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Calcolatore di impedenza del trasformatore — %Z, ohm, per-unit e corrente di corto circuito

Converti l'impedenza percentuale del trasformatore in per-unit e in ohm sulla base dell'avvolgimento selezionato, con corrente nominale e contesto della corrente di cortocircuito ai soli morsetti del trasformatore.

Calcolo in tempo realeProcedimento visibile

Calcolo dell'impedenza del trasformatore

Impedenza equivalente

0,008611 Ω riferiti a 415 V

  • Impedenza per unità: 0,05 pu
  • Impedenza di base: 0,172225 Ω
  • Corrente nominale: 1.391,21 A
  • Moltiplicatore ideale della corrente di guasto ai morsetti: 20×
  • Corrente di guasto simmetrica ai morsetti del solo trasformatore: 27,824 kA
  • Potenza di cortocircuito del trasformatore: 20 MVA

Svolgimento con valori sostituiti

  1. Zpu = 5 ÷ 100 = 0,05 pu.
  2. Zbase = V² ÷ S = 415² ÷ 1.000.000 = 0,172225 Ω.
  3. Zohm = Zpu × Zbase = 0,05 × 0,172225 = 0,008611 Ω.
  4. In = S ÷ (√3 × V) = 1.000.000 ÷ (√3 × 415) = 1.391,21 A.
  5. Verifica ai morsetti su rete a potenza infinita: Icc = In ÷ Zpu = 1.391,21 ÷ 0,05 = 27,824 kA.

Impedenza percentuale su una base elettrica chiara

Converti l'impedenza percentuale riportata sulla targa del trasformatore in per-unit e nel corrispondente valore in ohm, sulla tensione di base che inserisci. La stessa impedenza normalizzata mostra anche il moltiplicatore ideale della corrente di cortocircuito ai morsetti del trasformatore, mentre gli studi di rete e di protezione a valle restano esclusi dal risultato.

Come usare questo calcolatore

1

Inserisci la potenza nominale del trasformatore in kVA indicata in targa.

2

Inserisci la tensione nominale dell'avvolgimento a cui vuoi riportare l'impedenza in ohm; per il trifase usa la tensione concatenata.

3

Scegli monofase o trifase.

4

Inserisci l'impedenza percentuale riportata in targa o ricavata dalla prova di fabbrica.

5

Leggi l'impedenza per unit, l'impedenza di base, i valori in ohm riportati, la corrente nominale e la stima della corrente di cortocircuito ai soli morsetti del trasformatore.

Dove viene utilizzato

  • •Convertire il %Z del trasformatore in ohm su una base di avvolgimento selezionata.
  • •Verificare i calcoli per unit e di impedenza di base prima di uno studio di rete.
  • •Capire perché lo stesso %Z corrisponde a valori in ohm diversi se riportato ad avvolgimenti a tensioni diverse.
  • •Valutare in modo preliminare il rapporto tra impedenza del trasformatore e corrente di cortocircuito simmetrica ai morsetti.

Esempio: 1000 kVA, 415 V, 3φ, 5% Z

Zpu è 0,05. Zbase è circa 0,172225 Ω, quindi l'impedenza del trasformatore riportata al lato 415 V è circa 0,008611 Ω. La corrente nominale è circa 1391,21 A e la stima ideale della corrente di cortocircuito ai soli morsetti è circa 27,824 kA.

Cosa non presuppone questa conversione

  • •Per le decisioni ingegneristiche usa l'impedenza reale di targa o di prova in fabbrica; non sostituirla con un valore tipico generico.
  • •L'impedenza in ohm dipende dall'avvolgimento e dalla base scelta. Inserisci la tensione del lato a cui l'impedenza viene riportata e mantieni coerenti le basi di tensione e di kVA.
  • •La stima della corrente di cortocircuito ai morsetti presuppone un bus a monte di potenza infinita e la sola impedenza del trasformatore. Impedenze reali di rete, cavi, sbarre e motori modificano la corrente disponibile.
  • •La percentuale di impedenza è un modulo di impedenza. Questo calcolatore non ricava componenti R e X separate o il rapporto X/R se non sono forniti.
  • •Non usare la stima ai morsetti come approvazione automatica di interruttori, fusibili, SCCR o analisi del rischio d'arco. Questi richiedono l'intero sistema e il metodo di studio applicabile.
  • •Posizione del cambiatore di presa, temperatura e condizioni di prova possono influire sui dati; quando serve precisione usa le informazioni di prova del progetto o del costruttore.

Domande frequenti

Come si converte l'impedenza percentuale del trasformatore in ohm?+

Converti Z% in per-unit dividendo per 100, calcola l'impedenza di base V²/S sull'avvolgimento scelto, quindi moltiplica Zpu per Zbase.

Perché l'impedenza del trasformatore in ohm cambia tra primario e secondario?+

L'impedenza in ohm dipende dalla tensione di base e viene riportata attraverso il rapporto di trasformazione. L'impedenza percentuale o per unit resta comoda perché è normalizzata alla potenza nominale del trasformatore.

Cosa significa un'impedenza del trasformatore del 5%?+

Circa il 5% della tensione nominale, applicata nelle condizioni di prova di cortocircuito specificate, produce la corrente nominale. Con una sorgente ideale a potenza infinita questo corrisponde a una stima di cortocircuito ai morsetti pari a 20 volte la corrente nominale.

Devo usare la tensione primaria o secondaria?+

Usa la tensione nominale dell'avvolgimento a cui vuoi riportare l'impedenza in ohm. Per i calcoli trifase bilanciati usa la tensione concatenata di quell'avvolgimento.

Z% è uguale alla resistenza?+

No. Z% è il modulo dell'impedenza equivalente, che combina resistenza e reattanza di dispersione. Per ricavare R e X separate servono ulteriori dati di prova o di targa.

Questo calcolatore può determinare il potere di interruzione dell'interruttore?+

No. La corrente di cortocircuito calcolata è solo un'informazione relativa al trasformatore. La scelta dei componenti richiede dati completi sulla corrente di guasto disponibile e lo studio tecnico applicabile.

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