Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 TRANSFORMÁTOR Zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie: – Změna napětí (provázeno změnou proudu v opačném smyslu) – Změna proudu (provázeno.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 TRANSFORMÁTOR Zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie: – Změna napětí (provázeno změnou proudu v opačném smyslu) – Změna proudu (provázeno."— Transkript prezentace:

1 1 TRANSFORMÁTOR Zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie: – Změna napětí (provázeno změnou proudu v opačném smyslu) – Změna proudu (provázeno změnou proudu v opačném smyslu) – galvanické oddělení obvodů – tzv. oddělovací transformátor – bezp. důvody – lze jím i měnit počet fází Nejčastěji používaný elektrický stroj.  přenos a rozvod el. energie. Využívá principu elektromagnetické indukce 1. M. r. – zákon celk. proudu 2. M. r. – Faradayův ind. zákon

2 Typy transformátorů Podle počtu fází –jednofázový –třífázový –vícefázový Podle způsobu chlazení –vzduchové –plynové –pískové –olejové Podle použití –napěťový –proudový –speciální Podle provedení vinutí –dvouvinuťové –vícevinuťové Podle konstrukce –jádrový –plášťový –toroidní

3 Konstrukční uspořádání magnetický obvod – plechy 0,28; 0,33; 0,5 mm »jádra- umístěno vinutí »spojky- uzavírají mag. obvod vinutí – min. dvě mag. vázaná vinutí na fázi musí vyhovovat: »tepelně »mechanicky »izolačně nádoba – u transformátorů chlazených olejem »hladké »žebrované »hladké s radiátory (s ofukováním) - u velkých výkonů nucený oběh oleje + chladič mimo nádobu –na víku keramické průchodky –součástí nádoby – konzervátor a hygroskopická látka

4 Principy základních konstrukcí A – jádrový B – plášťový C – toroidní

5 Hlavní a rozptylové magnet. toky

6 Náhradní schéma Indexy:μ – magnetizační složka1 – primární veličina σ – rozptylová složka2 – sekundární veličina Fe – týká se mag. Plechůh – hlavní indukčnost Pozn.: Sekundární parametry jsou přepočítány na primární napětí

7 Napěťové rovnice transformátoru Plynou z náhradního schématu Sestavení – dle Kirchhoffova zákona o napětích

8 Proudové rovnice transformátoru Vycházejí z náhradního schématu Sestavení – dle Kirchhoffova zákona o proudech

9 Fázorový diagram transformátoru Přepočítací vztahy: U 2i ´=p * U 2i I 2 ´=I 2 / p R 2 ´=p 2 * R 2 X Lσ2 ´= p 2 * X Lσ2 Pozn.: Sekundární parametry jsou přepočítány na primární stranu.

10 Chlazení transformátorů I VZDUCHOVÉ –Odvod tepla konvekcí (prouděním) –Přirozená nebo nucená konvekce –Menší výkony, větší plocha chlazení – větší objem KŘEMIČITÝ PÍSEK –Odvod tepla kondukcí (vedením) –Místa s neb. výbuchu a požáru – doly, obch. domy, lodě –Značná hmotnost, lze dopravovat v jakékoliv poloze

11 Chlazení transformátorů II PLYNEM –Nejčastěji SF 6  netečný plyn bez zápachu  3x větší tepelná vodivost než vzduch  lepší elektroizolační vlastnosti –Vhodné pro omezené prostory (lodě, lokomotivy, doly)

12 Chlazení transformátorů III OLEJEM – minerálním nebo syntetickým –MINERÁLNÍ El. oblouk  hořlavé plyny + vzduch  výb.směs! Je hygroskopický (už 0,01% H 2 O snižuje E P o 20%) Kaly  zhoršuje se tepelná vodivost –SYNTETICKÉ Pro vysoká napětí a velké výkony Nehořlavé, nehygroskopické Dříve PCB (polychlorované bifenyly) – vysoce tox.!

13 Ztráty transformátoru ΔP = ΔP 0 + ΔP K = ΔP Fe + ΔP j1 + ΔP j2 Maximální účinnost ↔ ΔP 0 = ΔP k Poměrné zatížení Při jmenovitém zatížení ΔP kn = (3,5 až 5) ΔP 0 Maximální účinnost ↔ i = 0,53 až 0,45

14 Chod nakrátko Výstupní vinutí nakrátko U´ 2 = 0 ↓ → Proud I K kryje především ztráty ve vinutí

15 Napětí nakrátko U k – napětí, při kterém teče primárem jmenovitý proud (při zkratovaném sekundáru) Poměrné napětí nakrátko u k = U k /U n *100 [%] obvykle do 10% - štítková hodnota transformátoru Chod nakrátko – měřicí obvod

16 Chod naprázdno Sekundární vinutí rozpojeno Proud I 0 kryje především ztráty v železe, a to: –Ztráty hysterezní Impedance naprázdno –Ztráty vířivými proudy Činná složka impedance naprázdno (R fe ): Jalová složka impedance naprázdno (X h ) :

17 Chod naprázdno – měřicí obvod Proud naprázdno I 0 – proud odebíraný transformátorem bez zatížení – kryje magnetizační ztráty Poměrný proud naprázdno i o = I 0 / I n * 100 [%] - udává, jaký má I 0 podíl na jmenovitém proudu - obvykle 10 – 20 %

18 Měřicí transformátory přístrojové transformátory přesnost  pravidelná kalibrace napájení měřicích a jistících přístrojů  konstrukce Slouží k: a)Oddělení od obvodů vysokého napětí  bezpečnost b)Transformace napětí a proudu za účelem měření U 2 =100V, I 2 =5A

19 Měřicí transformátory proudu Primár – málo závitů pokud I μ =0, pak Sekundár – hodně závitů –připojen A, W, EM Malý mag.proud I μ  větší přesnost…k tomu je třeba: Plné zatížení MTP Malá indukce B (B < 0,1 T) – pak je I 2 =f(I 1 ) téměř lineární Magnetický obvod bez vzduchových mezer Vysoká μ jádra, malé ΔP Fe POZOR! Při chodu se nesmí rozpojit sekundární strana transformátoru!!! Je-li I 2 =0  vnucený proud I 1 = I μ  transformátor se přesycuje  indukce napětí na svorkách sekundáru  špičky dosahují nebezpečných hodnot pro izolaci vinutí  možné proražení izolace nebo vzniku remanence jádra!. Velká indukce B  velké ztráty ΔP Fe  oteplení.  ZK

20 Měřicí transformátor napětí Primár – hodně závitů zanedbáme-li úbytky napětí Sekundár – málo závitů –připojen V, W, EM Menší úbytky napětí budou při: malém proudu naprázdno MTP (malá B, mag.obvod bez vzd. mezer, kvalitní mag.mat.) Malých činných odporech vinutí a rozptylových reaktancích (malé u K )  malé vzd.vinutí POZOR!!! MTN se nesmí na sekundární straně spojit nakrátko!!! Vzhledem k malé impedanci nakrátko je velký proud nakrátko  nebezpečí spálení vinutí MTN.

21 Autotransformátory I Změna napětí v rozsahu % - u 3vinuťových transf. Nehospodárné  část vinutí společná pro primár i sekundár – galvanicky spojeny jednofázové trojfázové Převod transformátoru Autotransformátor není dělič napětí elektrického typu  vinutí primáru a sekundáru jsou zde magneticky vázána.

22 Autotransformátory II Porovnání s normálním dvouvinuťovým transformátorem I. Stav naprázdno (I 2 =0) Není podstatný rozdíl Zanedbáme-li ΔU, platí Při zatížení (I 2 >0) NORM.TRAFO –Cívkou A0 – proud I 1 –Cívkou ao – proud I 2 AUTOTRAFO –Cívkou Aa – proud I 1 –Cívkou ao – proud I I=I 1 +I 2 =I 1 (1+p)=I 2 (1+1/p) ~ I=I 2 -I 1 =I 2 (1-1/p)

23 Autotransformátory III Porovnání s normálním dvouvinuťovým transformátorem II. Jouleovy ztrátyParametry vinutí NORM.TRAFOOdpor R Aa AUTOTRAFOOdpor R ao - protéká menší proud I - stačí menší průřez - větší odpor

24 Autotransformátory IV Porovnání s normálním dvouvinuťovým transformátorem III. Autotransformátor má oproti normálnímu dvouvinuťovému transformátoru: menší provozní i výrobní náklady menší poměrný odpor nakrátko  tvrdší zdroj s menšími úbytky napětí, menší poměrnou reaktanci nakrátko  ale větší zkratové proudy!!! Přiváděný vstupní výkon S 1 =U 1 I 1 ≈U 2 I 2 (průchozí výkon) se přenáší: elektromagnetickým výkonem (vlastní – typový výkon) S 12 =(U 1 -U 2 )I 1 =S 1 (1-1/p)Pokud p  1 - úspora je vysoká (Cu, Fe) elektrickým výkonem - výkon se přenáší elektricky S EL =S 1 -S 12 =S 1 /pPokud p > 2- nebezpečí průrazu,hlavně u vn PROTO p v rozsahu 1,25 až 2 POUŽITÍ: - v sítích nn, vn i vvn - spouštění velkých synchr., příp. asynchr. motorů

25 Paralelní chod transformátorů Při nerovnoměrném zatížení – ekonomicky a technicky výhodnější CHOD NAPRÁZDNO – nulový vyrovnávací proud Podmínky: a) stejný převod b) stejný hodinový úhel c) stejný úbytek napětí způsobený proudem naprázdno CHOD PŘI ZATÍŽENÍ – správné rozdělení zatížení úměrně s jmen. výkony zatížení nepřímo úměrně poměrné impedanci nakrátko V praxi – stejné poměrné impedance nakrátko – max. odchylka 10 %

26 Trojfázové transformátory 3F transformátor s nezávislým magnetickým systémem + magnetická symetrie, porucha, revize – výměna rezervní fáze, doprava - spotřeba materiálů, více nádob, technologická náročnost, hmotnost, náklady  použití výjimečně u velkých výkonů (JE Temelín – blokový transformátor)

27 Trojfázové transformátory 3F transformátor se závislým magnetickým systémem + úspora materiálu, menší ztráty v železe - při poruše jedné fáze – odstavení celého stroje


Stáhnout ppt "1 TRANSFORMÁTOR Zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie: – Změna napětí (provázeno změnou proudu v opačném smyslu) – Změna proudu (provázeno."

Podobné prezentace


Reklamy Google