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Re: Einschaltströme von Tranformatoren(Umspannern)
Hallo Udo,
die nach dem Einschalten auftretende Stromspitze kann ein Vielfaches (10 ...20) des Nennstromes betragen, nur begrenzt durch den ohmschen Widerstand der Primärwicklung. Die Stromspitze klingt innerhalb weniger Schwingungen der speisenden Quelle ab. Der Strom-Spitzenwert ist u. a. von der verbliebenen Vormagnetisierung des Eisenkerns (Remanenz) nach dem letzten Ausschaltvorgang und dem Einschaltzeitpunkt abhängig sowie insbesondere davon, ob und wie weit der Eisenkern des Trafos in die magnetische Sättigung gefahren wird. Die Chance, einen besonders hohen Einschaltstrom zu erhalten, gibt es beim Schalten im Nulldurchgang der Speisequelle. Dann tritt diese Spitze bei einem 50 Hz-Netz 10 ms nach dem Einschalten auf.
Bei Mehrphasigen Systemen kann man sich diesen Zeitpunkt aber nicht aussuchen. Irgendeine Phase der z. B. 3phasigen Netzversorgung ist immer in der Nähe des Nulldurchgangs. Will man dabei den Einschaltstrom minimieren, hilft nur langsames Hochfahren oder 2stufiges Einschalten, wobei in der ersten Schaltstufe ohmsche Widerstände in Reihe mit den Trafowicklungen liegen, die in der nächsten Schaltstufe überbrückt werden. Der Aufwand wird oft getrieben, weil sonst Überstrom-Schutzeinrichtungen ansprechen könnten und mechanische Kräfte innerhalb des Trafos Schäden anrichten. Weil ohne Sättigung des Eisenkern überhaupt keine Stromspitze auftritt, könnte man dem Kern alternativ auch einen großen Eisenquerschnitt spendieren. Trafos sollen aber meistens möglichst billig sein und klein in der Bauform. So muß man unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten abwägen, welche Maßnahme sinnvoll ist.
Der Effekt heißt übrigens Rush-Effekt.
Bei Interesse maile ich Dir gerne die physikalisch/mathematischen Zusammenhänge einschließlich anschaulicher Kurven. Es geht nicht ohne ein paar Differentialquotienten ab und das ist mir hier im Forum zu umständlich. Glücklicherweise habe ich meine mühselig ausgearbeiteten Unterlagen aus dem Studium sämtlich aufbewahrt und finde mich auch noch nach 20 Jahren darin zurecht.
Gruß
Wolfgang