Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych. Transformatory

Transkrypt

1 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego Transformatory Zadanie Dany jest transformator trójfazowy o następjących danych znamionowych: moc znamionowa S 50 MV napięcia znamionowe 0 /0 x5% kv kład połączeń Dy częstotliwość znamionowa f 50 Hz. ± Dodatkowo wiadomo że: średnica kolmny d 0 94 m - schodkowa współczynnik wypełnienia η 0 8 gęstość strmienia w rdzeni B m 5 T Obliczyć: gęstość prąd w zwojeniach J /mm.. siłę elektromotoryczną zwojową ph. znamionową liczbę zwojów zwojeń G () i D () i. liczbę zwojów reglacyjnych 4. chyb przekładni oraz dokładne (znamionowe) wartości napięcia zwojowego ph i gęstości strmienia w kolmnie rdzenia B m 5. prądy znamionowe strony G () i D () i. przekroje przewodów ob zwojeń a i a. Przy zasilani transformatora od strony G () () napięciem 0 kv o częstotliwości f f 50 Hz 7. napięcia na zaczepach -0% i +0% (w stanie jałowym) 8. prądy w zwojeniach przy pracy na zaczepach -0% i +0% tak aby nie były przekroczone znamionowe gęstości prąd 9. moce obciążenia przy pracy na zaczepach -0% i +0% tak aby nie były przekroczone znamionowe gęstości prąd. Przy zasilani transformatora od strony D () napięciem 0 kv o częstotliwości f f 50 Hz 0. napięcia na zwojeni G () przy pracy na zaczepach -5% i +5% (w stanie jałowym). gęstości strmienia rdzenia przy pracy na zaczepach -5% i +5%. prądy w zwojeniach G () i D () przy założeni że transformator został obciążony mocą znamionową przy pracy na zaczepach -5% i +5%. Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt

2 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego Rozwiązanie: d. siła elektromotoryczna zwojowa: E ph 444 Φm f πd 444 Bm f 444 Bm 4 5 π V/zw. η f d. znamionowe liczby zwojów zwojeń G () i D () zwojenie G () połączone w trójkąt (D): ph ph E ph przyjmjemy 04 zw. WG! Zawsze zaokrąglamy do najbliższej liczby całkowitej! zwojenie D () połączone w gwiazdę (y): ph ph E ph przyjmjemy 0 zw. WG! Zawsze zaokrąglamy do najbliższej liczby całkowitej! d. liczba zwojów reglacyjnych pomiędzy sąsiednimi odczepami: 5% 5% a zw. 00% 00% n WG! ależy przyjąć liczbę zwojów reglacyjnych równą najbliższej liczbie całkowitej i skorygować liczbę zwojów zwojenia D ()! Przyjmjemy liczbę zwojów reglacyjnych pomiędzy sąsiednimi odczepami: a 5 zw. stąd znamionowa liczba zwojów zwojenia D (): 00% 00% a 5 00 zw. 5% 5% Związek pomiędzy przekładnią zwojową i przekładnią napięć fazowych: ph ph ph i ph ph ph ph Obliczenia liczby zwojów zwojenia G () względniające przekładnię znamionowych napięć fazowych ph zw. 00 ph WG! Zawsze zaokrąglamy do najbliższej liczby całkowitej! Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt

3 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego Liczby zwojów na poszczególnych zaczepach zwojenia D (): zaczep -0% : ( 0%) a zwojów zaczep -5% : zaczep +5% : 5%) a zwojów ( + a zwojów ( zaczep +0% (całkowita liczba zwojów zwojenia D ()): ( tot. + a zwojów d. 4 chyb przekładni: ph ph n ph % 00% 00% 00% ph ph ph % % 00% 008 % napięcie zwojowe: ph H V/zw. 09 ph H ph V/zw. 0 ph gęstość strmienia w kolmnie: ph ph ph Bm 444 f πd πd η f 444 η f 4 ph 7 Bm 5 T πd η f π d. 5 prądy znamionowe przewodowe: S H S L znamionowe prądy fazowe: Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt

4 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego zwojenie G () połączone w trójkąt (D): S S 50 0 ph ph zwojenie D () połączone w gwiazdę (y): S S 50 0 ph 0 0 ph d. przekroje przewodów: zwojenie górnego napięcia G (): ph 788 a mm J zwojenie dolnego napięcia D (): ph a 47 mm J Przekrój pojedynczego przewod ze względów mechanicznych nie powinien przekraczać 0 80 mm dlatego należy zastosować dwa przewody równoległe po stronie G () oraz od sześci do ośmi przewodów równoległych po stronie D () (lb zwojenie foliowe z taśmy). Przy zasilani transformatora od strony G () napięciem 0 kv o znamionowej częstotliwości 50 Hz d. 7 przekładnia napięć fazowych: ph ph ph n stąd na zaczepie -0% : ph ph ( x ) x ± 0% 00% ph( 0%) ph( 0%) ph ph 09 ph Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt 4 ± a 00 0%) ph( 0%) kv ph( ze względ na połączenie zwojenia D () w gwiazdę (y) napięcie przewodowe: 0%) ph ( 0%) ph kv ( Przekładnia znamionowa napięć przewodowych przy połączeni Dy: stąd: ph ph x ± x ±

5 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego a zaczepie +0% : 0% ( ( + H ( 00 0 kv ( d. 8 prądy w zwojeniach: zaczep -0% zakładamy : ph ( 0%) n ph ( 0%) n ph ( 0%) ph ph ph ( 0%) ph ph ( 0%) ph ph ze względ na połączenie zwojenia G () w trójkąt (D) prąd przewodowy: ( 0%) ph( 0%) ph Prąd w zwojeni G () nie przekracza prąd znamionowego. Zaczep +0% zakładamy : ph ( ph ph 09 ph ph ( ph ph ph!!! n n ( ( ph !!! ph ( ze względ na połączenie zwojenia G () w trójkąt (D) prąd przewodowy ph( ph 5 77!!! ( Prąd w zwojeni G () przekracza wartość prąd znamionowego! ależy ograniczyć prąd strony G () do wartości znamionowej 788 wtedy prąd po stronie D (): ph ph ph( ph n( ph ph ( ze względ na połączenie zwojenia D () w gwiazdę (y) prąd fazowy i przewodowy są sobie równe: ( 0%) ( ph + 9 ph d. 9 moce pozorne przetwarzane przez transformator: zaczep -0% : S( 0%) ph ph ( 0%) ph S 09 S( 0%) ph ( 0%) ph ph 09 ph 09 S 09 S S MV ( 0%) Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt 5

6 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego zaczep +0% : S ( ph ph S S ph ( ph( ph( ph ph ph S S( S 50 MV Przy zasilani transformatora od strony D () napięciem 0 kv o znamionowej częstotliwości 50 Hz d. 0 przekładnia napięć fazowych: ph ph ph n ph ph stąd przy zasilani na zaczepie -5% : ± ( x ) a x ± ph 5%) ph( 5%) ph ph!!! ph( ( 5%) ze względ na połączenie zwojenia G () w gwiazdę (D) napięcia fazowe i przewodowe są sobie równe: 00 5%) ph( 5%) ( 0%) kv!!! ph( apięcie zwojenia G () przekracza wartość napięcia znamionowego! Przekładnia napięć przewodowych: stąd przy zasilani na zaczepie +5% : x ± 00 ( 095 kv 5% ( apięcie zwojenia G () nie przekracza wartości napięcia znamionowego. d. gęstość strmienia w kolmnie: przy zasilani na zaczepie -5% : B ph ph Bm 5 5%) 74 T!!! 444 f 444 f m ( Fe ( 5%) Fe Gęstość strmienia w kolmnie rdzenia przekracza wartość dopszczalną ze względ na nasycenie! Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt

7 nstytt Mechatroniki i Systemów nformatycznych do żytk wewnętrznego przy zasilani na zaczepie +5% : B 444 f 444 f Bm ph ph m ( 577 T Fe ( Fe d. prądy w zwojeniach: przy zasilani na zaczepie -5% : S S ( 5%) S S ph ( 5%) 095 ph ph ph 095 ze względ na połączenie zwojenia D () w gwiazdę (y) prąd fazowy i przewodowy są sobie równe: S S ( 5%) ph( 5%) WG! Moc przetwarzaną przez transformator przy takim zasilani należy ograniczyć ze względ na przekroczenie napięcia znamionowego w zwojeni G ()! Przy zasilani na zaczepie +5% : S S V!!! ( 05 ( S S 05 ph V!!! ph( ph 05 ph ( Ze względ na połączenie zwojenia D () w gwiazdę (y) prąd fazowy i przewodowy są sobie równe: S S ( 5%) ph( + WG! Moc przetwarzaną przez transformator przy takim zasilani należy ograniczyć ze względ na przekroczenie wartości prąd znamionowego w zwojeni G ()! 9 października 05 Zredagował dr inż. Witold biak - na podstawie materiałów własnych nstytt 7