NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru



Podobné dokumenty
TRANSFORMÁTORY Ing. Eva Navrátilová

Základy elektrotechniky

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

20ZEKT: přednáška č. 10. Elektrické zdroje a stroje: výpočetní příklady

Měření na 3fázovém transformátoru

Ele 1 základní pojmy, požadavky a parametry, transformátory - jejich význam. princip činnosti transformátoru, zvláštní transformátory

Transformátory. Teorie - přehled

Strana 1 (celkem 11)

6 Měření transformátoru naprázdno

Ing. Drahomíra Picmausová. Transformátory

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-4

Měření transformátoru naprázdno a nakrátko

Návrh toroidního generátoru

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

PŘÍLOHA A. ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií 72 Vysoké učení technické v Brně

21ZEL2 Transformátory

METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK řešené příklady

Transformátor trojfázový

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-3

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

Asynchronní stroje. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO. Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Katedra elektrotechniky.

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

Energetická bilance elektrických strojů

2.6. Vedení pro střídavý proud

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Synchronní stroje Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., únor 2006

1.1 Měření parametrů transformátorů

7 Měření transformátoru nakrátko

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

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

VÝPOČET JEDNOFÁZOVÉHO TRANSFORMÁTORU

1 primární vinutí 2 sekundární vinutí 3 magnetický obvod (jádro)

Základy elektrotechniky

Rezonanční elektromotor II

STŘÍDAVÝ ELEKTRICKÝ PROUD Trojfázová soustava TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

E L E K T R I C K Á M Ě Ř E N Í

Trojfázový transformátor

Pracovní sešit. Školní rok : 2005 / Transformátory

Transformátory. Mění napětí, frekvence zůstává

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

3-f Transformátor Laboratorní cvičení č. V-3

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Střídavý proud, trojfázový proud, transformátory

Příloha P1 Určení parametrů synchronního generátoru, měření provozních a poruchových stavů synchronního generátoru

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

Měření hodinového úhlu transformátoru (Distribuce elektrické energie - BDEE)

7. TRANSFORMÁTORY. 7.1 Štítkové údaje. 7.2 Měření odporů vinutí. 7.3 Měření naprázdno

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ. Katedra elektromechaniky a výkonové elektroniky BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transformátory. Produkt: Zavádění cizojazyčné terminologie do výuky odborných předmětů a do laboratorních cvičení

Digitální učební materiál

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

Měření výkonu jednofázového proudu

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI DIPLOMOVÁ PRÁCE

Měření na 1-fázovém transformátoru. Schéma zapojení:

1 ELEKTRICKÉ STROJE - ZÁKLADNÍ POJMY. 1.1 Vytvoření točivého magnetického pole

AS jako asynchronní generátor má Výkonový ýštítek stroje ojedinělé použití, jako typický je použití ve větrných elektrárnách, apod.

Elektromechanický oscilátor

1.1 Měření hodinového úhlu transformátorů

Úvod. Rozdělení podle toku energie: Rozdělení podle počtu fází: Rozdělení podle konstrukce rotoru: Rozdělení podle pohybu motoru:

MDT TECHNICKÁ NORMA ŽELEZNIC Schválena: TRANSFORMÁTORY PRO ŽELEZNIČNÍ ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ ÚVODNÍ USTANOVENÍ

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

Zadání úlohy: Schéma zapojení: Střední průmyslová škola elektroniky a informatiky, Ostrava, příspěvková organizace. Třída/Skupina: / Měřeno dne:

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

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření vlastní a vzájemné indukčnosti část Teoretický rozbor

Elektrický výkon v obvodu se střídavým proudem. Účinnost, účinník, činný a jalový proud

C L ~ 5. ZDROJE A ŠÍŘENÍ HARMONICKÝCH. 5.1 Vznik neharmonického napětí. Vznik harmonického signálu Oscilátor příklad jednoduchého LC obvodu:

Interakce ve výuce základů elektrotechniky

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

Zkušebnictví, a.s. KEMA Laboratories Prague Podnikatelská 547, Praha 9 Běchovice

Elektrotechnické znač Elektrotechnické zna k č y k transformátor ů v jednopólových schématech Značky ve schématech El kt e ro kt t h ec ni k c á kká

STŘÍDAVÝ PROUD POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Elektromagnetismus 163

6. ÚČINKY A MEZE HARMONICKÝCH

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Elektromagnetické kmity a střídavé proudy (pokračování)

Synchronní stroje. Φ f. n 1. I f. tlumicí (rozběhové) vinutí

ELEKTRICKÉ STROJE. Laboratorní cvičení LS 2013/2014. Měření ztrát 3f transformátoru

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA: POPIS MĚŘENÍ:

DRŽÁKY PŘÍPOJNIC. Počet přípojnic na fázi. Kód výrobku

Ele 1 asynchronní stroje, rozdělení, princip činnosti, trojfázový a jednofázový asynchronní motor

Vysokofrekvenční koaxiální kabely typu VM 96 IEC... dle PN 05/99

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

PRAVIDLA PROVOZOVÁNÍ LOKÁLNÍ DISTRIBUČNÍ SOUSTAVY DOTAZNÍKY PRO REGISTROVANÉ ÚDAJE

PRAVIDLA PROVOZOVÁNÍ LOKÁLNÍ DISTIBUČNÍ SOUSTAVY ELPROINVEST s.r.o. Příloha1 Dotazníky pro registrované údaje. Schválil: ENERGETICKÝ REGULAČNÍ ÚŘAD

C p. R d dielektrické ztráty R sk odpor závislý na frekvenci C p kapacita mezi přívody a závity

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Mˇeˇren ı vlastn ı indukˇcnosti Ondˇrej ˇ Sika

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Autoři textu: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. Ing.

Výkonové transformátory. SUCHÉ s litou izolací. typ POWERCAST

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

Laboratorní cvičení Elektrotechnika a elektronika

Transkript:

NÁVRH TRANSFORMÁTORU Postup školního výpočtu distribučního transformátoru Pro návrh transformátoru se zadává: - zdánlivý výkon S [kva ] - vstupní a výstupní sdružené napětí ve tvaru /U [V] - kmitočet f [Hz] - zapojení a hodinový úhel - způsob chlazení Kromě toho jsou normami předepsané tzv. zaručované hodnoty: - ztráty ve vinutí - ztráty v železe - proud naprázdno I 0 v % jmenovitého proudu - napětí nakrátko u K Postup návrhu: 1. Z daných zapojení se určí fázová napětí U f1 a U f. v trojúhelníku U f = U s ve hvězdě U f = Us 3. Zjistíme zaručované hodnoty ztrát naprázdno, proudu naprázdno a procentního napětí nakrátko ( ČSN 35 1110- vzduchové transformátory, ČSN 35110 olejové transformátory). 3. Z výkonů a fázových napětí se určí fázové proudy I f1 a I f, přičemž platí S = 3 U f I f - z fázových hodnot S = 3.U I ze sdružených hodnot 4. Průřez železa jádra určíme z empirického vzorce 3 S.10 SFe C..10-4 [m,kva,hz] k. f Kde C = 4 až 6 pro olejové chlazení přirozené C = 6 až 8 pro vzduchové chlazení k = 1 pro jednofázový plášťový transformátor k = pro jednofázový jádrový transformátor k = 3 pro trojfázový jádrový transformátor Volbou C můžeme ovlivnit poměr železa a mědi. 5. Geometrický průřez železa je větší, neboť mezi plechy je izolace a plechy k sobě těsně nepřiléhají. Je dán vztahem SFe S j = kde činitel plnění = 0,87 0,94 pro plechy válcované za tepla 0,96 pro plechy s keramickou izolací

6. Tvar průřezu jádra volíme odstupňovaný 7. Magnetická indukce závisí na výkonu a můžeme ji určit z rovnice B = 1,1 + 0,14 log S [T, kva ] do 5 MVA výkonu 8. Magnetický tok = B S Fe [Wb,T,m ] 9. Počet závitů N určíme z indukovaného napětí na 1 závit U in U in = 4,44 f [V,Wb,Hz] a je N = U UiN U u lomené hvězdy N = 1,155 Počet závitů zaokrouhlíme na celé číslo, u lomené hvězdy na celé sudé číslo. 10. Počet závitů N 1 určíme ze zaokrouhleného počtu závitů N a převodu. N 1 = N. U u lomené hvězdy N 1 = N. 1,155. U 11. Výška jádra závisí na proudovém zatížení povrchu železa A, které udává celkový proud, připadající na 1m výšky jádra. Pro jeho určení jsou zpracovány empirické diagramy, z nichž jej můžeme určit v závislosti na chlazení a výkonu. I1N1 I N I 1N 1 Pro trojfázový transformátor pak platí vzorec:a = = l l I 1N1 l [m,a,am -1 ] A

1. Průřezy vinutí se určí pro vypočítané fázové proudy z dovolené proudové hustoty, která je pro olejové trafory dána vztahem pro měď - J = (1,65 + 0,8 log S).10 6 [Am -,kva] pro hliník J = (1,5 až ).10 6 Am - u lomené hvězdy hodnotu J zmenšujeme 1,075 krát Jednotlivé průřezy jsou potom I 1 I S1 S J J

13. Profil vodiče a izolace se pak volí podle tabulek vyráběných vodičů. U olejových transformátorů jako izolaci používáme nejčastěji ovin izolačním papírem. Vodiče do průřezu cca 5 mm se používají kruhové, nad tento průřez pak obdélníkové. U průřezů nad 30 mm se používají paralelní větve vodičů. 14. Úprava vinutí nn Mezi vrstvy se vkládá mezivrstvová izolace z lepenky o tloušťce s v = 0, až0,6 mm Izolační vzdálenost e se volí podle průměru d a bývá v rozmezí 4 až 10 mm. Izolační válec pod vinutím je tloušťky s i = až 3 mm. Izolační vzdálenost od jádra se pro různá napětí určí ze vztahu d = U + 8 kv [mm,kv], při napětí do 500V bývá vzdálenost d = 15mm. Výška cívky je l c = l d Šířku plochého vodiče určíme tak, aby platilo L c = (1,0 až 1,15).(N v +n k + 1).b i Kde N v počet závitů v jedné vrstvě n k počet vystřídání paralelních vodičů b i - šířka izolovaného vodiče Konstanta 1,0 až 1,15 zahrnuje vůli mezi vodiči. Při výpočtu se počítá, že na první závit jsou potřebné dvě šířky, proto je v závorce jednička. Šířka holého vodiče je po odečtení izolačního přírůstku b. Po zaokrouhlení na vyráběný rozměr se určí tloušťka vodiče t. S t b kterou také zaokrouhlíme. Ze skutečné šířky vodiče b i se vypočítá skutečná výška cívky zpětně. Tloušťka cívky je a = (1,04 až 1,08). [n v t i + s v ( n v 1 )] kde n v je počet vrstev vodičů v cívce.

15. Úprava vinutí vn Mezivrstvová izolace bývá s v = 0,1až 0,1 mm Izolační vzdálenost mezi vinutím nn a vn závisí na napětí b = 0,5U + 5 kv [mm, kv] Tloušťka izolačního válce je započítána v rozměru b a bývá při napětí 6 kv 1xmm 10 kv 1xmm kv 1x3mm 35 kv 1x5mm 60 kv x6mm 100kV 1x8mm + x6mm 00kV 1x8mm + 3x6mm Vinutí s obvyklým řízením napětí v rozsahu 5% má celkem N 1 + 5% závitů, které je třeba při klasické úpravě rozdělit do jedné nebo dvou cívek odbočkových, ve kterých bude celkově x5% z N 1 závitů a několika cívek normálních, které se navrhují tak, aby na jedné cívce bylo napětí 1 kv. Rozdělení závitů do cívek je třeba navrhnout tak, aby tloušťka všech cívek byla stejná. Dosáhneme toho vhodnou volbou počtu poloh a počtu závitů v jedné poloze. Volba se dělá zkusmo. Mezi jednotlivé cívky se vkládají distanční vložky z lesklé lepenky tloušťky S c = až 3 mm, nebo se dělají olejové kanály široké asi 6 mm. Izolační vzdálenost od železa je podobně jako u cívky nn d 1 = U + 8 kv [mm,kv] Volná délka pro závity cívky vn je předběžně l c1 = l d 1 n sc s c Šířka cívky je b c = (1,03 až 1,06).(N v +1).d i A tloušťka cívky je a = (1,0 až 1,04).[n v d i + (n v 1 ) s p ] Skutečná výška celé cívky vn je l c1 = b c + n sc s c kde n sc je počet distančních vložek mezi cívkami d i je průměr izolovaného vodiče 16. Vzdálenost os jader M = d + c + (a 1 + a + e + b) kde c je izolační vzdálenost mezi vinutími dvou sousedních fází c = 0,7 U + 7 kv [mm, kv] 17. Spojka má šířku rovnou šířce jádra b s = b 1. Při stejné indukci ve spojce jako v jádře je S j = S Fe a výška spojky je Sj hs [m,m,m] bs Po zaokrouhlení vypočítáme skutečný geometrický průřez spojky S s.

KONTROLA NÁVRHU 1. Kontrola převodu pu pn p = *100 [%] (nesmí být větší než 0,5%) pu. Hmotnost vinutí m 1 = 1,05..d S1.N 1.S 1. [kg, m, m, kgm -3 ] m =. d S. N.S. Cu = 8890 kgm -3 Al = 700 kgm -3 3. Odpory vinutí. ds1. N1 R 1 =. S1 d S1 průměr středního závitu. ds. N R =..(1+k) S (1+k) činitel dodatečných ztrát g. g 0, k=.h 4 9 [-,-,cm] h- výška holého vodiče jedné paralelní větve g- počet paralelních větví jednoho závitu Odpor jedné fáze R = R 1 + R 1 N 1 R 1 =R. N Pro lomenou hvězdu R 1 =R. N N1.1,155 4. Reaktance rozptylové indukčnosti jedné fáze, přepočtené na vstupní stranu X = 8.f.N d 1. lc lc1 lc l c =. S a1 a. b 3 d d S = 5. Impedance jedné fáze pak je Z = R X 6. Napětí nakrátko U K = I 1. Z UK.10-6 [,Hz,m] d S1 S u K =. 100 [%, V] - toto vypočtené procentní napětí nakrátko porovnejte se zadaným.

7. Celkové ztráty ve vinutí ( ztráty nakrátko) P j = 3P j1 + 3P j kde P j1 = I 1 R 1 P j = I R Celkové ztráty musí vyhovovat zaručené hodnotě, jinak se musí změnit průřez vinutí. 8. Hmotnost jader a spojek magnetického obvodu m j = 3 S j l [kg,m, m, -, kgm -3 ] m s = S s l s kde = 7600 kgm -3 9. Skutečná magnetická indukce v železe je dána upraveným počtem závitů N 1 a napětím B j = [T,V,m, Hz,] 4,44SFefN 1 B S = B Sj j SS 10. Ztráty v železe se vypočítají z měrných ztrát ( určíme z grafu). P 0 = P Fe = k.(p Bj m j + p Bs m s ) [W, -, W kg -1, kg,] 11. Proud naprázdno je I 0 = I IFe PFe Ztrátový prou určíme ze ztrát v železe I Fe = [A,W,V,] 3 a magnetizační proud určíme z měrného magnetizačního příkonu qjmj qsms I = [A,VA,kg -1,kg,V,] 3

1. Účinnost při jmenovitém zatížení a při cos = 1 Pn P0 Pk =.100 [%,kva,kw,] Pn 13. Trvalý proud nakrátko je R I k = při účiníku cos k = Z Z