3-fastransformatorn 1

Transkript

1 -fastrasformator

2 TRANSFORMATORN (-fas) A B C N φa φb φc rimärsida N E -fastrasformator består i pricip av st -fastrasformatorer som är sammaopplade. Seudärsida N YNy trafo. a b c KOLNGSSÄTT rimärsida a D eller Y opplas. Seudärsida opplas D, Y eller Z. Z-opplig tar vi upp seare. Exempel på oppligar: rimärsida Seudärsida Typ Dy D-opplad Y-opplad med olla Bladad YY Y-opplad Y-opplad Re rimärsidas betecigar: Seudärsidas betecigar: VERSALER (stora bostäver) gemeer (små bostäver) OMSÄTTNNG (W) När det gäller -fastrasformatorer ager ma omsättigsförhålladet med hjälp av och eligt: w. Att aväda lidigsvarve på N och N blir omplicerat då häsy måsta tas till trasformators oppligssätt, därav aväds märspäigara.

3 - RES. NEDSDA Vid större trasformatorer talar ma ofta om uppsida eller uppspäig samt edsida eller edspäig. Kort a ma förlara det eligt: De sida (primär- eller seudärsida) som atar de högre späige beäms uppsida och De sida (primär- eller seudärsida) som atar de lägre späige beäms edsida Exempel 0V 4V 0V 500V ppsida Nedsida Nedsida ppsida V 0V 0000V 400V Nedsida ppsida ppsida Nedsida KOLNGSSÄTT OCH MÄRKNNG -fastrasformatorer a opplas med i pricip sätt, Y, D och Z opplig. Exempel Yd Dy Yy Yy Versaler (stora tece) avser primärsida. Germeer (små tece) avser seudärsida. Om tillägget föreommer som i Yy iebär detta att trasformator har e eutralledare (olledare) på seudärsida. Räa 4-44

4 MÄRKSÄNNNGAR E trasformators märspäigar ages vid olia tillståd för olia typer. För Småtrasformatorer ages de vid full last och för Krafttrasformatorer ages de i tomgåg. Trasformatorer delas i eligt -fas -fas Märspäigara ages vid Småtrasformatorer 0 <,0VA - Märlast (full last) Krafttrasformatorer,0VA 5,0VA Tomgåg (obelastad) Exempel -fas trasformator 4000V, VA Märspäigara (400 V) och (0 V) är agiva vid full last ( VA). -fas trasformator 0,50,4V, 800VA Märspäigara (0500 V) och (400 V) är agiva vid tomgåg (~ 0 VA). Exempel E -fastrasformator är märt 50 VA, 00,4V Dy. å primärsida har varje lidig 600 trådvarv och på seudärsida 4 varv. a. Rita trasformators opplig. b. Hur stor är seudärspäige i tomgåg om primärspäige håller 0 V? c. Hur stor är trasformators omsättig w? 4

5 MÄRKSTRÖM För trasformators märströmmar gäller allmä ellära ( S ) rimärström S Seudärström S eligt: KLOCKSLAG Räa fastrasformatorer fasförsjuts seudärspäige i förhållade till primärspäige. Dea fasförsjutig ages i trasformators betecig med e siffra. Fasförsjutige ser i steg om 0, därmed a vår valiga loca tillämpas, Exempel: Dy Klocslag 0 fasförsjutig Fig. (visar späigara) Yy7 Klocslag 7 0 fasförsjutig Fig. (visar späigara) A A C N B C N B rimärsida rimärsida a b c c b 7 a Seudärsida Fig. Seudärsida Fig. 5

6 Klocslaget ager alltså fasförsjutige mella späige A N (vid D-opplig, de täta olla) och späige a (vid D-opplig, de täta olla). Detta iebär att vid parallellopplig av -fastrasformatorer måste samma locslag avädas på som sall parallellopplas. Vid extremfallet, Dy parallellt med Dy7 uppstår e re ortslutig på seudärsida, se vågdiagram eda villor vid parallellopplig Samma omsättig pricip meas samma tomgågsspäig.ka orsaa cirulerade reativ ström mella dem. Samma fasläge på edsida L, L och L sall ej vara fasfösjuta (locslag) Samma z Helst ocså samma r och x. Orsaar späigsfall och vid högre laster a ea trafo gå med märlast och de adra med överlast. Räa 48 6

7 KORTSLTNNGS -resistas R -reatas X och -impedas Z När ma sall ta reda på R, X och Z gör ma detta -fasigt d v s. Ma gör om - fastrasformator till evivalet -fastrasformator. Om trasformator är e Yy så är dea operatio relativ eel. Om det däremot är e Dy försvåras det ågot. Därför är ma räar på -fastrasformatorer ages alltid värde för evivalet Yy trasformator. X R X R X R X R X R X R Dy trasformator R X X R R X X R R X X R Evivalet Yy trasformator De fyllda retagel avser trasformators ideala del (där och återfis). Om ma u gör e evivalet -fastrasformator av retse ova blir beräige elare. Först görs värdea på primärsida om till evivaleta Y-värde. Vi måste ocså simulera oll-ledare (strecad ledig). R X X R Evivalet Yy (-fas) sett ur -fas perspetiv 7

8 Nu a R och X reduceras till seudärsida eligt -fasmodelle. Ma a ocså räa på Z eligt Z Eftersom R och X i -fastrasformatorer ages som relativa värde av Z tar vi reda på vad Z är. Allmät gäller Z eftersom vi befier oss på seudärsida ager vi seudärvärde Z eftersom trasformator är Y-opplad får vi Z förläger vi u med får vi Z Z vi resriver de och allar Z för bas vilet är referesvärdet för relativa värde av R och Det som står uder bråstrecet är S. X. Z bas S De relativa värde av R och Formel för dessa relativa värde är X ages med gemeer eligt: r Relativa värdet av ortslutigsresistase x Relativa värdet av ortslutigsreatase r R Z bas x X Z bas 8

9 KORTSLTNNGSRESSTANSEN R Bestäms med ett s. ortslutigsprov som utförs eligt samma pricip som för -fastrafo. De totala (symetrisa) -faseffete är evivalet med st -faseffeter (allmä ellära). 400V h f V V f V 0A 400V 0A V f V 0A V f V 0A -faseffet -faseffeter fas f 0 0W h W fas f 0 690W Med dea bagrud a ma teca formel för R -fasigt eligt: R b 9

10 Exempel E -fastrasformator har följade märdata: 0,5±,5%0,4V, Dy 800 VA 0 40 W b 8950 W u z 5, % 0, % a. Beräa trasformators märström på seudärsida ( ) b. Beräa trasformators R Exempel Beräa r för trasformator i det föregåede exemplet. Räa

11 Sammafattig Vi har u så mycet uppgifter att vi a sammafatta de väsetligaste begreppe för - fastrasformator. Kortslutigsimpedase Z Z Späige avser huvudspäige reduceras till seudärsida. Z bas är referesvärdet för de relativa värdea av R och X Z bas Z bas S Referesvärdet för r och x r r R Z bas Relativa ortslutigsresistase x x X Z bas Relativa ortslutigsreatase b R R Kortslutigsresistase Eftersom vi haterat värdea Z och R efasigt a ma med ythagoras beräa X ( ) ( ) R X Z Kortslutigsreatase

12 REDCERAD TLL SEKNDÄRSDA N Vid reducerig i -fas sammahag har vi tillämpat N eligt: aretese ager omsättige. För -fastrasformatorer ages omsättige eligt: w Om vi utgår frå formel som är för -fastrasformator måste vi räa om späige till fasspäig eligt: ( ) aretese är omsättige eller w w Vi a u sriva om formel eligt: ( ) w Förläger ma med får ma: ( ) ( ) w tar ut varadra. Vi får: w KORTSLTNNGSROV rovet utförs i pricip som för e -fastrasformator V W W A A Kortslute seudärsida Belastigsförlustera b bestäms (med ovaståede watt-metod) eligt: b +

13 För att beräa Z måste vi äa till för -fastrasformator. Vi sissar på e - ( fas) fastrasformator då blir späige X Z R För Z gäller då följade: Z R beräas eligt: R b Då b är -faseffete reducerar vi de till -faseffet geom att dela med. X beräas eligt: ( Z ) ( R ) X Eftersom Z och a vi tillämpa ythagoras. R är -fasiga värde TOMGÅNGSROV Som föregåede prov utförs detta på samma sätt som för -fasprov. rovet bestämmer tomgågsförlustera 0 och omsättige w. V 0 W W A 0 V 0 Öppe seudärsida

14 Tomgågsförlustera bestäms eligt: + 0 Omsättige för -fastrasformator beäms med w och bestäms eligt: w Effetfator i tomgåg bestäms eligt: cosϕ VERKNNGSGRAD η Allmät gäller för verigsgrade att de aldrig a vara större ä,0 Verigsgrade är de procetuella sillade av det ma får ut i ativ effet och av det ma tillför. Detta a srivas: η eller η ut i För -fastrasformator bestäms verigsgrade på samma sätt som för -fastrasformator eligt: η ( S cosϕ ) ( S cosϕ ) + + ( X ) 0 b X är belastigsgrade som relateras till uttage ström eller effet X S S 4

15 5 SÄNNNGSFALL Som tidigare utgår ma frå e evivalet Yy-trasformator, se siss Vi gör u ett evivalet -fas schema för retse ova (olla strecas). För -fastrasformator gäller: + Q X R För -fastrafo ova gäller: + Q X R Förlägig med ger: ( ) ( ) + Q X R Vi a fororta e hel del u: ( ) ( ) + Q X R Vi resriver formel: + Q X R X R X R X R B C A b c a belastig N Q S X R A N belastig a Q S Späigsfallsformel för -fas trasformatorer. Späigara avser u huvudspäigara.

16 Exempel E -fastrasformator har följade märdata: 0,5±,5%0,4V, Dy 500 VA u z 5,0 % Ma har utfört tomgågsprov och ortslutigsprov på e -fastrasformator. Tomgågsprov: Wattmetrara visar +870 W Amperemeter visar 0, A rovet görs vid märspäig. visar då 400 V Kortslutigsprov: Wattmetrara visar +580 resp W Voltmeter visar 55 V rovet görs vid märström a. Beräa seudärspäige då trasformator belastas med 450 VA och effetfator 0,8. rimärspäige håller 0,5 V. b. Vad är trasformators verigsgrad då? c. Beräa seudärspäige då trasformator belastas e ret apacitiv last på 00 VAr. rimärspäige håller 0,5 V. 6

17 Räa

18 Z-KOLADE TRANSFORMATORER måga fall är -fastrasformatorer Z-opplade. Koppligssättet möjliggör olia primärspäigar ( fator) med samma seudärspäig. Dessutom larar de osymetrisa laster bra. S. rea oppligar är ur osymetrisa lasters syput ite bra. distributiossammahag vill ma i regel ha uppsida Y-opplad. Då återstår D-opplige på edsida. Ma a istället då oppla edsida Z-opplad varpå ma a ta ut e olledare (vile är ödvädig för -faslaster). ppsida a u opplas atige Y eller D, varpå ma erhåller bladad opplig. Dessutom a uppsida aslutas till olia späigar med fator. Det är trasformators edsida som Z-opplas, se figur. A a B b C c Yz-trafo Nedsida består av e Y-opplig med lidigar per be. De ea lidige försjuts till adra beet och opplas bafram. Dea ostrutio medför att trasformator larar osymetrisa laster bra. Låt oss säga att primärätet håller 0V. Trasformator ova a då aslutas till 6V eller ( 6 0 ) 0V uta att dess seudärspäig ädras. Detta är e fies med Z- opplad trasformator. rimärsida måste doc opplas atige D (6V) eller Y (0V). Detta är e valigt föreommade distributiostrasformator. Om vi studerar späigara för seudärsida (Z-opplige) a de sissas så här. a h b - l f l h f l h f c l l f h Seudärsida, Z-opplad 8

19 Allmät gäller att: h f För visardiagrammet ova gäller: h l Kotroll av ovaståede med trigoometri: Ata att f är 0. Vi vet av erfarehet att h då är º (½ f ) f l 60º 0º (½ f ) f l h 0,5 f 0,5 0 l l cos0 cos0 Kotroll: 400 Stämmer h l h För Z-opplig gäller: Späig Ström h l h f (samma ström i båda lidigara) f l LNDNNGSVARV E Z-opplad trasformator jämfört med e Y-opplad medför att ma får ha fler lidigsvarv på e Z-opplad relativt e Y-opplad. (,55) 9