monte di potenza infinita.
I = S × 1000 ÷ (√3 × VLL)
S è la potenza nominale in kVA e VLL la tensione concatenata dell’avvolgimento. Calcola separatamente la corrente primaria e quella secondaria.
I = S × 1000 ÷ V
Non compare il fattore √3: un solo avvolgimento trasmette la potenza apparente alla propria tensione.
I = IFL × carico % ÷ 100
Al 60% della potenza apparente nominale, un trasformatore porta il 60% della corrente a pieno carico. Il fattore di potenza non interviene: i kVA tengono già conto della potenza apparente.
Isc = IFL × 100 ÷ Z%
Z% è l’impedenza indicata sulla targhetta. Il risultato presuppone una sorgente a monte di potenza infinita: è il massimo che questo trasformatore può erogare; la rete e i cavi riducono la corrente effettiva.
A pieno carico, il secondario porta 1.000 × 1.000 ÷ (1,732 × 400) = 1.443 A per linea, mentre il primario a 11 kV porta 52,49 A. Con un’impedenza del 6%, la corrente di guasto ai morsetti secondari può raggiungere 1.443 × 100 ÷ 6 = 24,06 kA. Il quadro principale deve poter sopportare tale livello.
Corrente al secondario, su ciascuna linea 1443 A Apri nella calcolatrice
In un tipico trasformatore di distribuzione nordamericano, la corrente è 601,4 A sul lato a 480 V e 20,92 A su quello a 13,8 kV. Con un’impedenza del 5%, il limite della corrente di cortocircuito secondaria è 12,03 kA.
Corrente al secondario, su ciascuna linea 601,4 A Apri nella calcolatrice
Al 75% di 630 kVA, un trasformatore da 20 kV a 400 V porta 682 A per linea secondaria. Per la misura, dimensiona i TA in base a questo carico misurato e non ai 909 A a pieno carico se il trasformatore non lavora mai vicino alla potenza nominale.
Corrente al secondario, su ciascuna linea 682 A Apri nella calcolatrice
Corrente di linea a pieno carico per potenze nominali trifase comuni e diverse tensioni.
| Potenza nominale (kVA) | 400 V (A) | 480 V (A) | 11 kV (A) | 20 kV (A) |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 72,2 | 60,1 | 2,6 | 1,4 |
| 100 | 144,3 | 120,3 | 5,2 | 2,9 |
| 160 | 230,9 | 192,5 | 8,4 | 4,6 |
| 200 | 288,7 | 240,6 | 10,5 | 5,8 |
| 250 | 360,8 | 300,7 | 13,1 | 7,2 |
| 315 | 454,7 | 378,9 | 16,5 | 9,1 |
| 400 | 577,4 | 481,1 | 21,0 | 11,5 |
| 500 | 721,7 | 601,4 | 26,2 | 14,4 |
| 630 | 909,3 | 757,8 | 33,1 | 18,2 |
| 800 | 1154,7 | 962,3 | 42,0 | 23,1 |
| 1000 | 1443,4 | 1202,8 | 52,5 | 28,9 |
| 1250 | 1804,2 | 1503,5 | 65,6 | 36,1 |
| 1600 | 2309,4 | 1924,5 | 84,0 | 46,2 |
| 2000 | 2886,8 | 2405,6 | 105,0 | 57,7 |
| 2500 | 3608,4 | 3007,0 | 131,2 | 72,2 |
Per un trasformatore trifase, dividi i kVA per √3 volte la tensione in kV: 1.000 kVA ÷ (1,732 × 0,4 kV) = 1.443 A. Per uno monofase, dividi per la tensione in kV.
La potenza nominale è apparente; comprende già l’effetto del fattore di potenza del carico collegato. È la corrente che riscalda gli avvolgimenti, e i kVA la determinano direttamente.
Usa il valore sulla targhetta o nel certificato di prova. I trasformatori di distribuzione sono spesso nell’intervallo 4–6%; quelli più grandi tendono alla parte alta di tale intervallo. Un’impedenza minore dà una corrente di guasto maggiore.
No. È un limite superiore nelle ipotesi del calcolo. La rete a monte e i cavi tra trasformatore e guasto aggiungono impedenza e riducono la corrente. Uno studio delle protezioni considera l’intera rete.
Uno ZEM installato sul lato di bassa tensione misura il carico reale del trasformatore. Per conduttori e sbarre di grande sezione si possono usare TA apribili o bobine di Rogowski flessibili.
