Prozentuale Impedanz auf einer klaren elektrischen Basis
Rechnen Sie die prozentuale Impedanz vom Transformator-Typenschild in Per-Unit-Werte und äquivalente Ohmwerte auf der von Ihnen eingegebenen Spannungsbasis um. Dieselbe normierte Impedanz zeigt außerdem den idealen Kurzschlussstrom-Multiplikator an den Transformatorklemmen. Netz- und Schutzstudien bleiben bei diesem Ergebnis außen vor.
So verwendest du diesen Rechner
Geben Sie die Nennleistung des Transformators in kVA laut Typenschild ein.
Geben Sie die Nennspannung der Wicklung ein, auf die die ohmsche Impedanz bezogen werden soll; bei Drehstrom verwenden Sie die verkettete Spannung (Außenleiterspannung).
Wählen Sie Wechselstrom einphasig oder dreiphasig.
Geben Sie die prozentuale Impedanz laut Typenschild bzw. Prüfprotokoll ein.
Lesen Sie die Per-Unit-Impedanz, die Basisimpedanz, die bezogenen Ohmwerte, den Nennstrom und den Kurzschlussstrom an den Klemmen als reinen Transformatorwert ab.
Typische Einsatzbereiche
- •Umrechnung der prozentualen Transformatorimpedanz in Ohm auf einer gewählten Wicklungsbasis.
- •Überprüfung der Per-Unit- und Basisimpedanz-Berechnungen vor einer Netzstudie.
- •Nachvollziehen, warum dieselbe Z% bei Bezug auf verschiedene Spannungswicklungen unterschiedliche Ohmwerte ergibt.
- •Grobe Abschätzung des Zusammenhangs zwischen Transformatorimpedanz und dem symmetrischen Kurzschlussstrom an den Klemmen.
Beispiel: 1000 kVA, 415 V, 3~, 5 % Z
Zpu beträgt 0,05. Zbase liegt bei etwa 0,172225 Ω, daher beträgt die auf die 415-V-Seite bezogene Transformatorimpedanz etwa 0,008611 Ω. Der Nennstrom liegt bei etwa 1391,21 A, und der ideale Kurzschlussstrom an den Klemmen als reiner Transformatorwert beträgt etwa 27,824 kA.
Was diese Umrechnung nicht voraussetzt
- •Verwenden Sie für technische Entscheidungen die tatsächliche Impedanz laut Typenschild oder Werksprüfung; ersetzen Sie sie nicht durch einen allgemeinen Richtwert.
- •Die ohmsche Impedanz hängt von der Wicklung bzw. Bezugsbasis ab. Geben Sie die Spannung der Seite ein, auf die die Impedanz bezogen wird, und halten Sie Spannungs- und kVA-Bezug konsistent.
- •Der Kurzschlussstrom an den Klemmen setzt ein unendlich starkes vorgelagertes Netz und ausschließlich die Transformatorimpedanz voraus. Reale Netz-, Kabel-, Schienen- und Motorimpedanzen verändern den verfügbaren Strom.
- •Die prozentuale Impedanz ist ein Betrag der Impedanz. Dieser Rechner ergänzt keine eigenen R- und X-Anteile oder ein X/R-Verhältnis, wenn diese nicht angegeben sind.
- •Verwenden Sie die Klemmenbetrachtung nicht als automatische Freigabe für Leistungsschalter, Sicherungen, SCCR oder Störlichtbogen. Dafür sind das vollständige System und ein geeignetes Studienverfahren erforderlich.
- •Stufenstellung, Temperatur und Prüfbedingungen können technische Daten beeinflussen. Verwenden Sie bei hohen Genauigkeitsanforderungen die Prüfangaben des Projekts bzw. des Herstellers.
Häufig gestellte Fragen
Wie rechne ich die prozentuale Transformatorimpedanz in Ohm um?+
Teilen Sie Z% durch 100, um den Per-Unit-Wert zu erhalten. Berechnen Sie anschließend die Basisimpedanz V²/S auf der gewählten Wicklungsbasis und multiplizieren Sie Zpu mit Zbase.
Warum ändert sich die Transformatorimpedanz in Ohm zwischen Primär- und Sekundärseite?+
Die ohmsche Impedanz hängt von der Spannungsbasis ab und wird über das Windungsverhältnis umgerechnet. Die prozentuale bzw. Per-Unit-Impedanz bleibt praktisch, da sie auf die Transformatornennleistung normiert ist.
Was bedeutet eine Transformatorimpedanz von 5 %?+
Bei einer Spannung von etwa 5 % der Nennspannung, die unter der angegebenen Kurzschlussprüfung angelegt wird, fließt der Nennstrom. Bei einer idealen unendlichen Quelle entspricht dies einer Kurzschlussstrom-Abschätzung an den Klemmen mit dem 20-fachen Nennstrom.
Soll ich die Primär- oder die Sekundärspannung verwenden?+
Verwenden Sie die Nennspannung der Wicklung, auf die die ohmsche Impedanz bezogen werden soll. Bei symmetrischen Drehstromberechnungen verwenden Sie die verkettete Spannung dieser Wicklung.
Entspricht Z% dem ohmschen Widerstand?+
Nein. Z% ist der Betrag der äquivalenten Impedanz, der sich aus Wirkwiderstand und Streublindwiderstand zusammensetzt. Getrennte R- und X-Werte erfordern zusätzliche Prüf- bzw. Typenschilddaten.
Kann damit die Ausschaltleistung eines Leistungsschalters berechnet werden?+
Nein. Der angegebene Kurzschlussstrom ist nur ein Transformatorwert zur Orientierung. Für die Betriebsmittelauslegung sind vollständige Daten zum verfügbaren Kurzschlussstrom und die passende technische Studie erforderlich.
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