Stromwandler berechnen: Übersetzungsverhältnis, Wandlerfaktor und Dimensionierung

Das Übersetzungsverhältnis eines Stromwandlers ist der Quotient aus Primär- und Sekundärnennstrom: Kn = Ipn / Isn. Ein Stromwandler 400/5 A hat das Verhältnis 80, ein 400/1 A das Verhältnis 400. Daraus folgt alles Weitere: Der Sekundärstrom ist der Primärstrom geteilt durch Kn, der Primärstrom der gemessene Sekundärstrom mal Kn. Fließen 320 A durch einen 400/5-A-Wandler, liefert er 320 / 80 = 4 A an das Messgerät.

Am Energiezähler heißt Kn Wandlerfaktor. Ein Wandlerzähler an Stromwandlern zählt nur den Anteil, der über die Sekundärseite fließt; der Verbrauch ist die Differenz der Zählerstände mal Wandlerfaktor. Beispiel: drei Wandler 400/5 A, Zählerstand von 1.250,0 auf 1.312,5 kWh – das sind 62,5 kWh × 80 = 5.000 kWh. Bei Zählern, in die die Übersetzung einprogrammiert wird, zeigt das Display bereits den Primärwert.

Den Primärnennstrom wählt man knapp über dem höchsten Betriebsstrom. Ein deutlich zu großer Wandler arbeitet die meiste Zeit im Teillastbereich, in dem die Fehlergrenzen weiter sind (Klasse 0,5: ±0,75 % bei 20 %, ±1,5 % bei 5 % des Nennstroms). Schwankt die Last stark, helfen die S-Klassen 0,5S oder 0,2S, die bis 1 % des Nennstroms festgelegt sind. Bis 120 % des Nennstroms hält ein Messwandler seine Klasse ein.

Bei Aufsteckstromwandlern lässt sich die Übersetzung durch mehrfaches Durchführen des Leiters verkleinern: Mit n Durchführungen gilt Ipn / n. Ein 100/5-A-Wandler mit zwei Windungen arbeitet wie ein 50/5-A-Wandler – sinnvoll für kleine Ströme, wenn das Fenster Platz bietet. Für dauerhaft kleine Ströme ist ein Wickelstromwandler die bessere Wahl. Den zweiten Teil der Auslegung, die Bürde in VA, rechnet der VA-Rechner.