Masini Electrice 1 Curs 4

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


2/25


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.


3/25


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.


4/25


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


5/25


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


6/25


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.


7/25


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


8/25


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.


9/25


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


10/25


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


11/25


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


12/25


Cele mai uzualetipuri de

conexiuni:


13/25


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):


14/25



15/25


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


16/25


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


17/25


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


18/25


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


19/25


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.


20/25


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


21/25


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


22/25


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


23/25


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.


24/25


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.


25/25


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.

Date post:	05-Jul-2018
Category:	Documents
Upload:	grigore-prepelia
View:	248 times
Download:	1 times

Masini Electrice 1 Curs 4

Documents