ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

Transkript

1 ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast CZ.1.07/1.5.00/ VY_32_INOVACE_H.2.19 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec Elektrotechnika Ročník Anotace Metodický pokyn 2ME Zhotoveno květen 2012 Elektrické stroje netočivé - transformátory Frontální výuka doplněná metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební test pro ověření vyložené látky

2 Trojfázové transformátory Nejčastěji se využívají k přenosu a distribuci elektrické energie, kde se výkony pohybují až ve stovkách megawattů Transformují třífázový střídavý proud Vstupní vinutí bývá spojené do trojúhelníku a výstupní vinutí do hvězdy s vyvedeným nulovým uzlem (bodem). Na jednom magnetickém obvodě jsou navlečeny tři cívky a každá cívka patří k jedné fázi,.jednotlivá vinutí jsou umístěna na jednotlivých jádrech Konstruují se jako jádrové, přičemž průřez jádra bývá u malých transformátorů obdélníkový nebo čtvercový a u velkých transformátorů křížový nebo stupňovitý U malých transformátorů se je vinutí měděné. U energetických transformátorů velkých výkonů se může požít i hliník Uspořádání magnetického obvodu 3f transformátoru jádrový 3f transformátor plášťový 3f transformátor

3 Základní zapojení vinutí trojfázových transformátorů Cívky trojfázového vinutí primáru a sekundáru transformátoru mohou být propojeny v různých kombinacích (Yy, Yz, Yd, Dy, Dz až 26 kombinací) Podle způsobu propojení vznikají různé rozdíly fází odpovídajících sdružených napětí primárního a sekundárního vinutí udané v hodinách Hodinový úhel udává fázové zpoždění fázového napětí sekundáru za odpovídajícím fázovým napětím primáru měřené ve směru hodinových ručiček a vyjádřený v hodinách (0 hod = 0 ; 1hodina = 30 ) Yy0 Yy1

4 Princip hodinového úhlu

5 Základní zapojení vinutí trojfázových transformátorů Yy0 Yy6 Yz11

6 Yd0 Dy1 Dyn5

7 Porovnání různých zapojení vinutí 3f transformátoru Velká písmena (Y,D,Z) znamenají stranu vyššího napětí, malá písmena (y,d,z) stranu nižšího napětí Zapojení (Yy): Zapojení je konstrukčně i technologicky jednoduché. Na straně nn je vyveden z uzlu další vodič a tím je transformátor schopen dávat dvě soustavy napětí (sdružené i fázové). Na straně vn je uzel izolován. Nevýhodou je že poklesne napětí při nesouměrné zatížení všech fází * Proud primáru je nucen procházet vinutím, které nemá svůj protějšek v sekundáru. Zde tvoří proud naprázdno,zvyšuje U i a ztráty! Yy je značně citlivé na nesymetrii! * Yy: se používá tam, kde je zátěž alespoň přibližně symetrická

8 Zapojení (Yz): Je vhodné použít tam, kde je nesouměrná zátěž. Nevýhodné je, že zapojení vyžaduje až o 15% více mědi, než zapojení (Yy), na druhou stranu je hospodárnější a přináší neproměnnost napětí i při značně nesouměrném ztížení všech fází Zapojení Yz není citlivé na symetrii zatížení * Yz se používá tam, kde je zátěž výrazně nesymetrická Zapojení (Yd): Používá se pro napájení hlavních rozvodných sítí * Yd se používá v oblasti velkých výkonu sítí VN

9 Zapojení (Dy): Používá se jen pro větší výkony (od 0,5 MVA), protože při zapojení do (D) potřebujeme více závitů o menším průřezu, tím i více izolace, což znamená horší využití magnetického obvodu Proud I A vyvolaný zátěží I a se uzavře podle schématu a nezatíží zbylé fáze Zapojení Dy není citlivé na symetrii * Dy se používá tam, kde je nesymetrické zatížení při velkých výkonech

10 Paralelní práce transformátorů Z hlediska ekonomiky se často jeden transformátor velkého výkonu nahrazuje několika transformátory o menším výkonu, které se zapojí paralelně Podmínky pro správný paralelního chodu: stejný převod a stejná jmenovitá napětí primáru a sekundáru stejně označené svorky transformátoru připojit na stejně označené sběrnice spojení 3f transformátorů může být různé, ale musí mít stejný hodinový úhel stejné napětí nakrátko a stejný účiník nakrátko; případně menší transformátor má mít vyšší napětí nakrátko poměry výkonů by se neměli lišit více než v poměru 1:3 Následky rozdílného napětí nakrátko a hodinového úhlu Rozdílné napětí nakrátko U K => transformátor s menším napětím U K je přetížen, neboť vykazuje menší imepedanci (Z) Rozdílný hodinový úhel => mezi souhlasnými svorkami vzniká velký rozdíl napětí ( U ) a začne protékat nežádoucí vyrovnávací proud

11 Zapojení transformátorů v paralelním režimu VN NN Spotřebiče

12 Test K čemu se využívají trojfázové transformátory? 2. Popište princip hodinového úhlu 3. Načrtněte a popište zapojení 3f transformátoru Yy a Yd 4. Načrtněte a popište zapojení 3f transformátoru Yz a Dy 5. Napište, jaké podmínky se musí dodržet pro správný paralelní chod transformátorů? 6. Načrtněte schéma dvou 3f transformátorů pracujících v paralelním režimu Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.2.19 str. 2 11

13 ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] Příručka pro elektrotechnika Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN ) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN ) [3] Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických Ing.Ladislav Voženílek, Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989 [4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců spínacích a jistících přístrojů [5] Archiv autora Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace: 2. [5] 3. [5] 3. [5] 4. [5] 5. [5] 6. [5] 7. [5] 8. [5] 9. [5] 11. [5]