A B C. 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA

Transkript

1 3-f transformátor 630 kva s převodem U1 = 22 kv, U2 = 400/231V je ve spojení / Y, vypočítejte svorkové proudy I1 a I2 a pak napětí a proudy cívek primáru a sekundáru, napište ve fázorovém tvaru I. K.z. pro svorku primáru a ověřte výpočtem! 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA A B C PRIMÁR spojený do D má napětí na cívce = napětí mezi svorkami: U 1v = V Sekundár spojený do y má napětí cívky fázové ze štítku je to U 2v = V Proudy cívkami budou: I 1v = VA / V = A I 2v = VA / V = A SEKUNDÁR: P S = 3 * V * A = 3 * V * A = VA Proud cívkou a proud SVORKOU jsou (pro y ) STEJNÉ NAPĚTÍ mezi SVORKAMI (sdružené) U 2s = U 2c * 3 PRIMÁR: napětí na cívce je napětí mezi svorkami, doplňte do schématu U AB, U BC a U CA! proud svorkou proud cívkou! (I A I AB ) Jaký proud teče (ven) ze svorky A? (viz obrázek vpravo dole) to jsou FÁZORY v komplexní rovině, respektující fázový posun v jednotlivých cívkách! IA = IBA IAC = 3 A = A Proudy PRIMÁRU: Červená cívka Modrá cívka Zelená cívka C I BA I CB I AC zeve - 3-f obvody B A 1

2 A B C Proudy PRIMÁRU: (Při souměrné zátěži!) BEZ ZÁTĚŽE ŽÁDNÉ PROUDY NETEČOU!!! C B A Který proud představuje černý fázor? (kterou svorkou vytéká červený MINUS zelený?) DOPLŇTE SPOJENÍ SEKUNDÁRU a SVORKY - a b c n ---! Doplňte logicky další 2 FÁZORY tak aby všechny vycházely z bodu B! 2

3 Na trojfázové síti 3x400/231 V, 50Hz jsou dva jednofázové odběry: Z1 = 11, cos 1 = 0,85 IND, Z2 = 12, cos 2 = 0,88 CAP Vypočítejte proudy I1 a I2, dále proud středním (nulovým) vodičem I 0! Co se stane s proudem I 0, když přepnu zátěž Z1 z fáze U1 na fázi U3? Řešte graficky! Velikost každého fázového napětí je 220 V (ze zadání!) Velkosti proudů jednotlivými impedancemi a jejich fázový posun vůči napětí: I1 = V / = A 1 = arccos 0,85 = I2 = V / = A 2 = arccos 0,88 = NESOUMĚRNÁ ZÁTĚŽ! I1 + I2 + I0 = 0 I 0 I1 + I2 = I0 L1 I1 Z1 U3 L2 I2 Z2 U1 L3 Z3 I1 N I0 U2 I2 3

4 I0 Co se stane s proudem I 0, když přepnu zátěž Z1 z fáze U1 na fázi U3? Řešte graficky! U3 U1 I 2 a I 3 jsou téměř v PROTIFÁZI a rozdíl ve velikosti je cca 1,7 A bude i proud středním vodičem I 0 velmi malý I1 U3 I3 U2 I2 U1 L1 Z1 I0 L2 I2 Z2 U2 I2 I1 + I2 = I0 L3 N I3 I0 Z1 VYZNAČTE úhly fázových posunů i se znaménkem 4

5 Souměrný odběr ASM P = 5,5 kw má účinnost = 82% a účiník cos = 0,79. Jaký bude jeho odebíraný proud I ze sítě 3x380 V, 50Hz a jaký bude jeho činný příkon P 1, jalový Q a zdánlivý S? Jak se změní účiník odběru, kdy se zároveň připne pec (činná zátěž) s výkonem 10 kw? Co se stane s proudy a výkony odběrného místa? Příkon ASM z účinnosti: P 1 = P / = W / = W Ze vzorce pro výkon vypočítáme proud: P 1 = 3 U 1 I 1 cosφ I 1 = / ( * * ) = A Zdánlivý příkon: nebo také P S = P 1 /cosφ = / = VA P S = 3 U 1 I 1 = 1,73 = VA Jalový příkon (Pytagorovsky) P Q = P S 2 P 1 2 = 2 2 = VAr 5

6 Jak se změní účiník odběru, kdy se zároveň připne pec (činná zátěž) s výkonem 10 kw? Co se stane s proudy a výkony odběrného místa? Označme si PŘÍKON (výkon) pece P 2 = 10 kw Nový činný příkon P 3 bude: P 3 = P 1 + P 2 = W + W = W Jalový příkon se nezmění P 3Q = P 1Q = VAr Zdánlivý příkon bude P S3 = P 2 Q3 + P 2 3 = VA Nový účiník bude cos 3 = P 3 / P S3 = / =. 3 = 1 = Odebíraný proud I 3 = P S3 / 3 U 1 = / (1,73 * ) = A Im [VAr] 3 = 1 = P 3 = kw P 1 = kw I 3 = A I 1 = A P 2 P S1 P 1 P S3 Re [W] Vyznačte úhly fázového posunu a složky výkonů P S1 a P S3! 6

7 Navrhněte kompenzační kondenzátory pro zátěž P = 10 kw, cos = 0,78 IND na síti 3x500 V, 50 Hz, tak, aby se účiník zlepšil na hodnotu cos = 0,95. Kondenzátory zapojte do! Nejprve zjistíme velikost jalového odběru: P S1 = P 1 /cos 1 = / = VA 1 = arccos 0,78 = 38,7 P Q1 = P S1 sin 1 = * = VAr Pro ZLEPŠENÝ účiník (při zachování činného výkonu) stejným postupem: P S2 = P 1 /cos 2 = / = VA 2 = arccos 0,95 = 18,2 P Q2 = P S1 sin 1 = * = VAr Kondenzátory musí dodat rozdíl jalového výkonu P QC = P Q1 P Q2 = = VAr Každý jeden kondenzátor dodává P QC1 = / 3 = VAr Im [VAr] P S1 P S2 P Q1 - P Q2 Re [W] = 18,2 2 1 = 38,7 úhly vyznačte v OBR. P 1 7

8 Každý jeden kondenzátor dodává P QC1 = / 3 = VAr Reaktance KONDENZÁTORU (při napětí U C = 500 V) ze vtahu P = U*U/X C X C = U 2 / P Q = 2 / = Ze vztahů X C = 1/ C a = 2 f Dostaneme velikost kapacity C = 1 / (2 f X C ) = F Im [VAr] P S1 P S2 P QC P 1 Re [W] Jaký bude po kompenzaci výsledný charakter zátěže? Úloha má ještě jedno řešení se stejným účiníkem PŘEKOMPENZOVANÉ NAKRESLETE! Do vedlejšího obrázku načrtněte: proudy všech fází před kompenzací proudy z baterie kondenzátorů Proudy po kompenzaci 8

9 Vypočítejte napětí na cívce s počtem závitů N1 = a na cívce N2 = 110, když závitové napětí je Uz = 2,000 V. Jaká budou svorková napětí, když tyto cívky použijeme v 3-f TRAFU pro různé kombinace spojení? Jak se bude měnit převod p 3 = U1/U2 vzhledem k převodu na sloupě p = N1/N2? Spojení: U1s [V] U2s [V] Poměr převodů p 3f = U1/U2 Dd Dy Yy Yd Nepoužívá se v praxi! NAPĚTÍ na cívce 1 U 1 = U z.n 1 = * = V NAPĚTÍ na cívce 2 U 2 = U z.n 2 = * = V pro zapojení Y je vztah napětí: UU S S = 3 UU fázové PŘEVOD na sloupě: p = N 1 / N 2 = / 110 = 45,454 9

10 Na trojfázové síti 3x400/231 V, 50 Hz jsou dva jednofázové odběry: Z1 = 11, cos 1 = 0,85 IND, Z2 = 12, cos 2 = 0,88 CAP Co se stane, když se nulový vodič přeruší? Jak se rozdělí napětí U12 = 400 V na zátěže Z1 a Z2? (NÁPOVĚDA sériový rezonanční obvod!) Fázový posun mezi Uz1 A Uz2 vůči společnému proudu!!! Řešte graficky! Z12 = Z1 + Z 2 = I12 = U 12 / Z12 = U Z1 U Z2 NÁČRT ŘEŠENÍ U Z1 = I12 Z1 = U Z2 = I12 Z 2 = U 12 I Z1 L1 L2 I Z2 U Z1 U Z2 U 12 Nebo napřed jednodušší zadání, když obě zátěže Z1 a Z2 budou čistě činné! (cos 1 = cos 2 = 1) společný proud v jediném obvodu: Napětí na Z1 I I = 400 / (11+12) = 17,39 A UZ1 = 11 * 17,4 = 191 V L3 N I0 Z3 Napětí na Z2 Kontrola: UZ2 = 12 * 17,4 = 209 V 191 V V = 400 V 10