Садржај:

9. ОГЛЕД ПРАЗНОГ ХОДА И КРАТКОГ СПОЈА ТРОФАЗНОГ ТРАНСФОРМАТОРА 1

9.1 ТЕОРИЈСКИ ДЕО 1

9.2 СИМУЛАЦИОНЕ ВЕЖБЕ 3

9.2.1 АПЛЕТИ КОЈИ СЕ ОДНОСЕ НА ФАЗОРСКЕ ДИЈАГРАМЕ ТРОФАЗНОГ ТРАНСФОРМАТОРА 3

9.3 ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА 4

Задатак вежбе 4

Примењена метода и опис вежбе 4

Спецификација опреме и прибора за вежбу 4

Електрична шема 5

Поступак извођења вежбе 6

Резултати мерења 7

 

9.    ОГЛЕД ПРАЗНОГ ХОДА И КРАТКОГ СПОЈА ТРОФАЗНОГ ТРАНСФОРМАТОРА

 

9.1            ТЕОРИЈСКИ ДЕО

 

У већини анализа рада трансформатора морају се у већој или мањој мери узети у обзир одступања особина реалног трансформатора од особина идеалног трансформатора. У потпунијој теорији мора да се води рачуна о утицају отпорности намотаја, магнетног расипања и побудне струје.

Активне отпорности: Активне отпорности намотаја примара и секундара редовно се узимају у обзир као концентрисани параметри и (као отпорници везани на ред са одговарајућим намотајем).

Магнетно расипање: Укупни наизменични магнетни флукс којим је обухваћен примарни намотај може се поделити на две компоненте: прва је резултантни заједнички магнетни флукс, затворен у феромагнетном језгру и произведен заједничким дејством примарне и секундарне струје, а друга је примарни расипни флукс којим је обухваћен само примар. С обзиром да путање расипања пролазе већим делом кроз ваздух, расипни флукс и њиме индуковани напон мењају се скоро пропорционално са примарном струјом . Дејство на примарно коло исто је као и дејство флукса било где у колу примара трансформатора и може се представити помоћу расипне индуктивности примара или у виду расипне реактансе примара ().

На исти начин се дефинише и расипна индуктивност секундара , односно расипна реактанса секундара .

Побудна струја: Због несавршености магнетног кола (коначне вредности магнетне пермеабилности и губитака услед магнетног хистерезиса и вихорних струја) струја примара мора, поред струје оптерећења, садржати и побудну струју која магнетише реално магнетно коло.

Ова побудна примарна струја побуђује магнетни флукс у реалном магнетном колу и покрива губитке у њему тј. има реактивну и активну компоненту.

У еквивалентној шеми утицај несавршености магнетног кола се може представити паралелном везом реатансе и активне отпорности .

На следећој слици је приказана потпуна еквивалентна шема трофазног енергетског трансформатора.

Слика 9.1: Еквивалентна шема трансформатора

 

Најчешће се користи еквивалентна Г шема трансформатора.

Код извођењу еквивалентне шеме трофазног трансформатора полази се од две претпоставке:

1.      еквивалентна шема се односи на једну фазу,

2.      претпостављена спрега намотаја је звезда.

 

Слика 9.2: Еквивалентна Г шема трансформатора

Два гранична режима рада трансформатора су празан ход и кратак спој.

Рад трансформатора у празном ходу: У овом радном стању су крајеви секундара отворени, што одговара вредности импедансе .

При овом огледу се одређују параметри гране магнећења.

У релативним јединицама, ови параметри се рачунају као:

Рад трансформатора у кратком споју: У овом радном стању су крајеви трансформатора кратко спојени, што одговара вредности импедансе .

При овом огледу се одређују параметри Rk и Xk.

У релативним јединицама, ови параметри се рачунају као:

 

 

Пад напона се рачуна решавајући комплексну једначину која се добија занемаривањем гране магнећења:

 

Степен искоришћења се рачуна по релацији:

 

9.2            СИМУЛАЦИОНЕ ВЕЖБЕ

 

9.2.1        АПЛЕТИ КОЈИ СЕ ОДНОСЕ НА ФАЗОРСКЕ ДИЈАГРАМЕ ТРОФАЗНОГ ТРАНСФОРМАТОРА

 

На следећим сликама су приказани аплети који објашњавају формирање фазорског дијаграма за случајеве режима кратког споја, празног хода и при оптерећењу.

Слика 9.3: Аплет -fazorski dijagram kratkog spoja.dcr

Слика 9.4: Аплет - fazorski dijagram praznog hoda.dcr

Слика 9.5: Аплет - fazorski dijagram opterećenog

transformatora.dcr

 

Слика 9.6: Аплет - uprosceni fazorski dijagram transformatora.swf

Слика 9.7: Аплет - fazorski dijagram transformatora.swf

 

9.3            ЛАБОРАТОРИЈСКА ВЕЖБА

 

Задатак вежбе:

 

На основу изведеног огледа празног хода и кратког споја израчунати:

1.      Елементе еквивалентне Г шеме у релативним јединицама и кориговати их за температуру .

2.      На основу Г шеме нацртати графике:

а) и то за

б) за и

 

Примењена метода и опис вежбе:

 

Огледом празног хода се одређују струја празног хода и губици гвожђу трансформатора. Услов извођења огледа је да је прикључни напон једнак номиналном. Из тог разлога се мерење обавља са стране нижег напона јер се тако лакше избегавају велики напони и употреба напонских трансформатора. Подешавање напона се врши употребом трофазног аутотрансформатора. Снага се мери са два ватметра у Ароновој спрези. Мере се напони и струје у свим фазама, а при прорачуну елемената еквивалентне Г шеме користе се аритметичке средине измерених величина.

Огледом кратког споја, при чему је секундар кратко спојен, одређује се напон кратког споја и губици у бакру трансформатора. Услов извођења огледа је да је струја кратког споја једнака номиналној струји. У овом случају напајање и мерење трансформатора се обично обавља са стране вишег напона јер су ту мање струје. Снага се мери са два ватметра у Ароновој спрези. Мере се струје и напони све три фазе. При прорачуну елемената Г шеме узимају се аритметичке средине измерених величина.

Пре почетка мерења треба проучити таблицу трансформатора и извршити подешавање опсега свих мерних инструмената који ће се користити.

 

Спецификација опреме и прибора за вежбу:

 

Трансформатор:

снага

спрега

 

Ватметар:

произвођач

врста

класа тачности

мерни опсег

унутрашња отпорност

 

Амперметар:

произвођач

врста

класа тачности

мерни опсег

унутрашња отпорност

 

Волтметар:

произвођач

врста

класа тачности

мерни опсег

унутрашња отпорност

 

 

 

Аутотрансформатор:

произвођач

врста

напонски опсег

максимална струја

 

 

 

Електрична шема:

 

Слика 9.8: Електрична шема

 

Поступак извођења вежбе:

 

1.      повезати коло према шеми за празан ход,

2.      преконтролисати везе и позвати асистента ради контроле,

3.      аутотрансформатор поставити у почетни положај (),

4.      ставити елементе кола под напон,

5.      мерити струје и напоне за неколико нивоа у околини номиналних вредности напона; резултате забележити у таблици,

6.      аутотрансформатор вратити у почетни положај,

7.      искључити напон,

8.      раздвојити трансформатор од мерне апаратуре и кратко спојити секундар,

9.      повезати коло према шеми кратког споја,

10.  преконтролисати везе и позвати асистента ради контроле,

11.  ставити елементе кола под напон,

12.  мерити струје и напоне за неколико нивоа струја у околини номиналне струје примара и забележити резултате,

13.  вратити аутотрансформатор у почетни положај,

14.  искључити електрично коло са мреже.

15.  резултате мерења унети у програм п.х.ик.с. трофазног трансформатора.хls који ће их аутоматски обрадити.

 

Резултати мерења:

1.

Празан ход:

 

400

400

400

2,25

2,45

3,25

400

2,65

67

10

-46

10

210

 

Кратак спој:

 

351

352

353

1,73

1,73

1,73

352

1,73

57

10

11

10

680

 

ПРАЗАН ХОД (подаци добијени мерењем)

Uab [V]

Ubc [V]

Uca [V]

Ia [A]

Ib [A]

Ic [A]

U2 [V]

I2 [A]

α1 [pod]

C1 [W/pod]

α2 [pod]

C2 [W/pod]

Po [W]

400

400

400

2,25

2,45

3,25

400

2,65

67

10

-46

10

210

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КРАТАК СПОЈ (подаци добијени мерењем)

UAB [V]

UBC [V]

UCA [V]

IA [A]

IB [A]

IC [A]

U1 [V]

I1 [A]

α1 [pod]

C1 [W/pod]

α2 [pod]

C2 [W/pod]

Pk [W]

351

352

353

1,73

1,73

1,73

352

1,73

57

10

11

10

680

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подаци са плочице трансформатора

 

ЕЛЕМЕНТИ "Г" ШЕМЕ

 

 

 

S [AV]

30000

 

Празан ход

Кратак спој

Кратак спој (nova temperatura)

 

U1n [V]

10000

 

 

U2n [V]

400

 

Yor [r.j.]

Gor [r.j.]

Bor [r.j.]

Zkr [r.j.]

Rkr [r.j.]

Xkr [r.j.]

Rkr* [r.j.]

Xkr* [r.j.]

Zkr* [r.j.]

 

I1n [A]

1,73

 

0,061201

0,007000

0,0608

0,0352

0,0227

0,0269

0,0227

0,0269

0,0352

 

I2n [A]

43,3

 

Zb=

3333,33333

 

 

 

 

 

 

 

 

f [Hz]

50

 

 

Go

Bo

 

 

 

 

 

 

 

θ1 [oC]

20

 

 

2,1000E-06

1,8240E-05

 

 

 

 

 

 

 

θ2 [oC]

20

 

 

R0

X0

 

Rk

Xk

 

 

 

 

 

 

 

 

476190,48

54825,21

 

75,5556

89,7690

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2        а) Одређивање пада напона на секундару трансформатора при различитим оптерећењима и фактору снаге

 

s

u1

cos fi

u2

0

1

0,8

1

0,2

1

0,8

0,99963

0,4

1

0,8

0,999309

0,6

1

0,8

0,999038

0,8

1

0,8

0,998816

1

1

0,8

0,998644

1,2

1

0,8

0,998521

 

 

 

 

s

u1

cos fi

u2

0

1

1

1

0,2

1

1

0,995481

0,4

1

1

0,990992

0,6

1

1

0,986532

0,8

1

1

0,982103

1

1

1

0,977704

1,2

1

1

0,973337

 

 

 

 

 

 

 

 

s

u1

cos fi

u2

0

1

0,8

1

0,2

1

0,8

0,993143

0,4

1

0,8

0,986288

0,6

1

0,8

0,979437

0,8

1

0,8

0,972587

1

1

0,8

0,965741

1,2

1

0,8

0,958897

 

 

 

2. б) Одређивање степена искоришћења при различитим оптерећењима и фактору снаге

 

s

u1

cos fi

i

h

0,1

1

0,4

0,1

0,819333

0,2

1

0,4

0,2

0,901167

0,4

1

0,4

0,4

0,933583

0,6

1

0,4

0,6

0,936833

0,8

1

0,4

0,8

0,932792

1

1

0,4

1

0,925833

1,2

1

0,4

1,2

0,917417

 

 

 

 

 

s

u1

cos fi

i

h

0,1

1

0,8

0,1

0,909667

0,2

1

0,8

0,2

0,950583

0,4

1

0,8

0,4

0,966792

0,6

1

0,8

0,6

0,968417

0,8

1

0,8

0,8

0,966396

1

1

0,8

1

0,962917

1,2

1

0,8

1,2

0,958708

 

 

 

 

 

s

u1

cos fi

i

h

0,1

1

1

0,1

0,927733

0,2

1

1

0,2

0,960467

0,4

1

1

0,4

0,973433

0,6

1

1

0,6

0,974733

0,8

1

1

0,8

0,973117

1

1

1

1

0,970333

1,2

1

1

1,2

0,966967

 

Користећи програм transformertests.fig могу се проверити резултати мерења.