Werking stroomtransformator

De spanningsval over de koperen staaf waar de trafo over gemonteerd is zal heel laag zijn en zeker geen 230 volt zoals bij een "normale"trafo.
Daar zit het verschil.
Even een voorbeeld met willekeurige getallen.
Stel dat er 100 ampere loopt door de "staaf" koper en er 0,1 volt spanningsval is dan zal er bij een trafo van 1:10 1 volt op de secundaire spoel staan, en de stroommeter zal bij 1 volt dan 100 ampere aangeven ( en zo ingesteld moeten zijn).
Die amperemeter is in dit geval dus een spanningsmeter en geen "normale"amperemeter die eigenlijk een kortsluiting is.

Meestal wordt de stroomtrafo in serie gezet met de verbruiker, niet met een extra wikkeling. Da's simpeler.
Als de gemeten spanning 0-100mv is, dan wordt dat na de 1:10 trafo 0-1v.

TS bedoelt waarschijnlijk die stroom meetblokken die je over de hoofdrails in een verdeelkast kan plaatsen.
Energiebedrijven doen dat vaak bij aansluitingen boven de 80 ampere om de meter aan te sluiten.

Een trafo in serie is inderdaad makkelijker bij kleine stromen.

Waarom is de stroom trafo onbelast als de wikkelingen kortgesloten zijn,

Waar heb je dat gelezen? Echt onbelast is gewoon open maar dat mag niet bij een stroomtrafo omdat dan de spanning veel te hoog kan worden.

Kortgesloten is er een minimale belasting omdat de spanning bijna 0V blijft en bijna 0V x 1A is ook bijna 0.

en in theorie een oneindig hoge spanning zouden creëren wanneer de wikkelingen niet kortgesloten zijn.

Ergens is een stroomtrafo hetzelfde als een normale trafo maar dan met omgekeerde wikkelverhouding. Dus 1 wikkeling primair en bv 1000 secundair. Als spanningstrafo zou de spanning 1000x hoger worden maar bij een stroomtrafo word de stroom dan 1000x lager. Vandaar dat je ze niet open mag laten omdat de spanning heel erg hoog kan worden.

Stel dat er 100 ampere loopt door de "staaf" koper en er 0,1 volt spanningsval is dan zal er bij een trafo van 1:10 1 volt op de secundaire spoel staan, en de stroommeter zal bij 1 volt dan 100 ampere aangeven ( en zo ingesteld moeten zijn).
Die amperemeter is in dit geval dus een spanningsmeter en geen "normale"amperemeter die eigenlijk een kortsluiting is.

Dat is niet juist. de ampere meter achter een stroomtrafo is een echte ampere meter met dus een heel lage weerstand.
Als je een stroom trafo van 100A : 5A hebt dan loopt er secundair dus echt 5A als er primair 100A loopt.

De reden dat ze er ook echt bv 5A laten lopen is dat je dan onafhankelijk bent van kabel weerstanden tussen stroom trafo en meter.

Ik heb net even een 125A / 5A stroom trafo nagemeten en als ik daar 282A door laat lopen dat meet ik een open klemspanning van 3,31V ac.
125/5 = 25x
3,31 / 25x = 0,13V. Dus de aanname dat er over het stuk koper dat door de stroomtrafo gaat 0,1V valt klopt aardig.

Maar er zijn stroom trafo met een veel groter wikkel verhouding van bv 1000x En soms ook meer meerdere primaire wikkelingen bij een dergelijke trafo zou de open klemspanning wel heel erg hoog kunnen worden als je die open laat. Maar gebaseerd op 1 meting lijkt de spanning uit een open stroom trafo helemaal niet zo hoog te zijn.

De 282A kan ik maken door door een 250W ringkern trafo een stuk 25mm2 kabel te steken en die dan door een stroom trafo te halen en dan met een M8 bouten de kabelschoenen aan de 25mm2 vast te draaien aan elkaar en zo een gesloten lus te vormen. De stroom heb ik nagemeten met een stroomtang.

De gebruikte stroom trafo is een 125/5 van onbekend merk omdat de sticker is afgesleten.

Vervolgens de ringkern trafo aangesloten op een variac en deze vanaf 0V langzaam opgedraaid. Op de stroom trafo die dan open is enkel een voltmeter aangesloten en met het opdraaien van de variac liep de spanning langzaam op tot 3,15V en was de stroom door de 25mm2 282A.
Daarna ook nog de multimeter op stroom gezet en dan de stroom uit de stroomtrafo gemeten. Aangezien mijn meter maar tot maximaal 3A kan gaan was de primaire stroom door de stroomtrafo 75A. tijdens deze laatste meting

Op 31 oktober 2023 20:46:06 schreef InHogereSferen:
De vragen die ik dus heb:
Stel er zijn 10 secundaire wikkelingen en 1 primaire wikkeling. De primaire spanning is 230V. Dan zou je met open wikkelingen toch 2300V spanning moeten hebben?

Dat klopt!
Maar in het algemeen (eigenlijk altijd) zit in serie met de stroomtransformator een belasting waarvan je de stroom wilt weten. De spanning over de primaire van de stroomtransformator is dan veel lager dan 230V. De stroom door de primaire van de stroomtransformator wordt begrensd door de belasting

Waarom is de stroom trafo onbelast als de wikkelingen kortgesloten zijn, waarom is dit andersom bij een spanningstrafo? Het principe is toch hetzelfde?

Als je de secundaire kortsluit, dan is de secundaire spanning nul volt. De primaire spanning is dan ook nul volt. Het over te brengen vermogen is dus 0 VA. De stroomtransformator is dus onbelast, afgezien dan van de kleine ijzer- en koperverliezen.

Als je een spanningstrafo kortsluit gaat er toch een hele hoge stroom lopen? Waarom bij een stroomtrafo niet?

Over de primaire van een spanningstransformator staat altijd 230V. Sluit je de secundaire kort, dan gaat er secundair een hoge kortsluitstroom lopen. Die is heel grof gesteld gelijk aan de secundaire spanning gedeeld door de ohmse weerstand van de secundaire wikkeling. Bij een stroomtransformator wordt de primaire stroom begrensd door de belasting die je er aan hangt. Bij een kacheltje van 2,3kW wordt de stroom begrensd op 10A.

Op 31 oktober 2023 21:02:00 schreef benleentje:

[...]Dat is niet juist. de ampere meter achter een stroomtrafo is een echte ampere meter met dus een heel lage weerstand.
Als je een stroom trafo van 100A : 5A hebt dan loopt er secundair dus echt 5A als er primair 100A loopt.

Je hebt helemaal gelijk, het was van mij een voorbeeld, dat had ik er beter bij moeten zetten.
Mooi dat je het ook even in een praktijk opstelling hebt getest, duidelijke uitleg!

Als je bij een trafo 1 wikkeling kortsluit stort overal de zelfinductie, en dus de reactantie in. Dan vliegt de stroom omhoog etc. Bij een stroom-meet trafotje waar de geleider met 1 draad doorloop tmaakt dat niks uit want de primaire zelfinductie van die ene draad is daar al verwaarloosbaar laag.

Je laat ze niet open want dan kun je niks meten, en daar monteer je ze voor. Ze zijn, of moeten worden, afgesloten met een weerstand. Over die weerstand meet je de spanning en zo weet je de stroom (je weet de weerstand en de spanning, de wet van ohm doet de rest.

Je kunt bij een open trafo geen oneindige spanning meten, je meter heeft een inwendige weerstand (afhankelijk van het merk ergens tussen 1 en 10M. (er zijn meters met 100M, 1G en met 10 Gohm).

Bij een "gewone" vermogenstrafo of een spanningstrafo wordt de spanning opgedrukt. Die vertaalt zich, volgens de wikkelverhouding, in een spanning aan de secundaire kant. Ga je de secundaire belasten, dan gaat er secundair een stroom lopen. Maar ook primair gaat er een stroom lopen. En wel volgens het omgekeerde van de wikkelverhouding. Hoe meer stroom je secundair laat lopen, hoe meer stroom er primair gaat lopen. Als je daarin te ver gaat, dan raakt de trafo overbelast.

Bij een stroomtrafo wordt de stroom opgedrukt. Die stroom wordt bepaald door de belasting die er achter hangt. Maar een primaire stroom moet gecompenseerd worden door een secundaire stroom. Je moet die secundaire stroom dan wel de kans geven om te lopen, dus je moet de trafo secundair laagohmig afsluiten.
Geef je de secundaire stroom die kans niet, dan wordt de spanning secundair opgestuwd, soms tot ontoelaatbaar hoge waarde.

Bedankt voor de antwoorden.
Ik bedoelde inderdaad zo een stroomtrafo die gebruikt wordt bij indirecte metingen van de netbeheerder.

Mijn denkfout was dat ik even vergeten was dat de primaire 'wikkeling' in serie staat met de belasting. Deze staaf heeft natuurlijk weinig weerstand dus hier valt maar een kleine spanning over. Hier staat natuurlijk helemaal geen 230V over.

@Benleentje, over dat de trafo onbelast als hij is kortgesloten dat heb ik op wikipedia gelezen.

dat de trafo onbelast als hij is kortgesloten

@KlaasZ zegt het eigenlijk al, maar misschien nog met iets andere woorden:

Een spanningsbron levert een bepaalde spanning. Vermogen levert hij pas als hij ook stroom moet leveren. Laat je hem open, dan is hij onbelast: hij hoeft dan geen stroom te leveren, dus geen vermogen.
Omdat een trafo de spanning en stroom met een vaste verhouding transformeert (bijv. de stroom :100, en de spanning x100), is een getransformeerde spanningsbron ook weer een spanningsbron, die dus ook weer 'open' onbelast is.

Een stroombron levert een bepaalde stroom. Vermogen levert hij pas als hij ook spanning moet leveren. Laat je hem kortgesloten, dan is hij onbelast: hij hoeft dan geen spanning te leveren, dus geen vermogen.
Omdat een trafo de spanning en stroom met een vaste verhouding transformeert (bijv. de stroom :100, en de spanning x100), is een getransformeerde stroombron ook weer een stroombron, die dus ook weer kortgesloten onbelast is.

In het bovenstaande kunnen de preciezelingen nog overal het woordje 'ideale' toevoegen waar dat moet.

--
Bij een spanningsbron kun je denken aan water met een bepaalde hoogte. Onderaan heb je dan druk, maar vermogen krijg je pas als je ook water laat stromen, zodat je met die waterstroom ook wat kunt doen.
Bij een stroombron kun je denken aan voorbijstromend water; een rivier bijvoorbeeld. Het water heeft dan snelheid, maar vermogen krijg je pas als je het ook wat gaat tegenhouden, zodat je wat druk opbouwt om wat mee te doen.

Ik heb aan nog 3 stroom trafo's gemeten.
IK heb nu 3 lussen 25mm2 door ringkern heen gehaald en ik kan nu iets meer dan 700A maken. Maar een gek probleem doet zich nu ineens voor de 25mm2 word wel erg warm en na ca 30 seconde begon ik de isolatie was te ruiken.

1)
Stroomtrafo is een 400A / 5A en met 600A is de open klemspanning ca 16V

2)
2500A / 5A.
Bij 250A was de open klem spanning 26V en bij 2500A zou dat als dat lineair werkt ca 260V zijn. Als de koperlakdraad in de trafo dan maar voor v 100V geschikt is dan is 260V wel te hoog vandaar dat ik ook niet hoger dan 26V ben gegaan.

3)
1000A / 1A
Bij 250A was de spanning 75V.
Op 1000A is de spanning dan ca 300V. ( niet gemeten)

Aangezien je een stroomtrafo soms tot 2x mag gebruiken en stroompieken nog hoger mogen zijn dan zit ik bij 2x al aan respectievelijk voor 2) en 3) 520V en 600V. En dat word voor koperlakdraad denk al wat hoog, pieken zouden bij een open trafo boven de 1000V kunnen gaan.

De claim de een stroomtrafo dus niet open mag zijn is dus niet helemaal ongegrond maar dat de spanning oneindig hoog word is denk ik niet waar zeker geen kilo volts. Hoewel als er stroomtrafo bestaan met bv 25000A /5A en als ik mijn 4 metingen daarop mag extrapoleren dan is de open klemspanning 5 tot 10x hoger dan de 2500A / 5A en dan zit je wel in de kilo volts. Nog verre van oneindig maar ik denk wel dat ze dat ermee bedoelen een spanning die zo hoog is dat er interne doorslag plaats vind.

Maar om eerlijk te zijn weet ik niet wat normale isolatie waarden zijn voor koperlakdraad en of dat allemaal hetzelfde is of dat daar ook weer diversiteit in is. En dan ook nog welk type er in een stroomtrafo word gebruikt. Kan ik eventueel wel opzoeken maar ik hoop dat iemand dat weet? Ik wil een hoop testen maar ben niet bereid om bewust een mooie stroomtrafo te slopen. .

Was het de draad die heet werd of de kern ? Niet iedere kern kan 700A aan.

De draad is niet echt open, de impedantie van je multimeter sluit hem af, dat is niet gelijk aan "open" en daarom wordt de spanning niet "oneindig hoog" Heb je toevallig een multimeter met 1 of 10G impedantie ?

Wel leuk om dit soort meet waarden te zien. Ik kan geen grote stromen maken dus ook niks testen. Ik heb ook geen stroom trafos liggen.

Ik heb ooit van een motorwikkel bedrijf gehoord dat er dubbel geisoleerd lak draad is. Ik heb ook ooit wat gehad. Dat had eerst rode lak en daaronder nog een keer de gewone doorzichtige.

Op 2 november 2023 20:06:22 schreef fred101:
Was het de draad die heet werd of de kern ? Niet iedere kern kan 700A aan.

Het was maar een grapje. Het is de 25mm2 kabel die bloedheet word.
Voor de trafo ringkern maakt het volgens mij niets uit of er door 1 wikkeling 700A loopt of door 100 wikkelingen 7A. Beide is gewoon 700 amperewinding.

Heb je toevallig een multimeter met 1 of 10G impedantie ?

Ik heb wel een meter met 100G impedantie maar heb daar de triaxiale kabel niet bij, ik had er 1 op ali bestel maar die is helaas nooit aangekomen. Origineel koste de kabel ca 600,- en dat is voor mij even te duur.

Maar bij een gewoon spanningstrafo maakt het al niet uit met welke impedantie dat meet en ik denk niet dat de spanning die ik meet afhankelijk is van de impedantie maar ik wil zo nog wel een meting doen door de trafo met 10k ohm te belasten.

dat is niet gelijk aan "open" en daarom wordt de spanning niet "oneindig hoog"

Voor de 2500/5 kan de spanning bij een stroom van 5000A als 600V worden en bij een stroompiek van bv 10x 2500A kan de spanning 3000V worden. Dat lijkt mij echt al te hoog. Spanning kan ergens ook nooit oneindig hoog worden er is altijd een punt van doorslag

Wel leuk om dit soort meet waarden te zien.

Ja ik vond het ook leuk en leerzaam. De claim van oneindig hoog geloof ik niet maar als de hoge spanning voor doorslag zorgt is dat al ernstig genoeg. Als er een piek van 25kA is waarde spanning piekt tot 3000V en er is doorslag dan wel daarna de spoel 50A proberen te maken.

De draad is niet echt open, de impedantie van je multimeter sluit hem af, dat is niet gelijk aan "open" en daarom wordt de spanning niet "oneindig hoog"

IK begrijp denk nu eigenlijk pas wat je bedoelt.
Ik denk dat jij uitgaat van als ik er bv een 10µS puls van 700A op de stroomtrafo zet dan zou de inductie piek voor een nog grotere opslingeren van de spanning kunnen zorgen. Maar ik heb eigenlijk gewoon statisch gemeten en de stroom vanaf 0 tot 250A opgedraaid via de variac.

Aangezien je een stroomtrafo soms tot 2x mag gebruiken

In de schakelhuizen van ons elektriciteitsbedrijf hadden we stroomtrafo's van 600/5 in de 10kV installatie zitten. Middels het verleggen van koperstrippen kon je ze ook op 300/5 zetten. De impedantie van de 25/10kV trafo was de factor die de stroomsterkte beperkte. Bij een kortsluiting pal voor de deur van het schakelhuis had je een stroom van 8000Amp. Die moest wel door die stroomtrafo's heen, die daarmee 13x de nominale stroom voor d'r kiezen kregen. Hoe groot de stroom in het secundaire circuit werd op zo'n moment weet ik niet. 2.5 en 1.5qmm
Voor ons was het belangrijk om het hele circuit te testen. Ik heb nogal wat discussies gehad met collega's, en niet te vergeten een vertegenwoordiger van Eaton/Holec. Moet ik vertrouwen op een labeltje op een stroomtrafo?

Bij het testen van beveiligingsrelais wil je weten of het aanspreekt bij de primaire nominaalstroom, en weer afvalt bij pak em beet 85% daarvan. De moderne elektronische relais gaan al om bij 98%.
Ik voel jammer dat ikzelf nooit die testjes met open klem spanningen heb gedaan. Die Balteau trafo's zouden het wel hebben overleefd.

Aangezien je een stroomtrafo soms tot 2x mag gebruiken

Dan bedoel ik vooral het gebied waarin ze nog lineair werken, maar helaas kan ik van mijn erg oude stroomtrafo daar niets over vinden.

Nog even een meting gedaan met een 10k ohm 5W weerstand en de spanning is dan 74V ipv 75V. Wat ergens ook wel logisch is omdat deze trafo gemaakt is om met een lage weerstand af te sluiten waarbij de spanning dan heel laag is.

Een 5VA 5A trafo is dan bedoelt voor 1V 0,2 ohm circuit weerstand.

[Bericht gewijzigd door benleentje op donderdag 2 november 2023 22:05:58 (42%)]

Ik kom nu toevallig een leuke PDF over stroom trafo's tegen. En blijkbaar kunnen de zeer grote CT's 8kV aan spanning generen als ze open staan.

https://na.eventscloud.com/file_uploads/319c7dce0d5a35f15574dafad9f696…

Op 31 oktober 2023 20:46:06 schreef InHogereSferen:

Stel er zijn 10 secundaire wikkelingen en 1 primaire wikkeling. De primaire spanning is 230V. Dan zou je met open wikkelingen toch 2300V spanning moeten hebben?

Precies, dat klopt!

Het enige is, met een massief koperen 1-wikkeling-primair heb je een ONTIEGELIJK lompe trafo nodig wil daar soepeltjes 230V over de primaire gaan staan.

Meestal sluit je hem aan in SERIE met een apparaat wat de stroom begrenst. De primaire spanning is dan veel lager en, mits je de secondaire kortsluit, transformeert ie voornamelijk de stroom: Je krijgt een slap aftreksel (10x minder in jou voorbeeld) van de primaire stroom!

Een van de doelen van een stroomtrafo is is dat de primaire reactantie zo laag mogelijk is bij een primaire nominale te meten stroom zodat de primaire spanningsval zo laag mogelijk is (secundaire zijde correct belast).

De primaire spanningsval is afhankelijk van de secundaire spanning, volgens de wikkelverhouding. Dus secundair kortsluiten geeft lage secundaire spanning, geeft lage primaire spanning. Dus zelfs in dat opzicht is het gewoon een transformator.

Correct, hoe hoger de secundaire (meet)stroom hoe lager de primaire reactantie wordt en hoe lager de primaire spanningsval.

Ter aanvulling, er zijn ook verzadiginsstroomtrafo,s. Deze worden gebruikt zamen met thermische beveiliging voor grote vermogen motoren, dit om grote aanloopstromen te beperken en als ze een Ampère meter voeden deze door grote aanloopstromen de hoek in slaan hierbij moeten wel Amp meters met logaritmsche schaal worden gebruikt.

hierbij moeten wel Amp meters met logaritmsche schaal worden gebruikt.

IK vroeg me wel eens af hoe deze meters nu precies werkten ik dacht dat het logaritmische deel ergens in de meter zelf zat, maar dat zit hem dus in de aansturing via een CT die dan in verzadiging gaat.

Of het een log.schaal is weet ik niet maar het is in ieder geval niet lineair.
Hier een paar foto's van o.a.binnenwerk.
Het zijn normaal "moving iron" meters (ik weet de nederlandse naam even iet).
Moertjes die je ziet zijn M5.

Gr.F_S

Op 5 november 2023 19:06:21 schreef F_S:
Het zijn normaal "moving iron" meters (ik weet de nederlandse naam even iet).

https://nl.wikipedia.org/wiki/Weekijzermeter