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1 | Transformer Fault Current Calculation | |||||||||||||||||||||||||
2 | ||||||||||||||||||||||||||
3 | Transformer Impedance | |||||||||||||||||||||||||
4 | Transformer Impedance is measured in Percent Impedance, this is the Percentage of Rated Primary | |||||||||||||||||||||||||
5 | Voltage applied to the Transformer's primary winding in order for the rated secondary Full Load Current to | |||||||||||||||||||||||||
6 | flow in the secondary winding (this test is preformed with the primary winding connected to a Variac | |||||||||||||||||||||||||
7 | or variable supply and the secondary winding shorted-out). | |||||||||||||||||||||||||
8 | Transformer Impedance values may vary but typically Blakley Electrics transformers will be between | |||||||||||||||||||||||||
9 | 4 to 5% of primary Voltage. For further details please contact Blakley Electrics' Technical department. | |||||||||||||||||||||||||
10 | ||||||||||||||||||||||||||
11 | Impedance Voltage Vz = | Primary Volts V x Percent Impedance Z% | ||||||||||||||||||||||||
12 | 100 | |||||||||||||||||||||||||
13 | Click-On Cells with Blue Text to Modify Values, Results will be Displayed in Green | |||||||||||||||||||||||||
14 | Any Warnings will be Displayed in Red and Full Results are Displayed Below. | |||||||||||||||||||||||||
15 | ||||||||||||||||||||||||||
16 | Primary Volts (V) | 10000 | Vp | |||||||||||||||||||||||
17 | Secondary Volts (V) | 400 | Vs | |||||||||||||||||||||||
18 | Transformer Rating (VA) | 1000 | VA | |||||||||||||||||||||||
19 | Transformer Configuration | Three | ||||||||||||||||||||||||
20 | Percent Impedance (Z%) | 6 | Z% | |||||||||||||||||||||||
21 | Impedance Voltage (Vz) | 600.00 | ||||||||||||||||||||||||
22 | ||||||||||||||||||||||||||
23 | Transformer Maximum Fault Current | |||||||||||||||||||||||||
24 | ||||||||||||||||||||||||||
25 | Transformer Secondary Fault Type | Line to Earth | ||||||||||||||||||||||||
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27 | Maximum Fault Current A= | 100 | x Secondary Full Load Current I | |||||||||||||||||||||||
28 | Impedance Volts Vz% | |||||||||||||||||||||||||
29 | ||||||||||||||||||||||||||
30 | Maximum Fault Current (A) | 23.3 | ||||||||||||||||||||||||
31 | Maximum Fault Current (kA) | 0.02 | 1.44 | Secondary Current (I) | ||||||||||||||||||||||
32 | ||||||||||||||||||||||||||
33 | This is the Maximum Current that can be achieved at the Transformer's Secondary Terminals and | |||||||||||||||||||||||||
34 | doesn’t allow for any Impedance in the primary or secondary circuitry to and from the transformer. | |||||||||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||||||||
36 | Transformer Maximum Fault Current Allowing for Loop Impedance | |||||||||||||||||||||||||
37 | To Calculate the Maximum Fault Current that can be achieved in a circuit fed by a transformer | |||||||||||||||||||||||||
38 | we refer to the below formula. This formula calculates the loop impedance at the end of a circuit fed | |||||||||||||||||||||||||
39 | from the secondary winding of a transformer. | |||||||||||||||||||||||||
40 | When calculating Fault Loop Impedance Select the Correct Transformer Type Above. | |||||||||||||||||||||||||
41 | Three Phase Transformers Divide the Values for Vs secondary Voltage by √3 and the VA by 3 | |||||||||||||||||||||||||
42 | For Centre Tapped to Earth (CTE) transformers halve the values for Vs and VA . | |||||||||||||||||||||||||
43 | For RLV / 110V CTE Disconnection Times & Zs figures refer to BS7671:2008, 411.8 Table 41.6 | |||||||||||||||||||||||||
44 | ||||||||||||||||||||||||||
45 | Zsec = Zp x | Vs ² Vp | Z% | Vs² | + (R1 + R2) | |||||||||||||||||||||
46 | 100 | VA | ||||||||||||||||||||||||
47 | 0.46 | Ω | Zp = Loop impedance of primary circuit including Source (Ze + 2R1) | |||||||||||||||||||||||
48 | 10000 | V | Vp = Primary Voltage | |||||||||||||||||||||||
49 | 230.9 | V | Vs = Secondary Voltage | |||||||||||||||||||||||
50 | 333 | VA | VA = Transformer Rating | |||||||||||||||||||||||
51 | 6 | % | Z% = Transformer percentage Impedance | |||||||||||||||||||||||
52 | 0.2 | Ω | (R1 + R2) = Resistance of Secondary circuit Phase and Protective conductor | |||||||||||||||||||||||
53 | ||||||||||||||||||||||||||
54 | Primary Circuit Impedance (Ze + 2R1) | 0.46 | Zp (Ze + 2R1) Ohms | |||||||||||||||||||||||
55 | Secondary Circuit Impedance (R1 + R2) | 0.2 | (R1 + R2) Ohms | |||||||||||||||||||||||
56 | Total Impedance (Zsec) | 9.8065 | Ohms | |||||||||||||||||||||||
57 | ||||||||||||||||||||||||||
58 | Transformer Actual Earth Fault Current | |||||||||||||||||||||||||
59 | ||||||||||||||||||||||||||
60 | To calculate the Actual Fault Current in a transformer we can refer to the below formula taken from | |||||||||||||||||||||||||
61 | BS7671:2008, 411.4.5 and use the above figure for the transformers Total Impedance (Zsec). | |||||||||||||||||||||||||
62 | ||||||||||||||||||||||||||
63 | Earth Fault loop Impedance Zs = | Voltage to Earth Uo | Fault Current Ia = | Voltage to Earth Uo | ||||||||||||||||||||||
64 | Fault Current Ia | Loop Impedance Zs | ||||||||||||||||||||||||
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66 | Actual Secondary Fault Current (Ia) | 23.5 | Amps | |||||||||||||||||||||||
67 | Primary Fault Current I = | Secondary Fault Current Ia x | Secondary Voltage Vs | |||||||||||||||||||||||
68 | Primary Voltage Vp | |||||||||||||||||||||||||
69 | Actual Primary Fault Current (I) | 0.9 | Amps | |||||||||||||||||||||||
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73 | Blakley calculator (version 2.0) Blakley Electrics Ltd. | |||||||||||||||||||||||||
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