View
249
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
1/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 1
MAŞINI ELECTRICE
Curs 4: Transformatorul electric (Continuare) Prof.dr.ing. Claudia MARŢIŞ
Departamentul de Maşini şi Acṭionări Electrice
Facultatea de Inginerie Electrică
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
2/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 2
TRANSFORMATORULTRIFAZAT
Se poate obţine prin conectarea a trei transformatoaremonofazate, la care bornele, atât primare cât şi secundare, se
pot conecta în diferite scheme de conexiuni.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
3/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 3
MIEZ MAGNETIC
Independent pe fiecare fază, pentru puteri mai mici decât 1 kVA şi mai maridecât 300 MVA.
Un singur miez, cu mai multe coloane, pentru puteri între 1kVA şi 300 MVA.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
4/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 4
Cu circuit magneticindependent pe fiecarefază
Cu circuit magneticsimetric pe fiecare fază Cu circuit magneticnesimetric pe fiecarefază
Miez cu trei coloane Miez în manta cu cincicoloane
Miez în manta cu treicoloane
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
5/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 5
GENERALITĂŢI ASUPRA TEORIEI TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT
•Se consider ă că cele treicircuite magnetice suntidentice.
•Permeanţa echivalentăcorespunzătoare unei faze senotează cu Λ
m
.
•Fiecare fază poate fi studiatăseparat şi i se poate aplicateoria transformatoruluimonofazat.
0 C B A
A B C
YX Z
x y z
a b c
iA iB iC
ia ib ic
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
6/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 6
Ecuaţiile corespunzătoare înfăşurărilor fazelor A şi a sunt următoarele:
dt
d i R u
dt
d i R u
a
a a a
A
AAA
aC aB aAac ab aa a
Ac Ab Aa AC AB AAA
dt
di L
dt
di Li R u
dt
di L
dt
di Li R u
A
21
a
22 a a a
a
12
A
11 AAA
L11, L12, L22, L21 – inductanţe echivalente necuplate magnetic sau inductanţe ciclice.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
7/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 7
L11 – raportul dintre fluxul magnetic total care înlănţuie faza primară A şi careeste produs de toate fazele primare, şi curentul care parcurge acea fază, iA.
L12 – raportul dintre fluxul total care înlănţuie faza primară A şi care este produsde toate fazele secundare, şi curentul care parcurge faza secundară a, ia.
L22 – raportul dintre fluxul magnetic total care înlănţuie faza secundară a şi careeste produs de toate fazele secundare, şi curentul care parcurge acea fază, ia.
L21 – raportul dintre fluxul total care înlănţuie faza secundară a şi care esteprodus de toate fazele secundare, şi curentul care parcurge faza primară A, iA.
; LLLLLL
; LLLLLL
; LLLLLL
22 u a ab ua a 22
21 aB aAAb Aa 12
11 u AAB uAA11
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
8/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 8
m 2 1 uA N
3
2 L m
2 1 AB N
3
1 L
m
2
1 uA11 u N L
2
3 L
Inductanţa ciclică utilă a unei faze, LuA este egală cu inductanţa înfăşurării unuitransformator monofazat, cu acelaşi număr de spire şi cu reluctanţa egală cuaceea a miezului care revine unei faze a transformatorului trifazat.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
9/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 9
ÎNFĂŞURĂRI
Conexiune stea (Y) Conexiune triunghi (D) Conexiune zig-zag (Z)
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza Y faza z U U
_ _ .860
Tip/schemă de conexiuni
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
10/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 10
Grupă de conexiuni
30 0 0 U ,U 2 1
30 6 180 U ,U 2 1
Grupa de conexiuni 0
Grupa de conexiuni 6
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
11/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 11
Grupă de conexiuni:defazajul dintre tensiunea de linie din primar UAB şi tensiunea analogă Uab, măsurat în sens orar
şi exprimat în multipli de 30o.
Yy-0 Yy-6
Pentru punctul neutru scos la izolator (nul accesibil): Y0
UB
UA UC
UAB
Ub
Uc Ua
Uab
UB
UA UC
UAB
Ub
Uc
Ua
Uab
Uab
UAB 180°
UAB
Uab
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
12/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 12
Cele mai uzualetipuri de
conexiuni:
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
13/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 13
Conexiune stea-stea (Yy):
N 1
N 2
N 2
N 1
I
I
U
U k
La transformatorul trifazat se pot defini doua rapoarte de transformare: De linie
De faza
Conexiune triunghi-stea (Dy):
Conexiune stea-zigzag (Yz):
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
14/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 14
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
15/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 15
REGIMUL DEFORMANT ALTRANSFORMATORULUI TRIFAZAT-
funcţionarea în gol
Transformatoare cu fluxuri independente:Fluxurile care circula prin fiecare dintrecele 3 circuite magnetice sunt complet
independente
Compus din treitransformatoare monofazate
Transformator cu fluxuri magnetice“libere” şi circuite magnetice simetrice
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
16/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 16
În manta: Transformator cu fluxurimagnetice “libere” şi circuite
magnetice nesimetrice
A CBa b c
x y zX Y Z
a
f
db c
e
A CBa b c
x y zX Y Z
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
17/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 17
Yy
0 t 3 sin I 3 0 i i i 0 i i i 3 m 0 3 C 0 3 B 0 3 A0 C 0 B 0 A0
0 I 3 m 0
Curentul are forma de undă apropiată de o sinusoidă.
Flux
Tensiuneaelectromotoare
pe fază
Curentprimar
t sin I i 1 m 0 1 A0
Are o componenta deordinul trei cu amplitudine
de 50-60% din valoareaarmonicii fundamentale.
Armonica fundamentală afluxului
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
18/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 18
Transformatoare cu fluxuri for ţate:
Fluxurile care inlantuie fiecare dincele trei faze nu sunt
independente unele fata de altele.
0 i i i 1 C 0 1 B 0 1 A0
Fluxurile magnetice corespunzătoarecelor trei faze parcurg circuite
magnetice cu reluctanţe diferite.
A B C
YX Z
x y z
a b c Yy
Φ0A1
Φ0B1 A B C
YX Z
x y z
a b c
Yy
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
19/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 19
A B C
YX Z
x y z
a b c
Yy
t 3 co s 3 3 m 0 3 C 0 3 B 0 3 A0
Φ0A3
Φ0B3
Φ0C3 Armonicile de ordin 3 ale fluxurilormagnetice corespunzătoare celor trei
coloane se închid de la jug la jug prin aer,respectiv prin anumite elemente
constructive ale transformatorului,provocând încălzirea acestora.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
20/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 20
REGIMUL DE FUNCŢIONARE ÎNSARCINĂ AL TRANSFORMATORULUI
TRIFAZAT
C
B
A
N
c
b
a
n
Sursă de alimentaretrifazată, simetrică
Sarcină trifazată,simetrică
Sistem trifazat,simetric de curenţi
UA
UC UB
IA
IC
IB
φ
Sarcină simetrică
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
21/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 21
C
B
A
N
c
b
a
n
IB
IA
IC
IAd
ICd IBd
IAi
ICi
IBi
= + +
I0
Metoda componentelor simetrice
C
2
B AAd I a I a I
3
1 I
C B
2
AAi I a I a I
3
1 I
C B A0 I I I
3
1 I
Sarcină nesimetrică
0 I I ; 0 I c b a
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
22/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 22
Pentru transformatoare cu fluxuri independente:
A B Ca b c n
0 I I ; 0 I c b a
0 C a 0 C cn
0 B a 0 B bn
0 Aa 0 Aan
U U I Z 3
1 U U
U U I Z 3
1 U U
U U I Z 3
1 U U
UA
UB UC Uo
Uo
Uo Uo
Uan
Ubn Ucn
O
O’ Ia
Z0 – impedanţa homopolară ce depinde detipul constructiv al transformatorului
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
23/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 23
FUNCŢIONAREA ÎN PARALEL ATRANSFORMATOARELOR
TRIFAZATE
Trebuie sa faca parte din aceeasi grupa deconexiuni
Tensiunile primara, respectiv secundarade linie ale celor 2 transformatoare sa fieegale
Componentele active ale tensiunilor descurtcircuit trebuie sa fie egale intre ele
Daca nu se respecta aceste conditiiapare un curent de circulatie intre
infasurarile celor doua transformatoare.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
24/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 24
AUTOTRANSFORMATORUL
U1
I1
U2
I2
I12
N1
N2
A
B
C
a
b Z
Miez
Factorul de transformare:
2
1
N
N k
Ecuaţiile de funcţionare
Pentru circuitul electric:
12 2 1
b 12 b 12 b 2
2 a 1 a 1 a 1
I I I
E I jX I R U
U E I jX I R U
2 b
1 b a
10 b a 12 b 1 a
N N
N N N
0 I N N I N I N
Pentru circuitul magnetic:
k≤2: cele două porţiuni ale înfăşurării se realizează din conductoare de aceeaşi secţiune.
k>2: în porţiunea comună se utilizează conductoare de secţiune mai mare decât cea aconductoarelor din porţiunea necomună.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 4
25/25
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 4 25
TRANSFORMATOARE DE MASURA DE CURENT
Ele sunt formate dintr-un miez feromagnetic pe care sunt dispuse
doua înfasurari:
una cu spire putine de sectiune mare conectata în serie cu
circuitul al carui curent se masoara (uneori chiar conductorulcircuitului joaca rolul acestei înfasurari), reprezentând
înfasurarea primara,
cealalta cu spire multe, de sectiune mica conectata în serie
cu aparatul de masura, reprezentând înfasurarea secundara.
TRANSFORMATOARE DE MASURA DE TENSIUNE
Este similar unui transformator monofazat de mica putere, în
secundarul caruia se conecteaza aparatul de masura cu oimpedanta foarte mare. Ca urmare, curentul secundar fiind foarte
redus, se poate aprecia ca transformatorul de tensiune lucreaza
în regim de gol.
Deoarece impedanta aparatelor conectate în secundar este, în general, foarte mica
(impedanta ampermetrelor este de ordinul miliohmilor), transformatorul de curent functioneaza într-un regim apropiat de cel de scurtcircuit. Din acest motiv functionarea în gol ar induce în
secundar o t.e.m. foarte mare care ar putea distruge izolatia înfasurarii secundare.
Recommended