§ 17

Transformer: rated current and short-circuit current

Which currents and which short-circuit current does transformer in station give?

Answer: The nameplate on a distribution transformer gives the power in kVA and the short-circuit voltage uk as a percentage. From them you can calculate the rated current on both sides and the largest short-circuit current the transformer can supply on the low voltage busbar. This is the basis for choosing fuses, circuit breakers and switchboards at the station.

Formula

Mærkestrøm I_n = S / (√3 · U)

Kortslutningsstrøm ved klemmerne: I_k = I_n / (uk / 100), når nettet foran regnes som stift

Kortslutningseffekt S_k = S / (uk / 100)

Impedans set fra lavspændingssiden: Z_T = uk / 100 · U² / S

Symbols and units in the formula
Symbol	Meaning	Unit
s_kva	Transformer's rated power	kVA
uk	Short-circuit voltage uk (type plate)	%
u_lv	Low voltage (line-line)	V
u_hv	High voltage (line-line)	V
=	Low-voltage short-circuit current (stiff network)	A
=	Rated current on the low-voltage side	A
=	Rated current on the high-voltage side	A
=	Short-circuit power through transformer	MVA
=	Transformer impedance seen from the low voltage side	mΩ

Validity and source

Source: IEC 60076-1 and -5 (short-circuit voltage uk) · technical annex: transformer stations and short-circuit power

Does not apply when

The high-voltage network ahead also has an impedance, so the real short-circuit current is slightly lower than the calculated one. For selection of equipment, the calculated value is on the safe side. To check that fuses trip, the lowest short-circuit current in the network must be used.

Worked example

The calculator's own default values inserted. The figures are calculated with exactly the formula the tool uses.

Substituted

Transformer's rated power630 kVA
Short-circuit voltage uk (type plate)4 %
Low voltage (line-line)400 V
High voltage (line-line)10,000 V

Giver

Low-voltage short-circuit current (stiff network)22,733 A
Rated current on the low-voltage side909 A
Rated current on the high-voltage side36.4 A
Short-circuit power through transformer15.75 MVA
Transformer impedance seen from the low voltage side10.16 mΩ

Members only

The calculator itself is locked

Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.

Create free user →Log in

Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.

Sådan bruger du den

I en 10/0,4 kV-station skal du kende transformerens mærkestrømme for at vælge sikringer og kabler, og kortslutningsstrømmen for at vide, hvad skinner, afbrydere og kabelskabe skal tåle. Beregneren regner det hele ud fra typeskiltets kVA og uk.

Step by step

Aflæs mærkeeffekten i kVA og kortslutningsspændingen uk i procent på typeskiltet.
Indtast lav- og højspændingen.
Mærkestrømmen er effekten delt med √3 gange spændingen.
Kortslutningsstrømmen på lavspændingsskinnen er mærkestrømmen delt med uk.
Sammenlign med materiellets brydeevne og korttidsstrøm.

Typical errors

At glemme √3 i trefaset-formlen.
At bruge uk som et tal i stedet for en procent. 4 % er 0,04.
At bruge den største kortslutningsstrøm til at tjekke, om sikringer bryder ude i nettet. Til det skal den mindste bruges.

Examples from everyday life

630 kVA i en netstation

En netstation har en 630 kVA transformer, 10/0,4 kV, med uk = 4 %.

Transformer's rated power: 630 kVA
Short-circuit voltage uk (type plate): 4 %
Low voltage (line-line): 400 V
High voltage (line-line): 10,000 V

It means: Mærkestrømmen er 909 A på 0,4 kV og 36.4 A på 10 kV. Kortslutningsstrømmen på skinnen kan nå 22,733 A, og transformerens impedans er 10.16 mΩ.

400 kVA i et landområde

En mindre station har en 400 kVA transformer med uk = 4 %.

Transformer's rated power: 400 kVA
Short-circuit voltage uk (type plate): 4 %
Low voltage (line-line): 400 V
High voltage (line-line): 10,000 V

It means: Mærkestrømmen er 577 A, og kortslutningsstrømmen på skinnen er højst 14,434 A.

1.000 kVA med højere uk

En station ved et industriområde har en 1.000 kVA transformer med uk = 6 %.

Transformer's rated power: 1,000 kVA
Short-circuit voltage uk (type plate): 6 %
Low voltage (line-line): 400 V
High voltage (line-line): 10,000 V

It means: Mærkestrømmen er 1,443 A, og kortslutningsstrømmen er 24,056 A. Den er ikke 25 gange mærkestrømmen som ved uk 4 %, fordi uk er højere. Kortslutningseffekten er 16.67 MVA.

Rule of thumb

På 0,4 kV giver hver kVA ca. 1,44 A mærkestrøm. Med uk 4 % er kortslutningsstrømmen 25 gange mærkestrømmen.

How to check the answer

Mærkestrømmen på lavspændingssiden gange 400 skal være lig mærkestrømmen på højspændingssiden gange 10.000.