Arus Transformator: Primer vs Sekunder + Rumus

arus transformator: Panduan Praktis (Dengan Rumus dan-Contoh Dunia Nyata)

Jika Anda pernah harus mengukur kabel, memasang relai proteksi, atau mencari tahu mengapa pemutus arus terus menerus terputus, Anda sudah tahu bahwa menangani arus transformator adalah suatu masalah besar.

Sederhananya arus trafo adalah aliran listrik yang mengalir melalui belitan. Tapi itu tidak selalu merupakan hal yang stabil. Tergantung pada apa yang terjadi, Anda mungkin menghadapinyaarus beban normal, tetesan arus-tanpa beban, atau lonjakan arus masuk yang tiba-tiba dan-menyedihkan saat Anda pertama kali memberi energi pada benda tersebut.

Mari kita luruskan satu hal:transformator tidak menghasilkan arus.Itu hanya perantara, mentransfer daya antar sirkuit menggunakaninduksi elektromagnetik. Berapa banyak arus yang sebenarnya mengalir bergantung pada beberapa bagian yang bergerak: tegangan, kapasitas trafo (kVA), beban yang digantung, faktor daya, dan bahkan efisiensi trafo itu sendiri.

Jika Anda seorang insinyur, teknisi listrik, atau teknisi pemeliharaan, hal ini penting. Mengapa? Karena Anda memerlukannya untuk menentukan ukuran transformator, memilih kabel yang tepat, merancang skema perlindungan, dan-jujur ​​saja-memecahkan masalah jika terjadi hal yang tidak diinginkan.

Dalam panduan ini, kita akan membahasnyaarus primer dan sekunder, rasio arus,-arus tanpa beban, arus pengenal, dan arus masuk yang mengganggu itu. Dan ya, kami akan memberikan beberapa contoh penghitungan praktis agar benar-benar masuk akal.

Setiap trafo mempunyai dua belitan utama:primer (terhubung ke sumber listrik Anda) dan sekunder (terhubung ke beban Anda).

Arus primer (Ip)adalah arus yang diambil dari pasokan.

Arus sekunder (Is)adalah arus yang dialirkan ke beban.

Berikut aturan praktisnya: semakin besar trafo (semakin tinggi kVA), semakin banyak arus yang dapat disalurkan. Transformer yang lebih kecil? Mereka dibuat untuk tugas yang lebih ringan.

Untuk transformator ideal (secara teoritis, tidak ada rugi-rugi), daya masukan sama dengan daya keluaran:

Di mana:

V_p​= Tegangan primer

V_s= Tegangan sekunder

I_p​=Arus primer

I_s​=Arus sekunder

Inilah sebabnya mengapa atrafo step-turunmenurunkan tegangan tetapi menaikkan arus. Dayanya tetap sama, namun-pertukaran arus-tegangannya nyata.

Hubungan antara arus primer dan sekunder bermuara pada rasio belitan. Karena tegangan bergantung pada jumlah belitan pada setiap belitan:

Dan karena kekuasaan dilestarikan (sekali lagi, dalam dunia yang ideal):

Yang juga berarti:

Dalam bahasa Inggris sederhana: arus bergerak berlawanan arah dengan tegangan. Jika Anda menurunkan tegangan dari 11 kV menjadi 400 V, Anda sebaiknya yakin bahwa arus sekunder akan jauh lebih tinggi daripada arus primer.

Contoh: Menghitung Arus Primer

Katakanlah kita mempunyai trafo dengan:

Tegangan primer: 10.000 V

Tegangan sekunder: 400 V

Arus sekunder: 500 A

Arus primernya adalah:

Jadi, Anda mendorong500 A pada-sisi tegangan rendah, tapi hanya berjalan-jalan20 A dari sisi-tegangan tinggi. Dalam transformator-dunia nyata, angka-angka tersebut sedikit bergeser karena rugi-rugi inti, rugi-rugi tembaga, dan fluks kebocoran-sehingga daya masukan selalu sedikit lebih tinggi daripada daya keluaran.

Kesalahpahaman yang umum terjadi: "Jika tidak ada beban, trafo tidak melakukan apa pun."

Salah. Itu masih menarik sejumlah kecil arus. Ini disebuttidak ada-arus beban(atau arus menarik/magnetisasi). Bahkan dengan sekunder terbuka, primer membutuhkan sedikit daya untuk mempertahankan fluks magnet di inti. Sebagian dari arus tersebut menciptakan medan magnet, dan sisanya menutupi rugi-rugi inti akibat arus histeresis dan arus eddy.

Arus tanpa-beban ini biasanya merupakan sebagian kecil dari arus terukur. Pada transformator yang lebih besar,-yang dirancang lebih baik, ukurannya bahkan lebih rendah lagi berkat material dan konstruksi magnetik yang ditingkatkan.

Saat Anda menghubungkan beban ke sisi sekunder, arus sekunder meningkat berdasarkan kebutuhan daya beban tersebut.

Ambil contoh motor industri. Arus yang dihasilkannya bergantung pada arusnyarating daya, tegangan, dan faktor daya. Anda dapat memperkirakan arus beban menggunakan:

Di mana:

P=Memuat daya

V=Tegangan

PF=Faktor daya

Ketika beban sekunder meningkat, sisi primer secara otomatis menarik lebih banyak arus untuk disesuaikan. Hal ini sering disebutarus yang dipantulkan, karena kebutuhan beban sekunder "dipantulkan" kembali ke beban primer melalui induksi elektromagnetik.

Itunilai arusadalaharus kontinu maksimumsebuah trafo dapat mengalir dengan aman pada tegangan pengenal dan kapasitas kVA. Anda biasanya akan menemukannya dipapan namaatau menghitungnya dari rating.

Mengetahuiarus beban penuhsangat penting saat Anda memilih pemutus sirkuit, kabel, busbar, atau perangkat pelindung. Jalankan trafo di atas arus pengenalnya terlalu lama, dan Anda akan mendapatkan pemanasan berlebihan, penuaan insulasi lebih cepat, dan masa pakai lebih pendek.

Ini adalah salah satu tugas paling umum yang akan Anda lakukan saat-mengonversi kVA menjadi ampli. Begini cara melakukannya.

Transformator-Fase Tunggal

Contoh 1: Transformator Satu Fasa-5 kVA
Pada 230 V:

Jadi, arus beban penuh-sekunder adalah sekitar 21,7 A.

Transformator-Fasa Tiga

Dimana VLLVLL​ adalah tegangan saluran-ke-saluran.

Contoh 2: Transformator Tiga-Fasa 50 kVA
Pada 400 V:

Jadi,-arus beban penuh kira-kira 72,2 A.

Contoh 3: Hitung Arus Primer dari Arus Sekunder

Diberikan:

Tegangan primer: 11 kV

Tegangan sekunder: 415 V

Arus sekunder: 1000 A

Menggunakan rasio saat ini:

Arus primer yang keluar sekitar 37,7 A.

Arus masukadalah lonjakan mendadak dan sementara yang Anda alami saat pertama kali menyalakan trafo. Arus ini tidak bertahan lama, namun arusnya bisa beberapa kali lebih tinggi dari arus terukur-dan dapat mendatangkan malapetaka pada sistem perlindungan.

Mengapa hal itu terjadi? Saat tegangan pertama kali diterapkan, fluks magnet di inti dapat melampaui tingkat normal, terutama jika terdapat sisa magnet dari terakhir kali inti beroperasi.

Untuk menghindari masalah ini, para insinyur sangat memperhatikan pemilihan pemutus, kurva waktu-arus, teknik peralihan yang terkontrol, danrelai proteksipengaturan.

Keduanya bersifat magnetis, tetapi keduanya tidak sama:

Apakah trafo menarik arus tanpa beban?
Ya. Itulah-arus tanpa beban yang kita bicarakan-yang diperlukan untuk mempertahankan fluks dan menutupi kerugian inti.

Bagaimana cara menghitung arus primer dan sekunder?
Gunakan rumus kVA dan tegangan di atas. Dan ingat hubungannya:

Mengapa arus primer rendah ketika arus sekunder terbuka?
Karena tidak ada beban yang menuntut tenaga. Yang primer hanya menyuplai arus magnetisasi kecil dan rugi-rugi inti.

Bisakah transformator menarik lebih dari arus pengenal?
Ya, tapi biasanya hanya sebentar. Kelebihan beban sementara mungkin baik-baik saja tergantung pada desainnya, namun kelebihan beban yang terus menerus dapat menyebabkan kegagalan isolasi dan memperpendek masa pakai isolasi.

Arus primer dan sekunder bergerak berlawanan arah terhadap tegangan.

Rasio arus mengikuti rasio putaran.

Bahkan tanpa beban, trafo tetap menarik arus.

Anda dapat menghitung arus pengenal dari kVA dan tegangan.

Rumus besar yang perlu diingat:

Fase-tunggal:

Tiga-fase:

Arus masuk bersifat sementara tetapi perlu diperhitungkan dalam desain proteksi.

Memahami arus transformator bukan hanya sekedar akademis-hal ini membantu Anda memilih peralatan yang tepat, menjaga sistem tetap andal, dan menemukan masalah sebelum berubah menjadi kegagalan yang mahal.

Hubungi sekarang