Elektra skrypt3

Ćwiczenie 4

BADANIE TRANSFORMATORÓW

4.1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania transformatorów oraz badania eksploatacyjne wybranych transformatorów: jednofazowego i trójfazowego.

4.2. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE 4.2.1. Budowa i zasada działania transformatora

Transformator jest urządzeniem elektrycznym przetwarzającym za pomocą pola elektromagnetycznego energię elektryczną o danych parametrach na energię elektryczną o innych parametrach.

Zasadę działania transformatora ilustruje rys. 4.1.

Rys. 4.1. Schemat transformatora jednofazowego

W uzwojeniu pierwotnym o N_{ zwojach płynie prąd | wywołujący strumień magnetyczny <t>, który jest przewodzony przez rdzeń transformatora zbudowany z cienkich blach stalowych wzajemnie odizolowanych. Część strumienia, która jest przewodzona przez powietrze (strumień rozproszenia), jest pomijalnie mała.

Jeżeli napięcie u, jest sinusoidalnie zmienne, to zarówno prąd «₄, jak i strumień są również sinusoidalnie zmienne. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym o N, i N_? zwojach indukują się sinusoidalnie zmienne napięcia e_t, e₂ proporcjonalne do liczby zwojów i strumienia. Podstawowe zależności są następujące:

Uj =    - <b = d>_msinior    (4.1)

^e\ *    - e, - -Nj^_mocostót = E,_mcoso>r    (4.2)

^e2 = ~^N2~£ “ «2 ^{= _}^2^m^0)COS0>f = E^COSGłt    (4.3)

Z wartości amplitud £_Im i wyliczamy wartości skuteczne E. i £, dla częstotliwości / = 50 Hz:

(4.4)

1 E. N, o>$_M

BHP    Mfti « 4,44W₂/4._m    (4.5)

V2 .# P

Uzwojenia transformatora trójfazowego nawinięte są przeważnie na rdzeniu złożonym z trzech kolumn. Na każdej kolumnie są nawinięte uzwojenia pierwotne i wtórne lej samej fazy. Uzwojenie górnego napięcia (wyższego napięcia) oznaczone jest dużą litera np. Y, a uzwojenie dolnego napięcia (niższego napięcia) oznacza się małą, np. y.

W transformatorach trójfazowych uzwojenia górnego napięcia łączy się zazwyczaj w gwiazdę (Y) i trójkąt (D). uzwojenia dolnego napięcia są łączone w gwiazdę (y). trójkąt (d) lub zygzak (z). Połączenie w zygzak jest stosowane w niesyme-irycznych obciążeniach i ma na celu zmniejszenie wpływu asymetrii obciążenia na uzwojenie pierwotne transformatora.

Układy połączeń transformatorów trójfazowych podano w tabeli 4.1.

Przekładnią napięciową transformatora K nazywamy stosunek wartości skutecznych Ej do E₂, a przekładnią zwojową n stosunek liczby zwojów N_x do N₂ zgodnie z zależnościami:

(4.6)

Do najważniejszych parametrów transformatorów zalicza się:

-    moc znamionową (S_N, VA),

-    napięcie znamionowe pierwotne ( U_lN, V),

-    napięcie znamionowe wtórne (U_w, V),

-    układ (grupa) połączeń - dotyczy transformatorów trójfazowych,

91