Transformator Schemat zastępczy typu „Γ”

Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Maszyny Elektryczne i Transformatory
1
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
1.
2.
3.
4.
5.
Budowa
Zasada działania transformatora idealnego
Straty
Schemat zastępczy
Eksploatacja
2
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator jednofazowy
3
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
4
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Budowa transformatora
Schodkowanie kolumn
5
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Budowa transformatora
Płaszczowy (rdzeń płaszczowy)
6
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Budowa transformatora
Rdzeniowy (rdzeń ramowy)
7
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Budowa transformatora
Strumień rozproszenia
8
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Zasada działania transformatora idealnego
Równanie mocy:
S P  U Pph I Pph  U Sph I Sph  S S
Przekładnia napięć fazowych:
U Pph
U Sph

E Pph
ESph
NP

NS
Stosunek prądów fazowych:
I Pph
I Sph

U Sph
U Pph
NS

NP
9
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Siła elektromotoryczna (SEM):
E  2  mf N  4,44  mf N
Strumień:
 m  Bm A Fe
stąd:
E  2 Bm AFe f N  4,44 Bm AFe f N
W warunkach stanu jałowego (bez obciążenia):
U 0ph  Eph  4,44 B m A Fe f N
u ph  e  4,44 B m A Fe f
10
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Prąd magnesujący:
11
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Rzeczywisty transformator trójfazowy
Przekładnia napięciowa:
U HV U HVph E HVph N HV



U LV U LVph E LVph N LV
Równanie mocy:
SHV  3 UHV I HV  3 ULV I LV  SLV
stąd stosunek prądów przewodowych:
I HV U LV N LV


I LV U HV N HV
12
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Straty mocy w transformatorze
Straty w rdzeniu
Histereza:
PH  f f , Bm2 
Prądy wirowe:
Ped  f f 2 , Bm2 
13
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Straty mocy w transformatorze
Straty w rdzeniu
Magnetostrykcja
Drgania mechaniczne i emisja dźwięku (hałas)
Straty od strumienia rozproszenia (w konstrukcji)
Straty Joule’a w uzwojeniu

Pw  f I ph , R w
2

14
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Schemat zastępczy typu „T”
15
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Próba stanu jałowego
16
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
Próba stanu jałowego
I 0acph
P0

3U1ph
I mph  I 02ph  I 02acph
R Fe  3
Xm 
U12ph
P0
U 1ph
I mph
17
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Próba zwarcia pomiarowego
18
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
Próba zwarcia pomiarowego
U kRph
Pk

3I ph
U kXph  U
2
kph
Pk
Rk  2
3I ph
U
2
kRph
Xk 
U kXph
I ph
19
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Schemat zastępczy typu „Γ”
Rk
U1ph
RFe
Eph
Xm
Xk
U2ph’
20
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
Schemat zastępczy typu „Γ” – parametry względne:
2
U phN
I phN
rFeN
R FeN
SN

3

Z phN
P0 N U phN P0 N
x mN
I phN
XmN

 XmN
Z phN
U phN
rkN
R kN
PkN I phN
PkN u kR% N

 2


Z phN 3I phN U phN S N 100%
x kN
U kphX u kX% N
XkN U kphX I phN




Z phN
I phN U phN
U phN 100%
21
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
Schemat zastępczy typu „Γ”
Parametry stanu jałowego:
Prąd jałowy – wartość bezwzględna i względna, procentowa:
I 0N
i 0%N
 IN
100%
Straty jałowe (w rdzeniu):
P0N  3
I0N
i 0% N 
100%
IN
2
UphN
R FeN
SN

rfeN
Moc zasilacza do wykonania próby stanu jałowego :
S 0 N  3U N I 0 N
i 0%N
i 0%N
 3U N I N
 SN
100%
100%
22
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator trójfazowy
Schemat zastępczy typu „Γ”
Parametry zwarciowe:
Napięcie zwarcia – wartość względna, procentowa:
UkN
u k %N 
100%
UN
Krotność prądu zwarciowego przy napięciu znamionowym:
I k 100%

I N u k %N
Straty zwarciowe (obciążeniowe w uzwojeniach) :
2
PkN  3I phN
RkN  SNrkN
23
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Transformator
Schemat zastępczy typu „Γ”
Względne, procentowe spadki napięcia na elementach gałęzi
podłużnej:
PkN
u kR% N 
100%
SN
2
ukX%N  uk2 %N  ukR
%N
Przybliżona wartość względna, procentowa spadku napięcia
pod obciążeniem (równanie uproszczone):
I
u%  u kR% N cos  load  u kX% N sin  load 
IN
Wartość bezwzględna napięcia pod obciążeniem:
u% 

U  U0  1 

 100% 
24
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Dziękuję
za uwagę
25