Kurzschluss-Test eines Transformators: Durchführung & Analyse

Praxis 13: Kurzschluss-Test eines Transformators

Einführung

Beim Kurzschluss-Test eines Transformators wird die Sekundärwicklung kurzgeschlossen. An die Primärwicklung wird eine niedrige Spannung (Kurzschlussspannung U_cc) angelegt, sodass der Nennstrom durch die Wicklungen fließt.

Grundlagen der Praxis

Dieser Test dient der Bestimmung der nominalen Kupferverluste. Eisenverluste sind aufgrund der niedrigen angelegten Spannung U_cc vernachlässigbar, da die Induktion und damit die Eisenverluste quadratisch sinken.

Berechnungsgrundlage:

• Wenn U_cc = 5% U_1n, dann gilt: B_cc ≈ 0,05 B
• B = maximale Induktion bei Nennbetrieb
• B_cc = maximale Induktion bei Kurzschlussspannung
• P_Fe,cc = (0,05)² · P_Fe = 1/400 · P_Fe

Hierbei ist P_Fe der Eisenverlust bei Nennbetrieb und P_Fe,cc der Eisenverlust während des Kurzschluss-Tests.

Berechnungen und Auswertung

Die Leistungsaufnahme im Kurzschluss entspricht den nominalen Kupferverlusten. Der Test ermöglicht zudem die Berechnung folgender Parameter:

• Kurzschluss-Leistungsfaktor: cos φ_cc = P_cc / (U_cc · I_1n)
• Ohmscher Spannungsabfall (absolut): U_Rcc = U_cc · cos φ_cc
• Reaktiver Spannungsabfall (absolut): U_Xcc = U_cc · sin φ_cc
• Relative Kurzschlussspannung: u_cc% = (U_cc · 100) / U_1n
• Relativer ohmscher Spannungsabfall: u_Rcc% = (U_Rcc · 100) / U_1n
• Relativer reaktiver Spannungsabfall: u_Xcc% = (U_Xcc · 100) / U_1n

Widerstand und Blindwiderstand:

• R_cc = U_Rcc / I_1n
• X_cc = U_Xcc / I_1n

Hinweis: Die Messungen sollten zügig durchgeführt werden, um eine Überhitzung der Wicklungen zu vermeiden.

Erforderliche Ausrüstung

• Einphasen-Transformator
• AC-Stromquelle
• Wechselspannungs-Voltmeter
• Leistungsmesser (Cos-Phi-Meter)
• Amperemeter (für Nennstrombereich)