ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_INOVACE_H.2.19 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 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
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
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
Princip hodinového úhlu
Základní zapojení vinutí trojfázových transformátorů Yy0 Yy6 Yz11
Yd0 Dy1 Dyn5
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
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
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
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
Zapojení transformátorů v paralelním režimu VN NN Spotřebiče
Test - 19 1. 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
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 80-86706-13-3) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9) [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. http://www.eximettrafo.cz/sites/image/vyrobky_nn/05-vt_3f_f56_f64/foto.jpg, [5] 3. [5] 3. [5] 4. [5] 5. [5] 6. [5] 7. [5] 8. [5] 9. [5] 11. [5]