ANALIZA WARTOŚCI NAPIĘĆ WYJŚCIOWYCH TRANSFORMATORÓW SN/nn W ZALEŻNOŚCI OD CHARAKTERU I WARTOŚCI OBCIĄŻENIA

Transkrypt

1 POZNAN UNIVE RSITY OF TE CHNOLOGY ACADE IC JOURNALS No 78 Electricl Engineering 4 Ryszrd NAWROWSKI* Zbigniew STEIN* ri ZIELIŃSKA* ANALIZA WARTOŚCI NAPIĘĆ WYJŚCIOWYCH TRANSFORATORÓW SN/nn W ZALEŻNOŚCI OD CHARAKTERU I WARTOŚCI OBCIĄŻENIA W refercie przedstwiono, przy wyorzystniu progrmu thcd, wynii obliczeń wrtości npięć wyjściowych trnsformtorów energetycznych SN/nn przy różnych wymuszenich obciążeni, zwłszcz przy różnych wrtościch współczynni mocy. Pozno wpływ niesymetrii obciążeni n wrtości npięć. SŁOWA KLUCZOWE: trnsformtory, współczynni niesymetrii npięć, zmienność npięć, obciążenie niesymetryczne. WPROWADZENIE Trnsformtory energetyczne nzywne rozdzielczymi, wyorzystywne do trnsformcji npięci średniego n npięcie nisie, prcują bez regulcji npięci. Trnsformtory te mją z reguły trzy zczepy nstwine w stnie beznpięciowym. Trnsformtory te są esplotowne w różnych sytucjch obciążeni, to znczy obciążne odbiornimi o różnym chrterze i przy częstych zminch impedncji obciążeni. W siecich nisiego npięci, z reguły czteroprzewodowych, czyli z przewodem neutrlnym, często występują obciążeni niesymetryczne jednofzowe. W siecich przemysłowych występują tże niesymetryczne obciążeni dwufzowe. Trnsformtory rozdzielcze są przystosowne do obciążeń niesymetrycznych jednofzowych przez stosownie ułdów połączeń nie wrżliwych n tego typu obciążeni. Wrtości npięć wyjściowych (wtórnych zleżą od wrtości npięć wejściowych (pierwotnych orz od spdów npięci. Spdi npięć zleżą od ntężeni prądu obciążeni orz wrtości współczynni mocy. Podczs obciążeń symetrycznych wrtość spdu npięci możn obliczć przy pomocy prostej zleżności (: U(I, I(R cos( X sin( ( Podczs obliczeń funcji np. cos i sin przy wyorzystniu progrmu thcd onieczne jest posługiwnie się funcją pomocniczą ąt lf, czyli zmist pisć cos piszemy cos(/. * Politechni Poznńs.

2 9 Ryszrd Nwrowsi, Zbigniew Stein, ri Zielińs N rysunu przedstwiono spde npięci w funcji ąt dl wybrnego przyłdu, dl tórego I = 5A, R = orz X L = 5. Rys.. Wpływ ąt n spde npięci N rysunu możn łtwo zuwżyć znczący wpływ ąt obciążeni wrtość spdu npięci. Dl podobnego przyłdu, n rys., pozno wpływ ąt obciążeni n wrtość npięci wyjściowego. Jo npięcie wejściowe przyjęto znmionowe npięcie wtórne trnsformtor V. Npięcie wyjściowe U wyj = U we - U. ( (R cos( X sin( U wyj Rys.. Wpływ ąt n npięcie wyjściowe Anliz wrtości npięć wyjściowych podczs obciążeń niesymetrycznych jest brdziej złożon. Do nlizy zgdnieni jest dogodnie posługiwć się metodą słdowych symetrycznych przy wyorzystniu progrmu obliczeniowego thcd.

3 Anliz wrtości npięć wyjściowych trnsformtorów SN/nn w zleżności U we U I U we U I Rys.. Wpływ ntężeni prądu n npięcie wyjściowe, przy dwóch różnych wrtościch ąt obciążeni Przy wyorzystniu tej metody możn obliczć też współczynnii niesymetrii npięć wyjściowych trnsformtorów, jo stosune słdowej symetrycznej olejności przeciwnej npięci do słdowej zgodnej, lub słdowej olejności zerowej do słdowej olejności zgodnej. Wrtości tych współczynniów nleżą do chrterystycznych prmetrów jości npięci sieci. Jest brdzo wżne, by podczs esplotcji silniów trójfzowych ciągle sprwdzć wrtość stosunu słdowej symetrycznej olejności przeciwnej npięci do słdowej zgodnej. Przercznie dopuszczlnej wrtości tego wsźni, nie więszego niż., może powodowć przegrzewnie silniów trójfzowych.. WZORY WYJŚCIOWE DO ANALIZY ZAGADNIENIA Dl nlizy zgdnieni trzeb przyjąć złożeni wstępne. Njdogodniej jest przyjąć wrtości impedncji obciążeni poszczególnych fz. Impedncje te możn zpisć w postci (: Zodbu, v, w,, Zodn exp j.7 ( gdzie litermi u, v, w oznczono olejne fzy. N podstwie impedncji poszczególnych fz oblicz się impedncje słdowych symetrycznych olejności: zgodnej (Zu ( Zv ( Zw ( Z(,, ( przeciwnej (Z u ( Zv ( Zw ( Z (,, (4 orz zerowej (Zu ( Zv ( Z w ( Z (,, (5 I

4 9 Ryszrd Nwrowsi, Zbigniew Stein, ri Zielińs Impedncje w zpisie mcierzowym przyjmują postć (6: Z Z Z Z Z Z Po rozłożeniu npięć zsiljących orz prądów i impedncji odbiorni n słdowe symetryczne orz po przesztłceniu równń typu U = IZ n równni odwrotne typu I = YU otrzymuje się równni prądów słdowych symetrycznych w postci (7: I U I U D I U gdzie: D(,, (Z(,, Zz (Z (,, Zz (Z (,, Z (,, Z (,, Z (,, [Z (,, (Z Z Z ] D z z D (,, Z(,, Z (,, D(,, D(,, D (,, D (,, (,, (Zz Z(,,(Z (,, Z Z (,,Z (,, (,, Z(,, Z(,,(Z Z(,, (,, Z (,, Z(,, (Z(,, Zz (,, Z (,, Z (,, (Z (,, Z (,, (Z (,, (Z(,,(Z (,, Z (,, Z(,, Z(,,(Z (,, Zz (,, Z (,, Z (,, (Z (,, Z z (,, (Zz Z (,, Z(,, Z(,, (,, (Z (,, Zz (Z (,, Z Z(,, Z (,, Jeżeli przyjąć, że w npięciu zsiljącym uwzględni się tylo słdową olejności zgodnej, to słdowe symetryczne prądów strony wtórnej trnsformtor opisują wzory: słdow prądu olejności zgodnej: I(,, (,, U (8 ntf D(,, słdow prądu olejności przeciwnej: I (,, (,, U (9 ntf D(,, słdow prądu olejności zerowej: I (,, (,, U ( ntf D(,, Prądy fzowe oblicz się według wzorów: u v w z (6 (7

5 Anliz wrtości npięć wyjściowych trnsformtorów SN/nn w zleżności... 9 I (,, I(,, I (,, I (,, ( b Ic (,, I (,, Prąd w przewodzie neutrlnym opisuje wzór (: (,, I (,, I (,, I (,, ( I po b c Npięci fzowe opisują związi (: U (,, I (,, Zzu ( Ub (,, Ib (,, Zzv ( ( Uc (,, Ic (,, Zzw ( Słdowe symetryczne npięć strony wtórnej trnsformtor możn obliczć według wzorów (4: (U (,, Ub (,, U c (,, U(,, (U (,, U b (,, U c (,, U (,, (4 (U (,, U b (,, U c (,, U (,, Współczynnii niesymetrii npięć strony wtórnej trnsformtor opisują związi (5: U (,, (,, U (,, (,, U (, U (,,,. PRZYKŁAD LICZBOWY Posługując się prmetrmi trnsformtor o mocy 6 VA i npięcich 5V/4-4,5 V orz npięciu zwrci 5.6 % obliczono chrterystyczne wielości wyjściowe istotne dl tytułu rtyułu. N rysunch przedstwiono w postci grficznej nietóre wynii obliczeń. Obliczeni przeprowdzono n przyłdzie niesymetrycznego odbiorni o nstępujących prmetrch: j.7 Z ( ( Z e zu odn j.7 Z ( (Z.e zv odn (5

6 94 Ryszrd Nwrowsi, Zbigniew Stein, ri Zielińs j.7 Zzw ( (.8Zodne Dl tego przypdu obciążeni niesymetrycznego, przy różnych wrtościch współczynniów, orz współczynnii niesymetriii npięć wynoszą: (,,,7 (,.85,.9, 67 (.9,,, 76 Dl przyłdowych innych obciążeń uzysuje się np: (,,, (.9,,, 5 (,.85,.9, 5 Łtwo zuwżyć, że dl rozptrywnego przypdu obciążeni współczynnii niesymetrii przerczją dopuszczlną wrtość. Zmienność wrtości współczynni niesymetrii od wrtości możn prześledzić n rysunu

7 Anliz wrtości npięć wyjściowych trnsformtorów SN/nn w zleżności Rys. 7. Zmienność współczynniów niesymetrii npięć w funcji współczynni 4. WNIOSKI N sute przepływu prądu przez uzwojeni trnsformtor powstją spdi npięć. Wrtości spdów npięć zleżą nie tylo od ntężeni prądu le również od chrteru obciążeni czyli wrtości współczynni mocy. Przy obciążenich pojemnościowych npięci wyjściowe mogą wzrstć w porównniu z npięcimi wejściowymi. Przy obciążenich niesymetrycznych npięci wyjściowe mją w poszczególnych fzch różne wrtości. Przy zsilniu silniów trójfzowych nleży ontrolowć wrtość współczynni niesymetrii i bo przy dużej jego wrtości uzwojeni silni mogą ulec przegrzniu. LITERATURA [] Stein Z. Esplotcj mszyn eletrycznych. Rozdz. 5.6 w Pordniu Inżynier Eletry, WNT, Wrszw 7. [] Stein Z. Zielińs. Wyorzystnie progrmu CAD do bdni wyorzystni mocy znmionowej silniów inducyjnych w wrunch niesymetrii -fzowego ułdu npięć. teriły ZKwE, Poznń.9 ANALYSIS OF OUTPUT VOLTAGE IN V/LV TRANSFORERS ACCORDING TO THE LOAD TYPE AND VALUE The pper presents the results of clcultion of output voltge in V/LV power trnsformers for vrious lods, with considertion of vrious power fctor vlues. The computtion ws crried out with the use of cd softwre. The effect of lod symmetry on the voltge vlues is shown.