ZOZNAM POUŽITÝCH SKRATIEK A SYMBOLOV. - prúd primárnej strany. - prúd sekundárnej strany prepočítaný na primárnu stranu. - percentuálny prúd naprázdno

Transcript

1 Obsah Zoznam použitých sratie a symbolov...6 Úvod...9. Určovanie prvov náhradnej schémy zo štítových a atalógových údajov.... Prvy náhradnej schémy transformátora.... Štítové a atalógové údaje transformátora..... Určenie parametrov pozdĺžnej vetvy transformátora Určenie parametrov priečnej vetvy transformátora Účinnosť transformátora Výpočet účinnosti transformátora....4 Výpočet úbytu napätia.... Určovanie napätia naráto a strát z prvov náhradnej schémy...4. Určenie napätia naráto z prvov náhradnej schémy...4. Postup určovania strát transformátora z prvov náhradnej schémy Určenie prvov náhradne náhradnej schémy z merania naprázdno a naráto Meranie transformátora v stave naprázdno a naráto Meranie odporov vinutí transformátora Určenie parametrov náhradnej schémy z merania v stave naprázdno Určenie parametrov náhradnej schémy z merania v stave naráto Katalógové údaje transformátora vytvorené z druhej a tretej apitoly Záver Zoznam použitej literatúry

2 ZOZAM POUŽTÝCH SKRATEK A SYMBOLOV B µ [ S ] cosϕ [ ] cos ϕ [ ] cos ϕ z [ ] G Fe [ S ] [ A ] [ A ] [ A ] µ [ A ] Fe [ A ] - susceptancia - účinní transformátora naprázdno - účinni transformátora naráto - účinni transformátora záťaže - ondutancia - prúd primárnej strany - prúd seundárnej strany prepočítaný na primárnu stranu - prúd naprázdno - magnetizačná zloža prúdu naprázdno - činná zloža prúdu naprázdno i [] - percentuálny prúd naprázdno f [ A ] [ A ] [ A ] A, [ A ], B C R [ ] l [ m ] p [ ] P [ W ] P P [ W ] P [ W ] P [ W ] P j [ W ] P ad [ W ] P Fe [ W ] P [ W ] - nominálny fázový prúd primárnej strany - trvalý prúd naráto primárnej strany - prúd naráto seundárnej strany - merané prúdy fáz A, B, C - činiteľ zvýšenia odporu - dĺža vodiča - prevod transformátora - výon transformátora - príon transformátora - straty naprázdno - straty naráto - straty vo vinutí - straty dodatočné (aditívne) - straty v železe - straty celové - 6 -

3 R [ Ω ] R [ Ω ] R [ Ω ] R [ Ω ] R Fe [ Ω ] R js [ Ω ] R st [ Ω ] - činný odpor primárneho vinutia - činný odpor se. vinutia prepočítaný na prim. stranu - činný odpor seundárneho vinutia - celový činný odpor vinutia - odpor reprezentujúci straty v železe - jednosmerný odpor - striedavý odpor R [ Ω ] - odpor pri teplote C R 75 [ Ω ] - odpor pri teplote 75 C r [] - percentuálny činný odpor S [ VA ] S [ VA ] S js [ ] S [ ] st U [ V ] U [ V ] U i [ V ] U i [ V ] - zdanlivý menovitý výon transformátora - zdanlivý menovitý výon transformátora naprázdno mm - plocha vodiča pri jednosmernom prúde mm - plocha vodiča pri striedavom prúde - svorové napätie primárnej strany transformátora - svorové napätie seundárnej strany transformátora - induované napätie primárnej strany transformátora - induované napätie seundárnej strany transformátora u [] - percentuálne napätie naráto U [ V ] - sutočný úbyto napätia u [] - percentuálny úbyto napätia X σ [ Ω ] X σ [ Ω ] X σ [ Ω ] X σ [ Ω ] X µ [ Ω ] - rozptylová reatancia primárneho vinutia - rozptylová reatancia se. vinutia prepočítaná na prim. stranu - rozptylová reatancia seundárneho vinutia - celová rozptylová reatancia vinutia - magnetizačná reatancia x [] - percentuálna rozptylová ratancia Y [ S ] - admitancia naprázdno - 7 -

4 Z [ Ω ] Z K [ Ω ] Z [ Ω ] - menovitá impedancia - impedancia naráto - impedancia naprázdno η [] - účinnosť v percentách η max [] - maximálna účinnosť λ [ ] λ η max [ ] - zaťažovateľ - maximálna účinnosť pri zaťažovateli - 8 -

5 Úvod Súčasný technicý poro civilizácie sa vyvíja exponenciálnym rastom a sme svedami vzniu nových zariadení a vylepšovaní starších zariadení. astáva teda trend globálnej spotreby eletricej energie a zvyšovania výonu, torý treba podľa vzdialenosti a veľosti prenášaného výonu transformovať, čo umožňuje transformátor. Transformátor je eletricý stroj, torý mení privedené striedavé napätie a prúd na iné hodnoty napätia a prúdu bez zmeny frevencie a tatiež odovzdáva činný a jalový výon z primárnej do seundárnej siete. Pracuje na princípe eletromagneticej inducie, ale bez točivého pohybu. Používaný je predovšetým v energetie ao zvyšovací transformátor vo výrobniach eletricej energie, de zvyšuje napätie z hodnoty vhodnej pre výrobu, na hodnotu vhodnú na prenos, alebo znižovací transformátor na onci diaľových rozvodných sieti, de upraví napätie na hodnotu pre ďalší rozvod do jednotlivých podniov, miest, obcí [3]. V jednotlivých odberných priestoroch pracujú ďalšie znižovacie transformátory, toré zabezpečujú transformáciu napätia vhodného pre spotrebiče. Výon pri transformácií ostáva teda nezmenený, a neuvažujeme celom malú spotrebu činného výonu v samostatnom transformátore. Transformátor sa používa transformácii jednofázového a viacfázového napätia a prúdu, ale najčastejšie sa v praxi používajú jednofázové a trojfázové transformátory. Záladom transformátora je atívne železné jadro, na torom sú navinuté vinutia primárne a seundárne a nieedy aj terciárne. A si zoberieme znižovací transformátor, jeho primárne vinutie berie zo siete výon, torý sa cez jedno alebo viac seundárnych vinutí dodáva do spotrebiča. Primárne vinutie zo strany vyššieho napätia sa sladá z väčšieho počtu závitov a menšieho prierezu vinutia a naopa seundárne vinutie zo strany menšieho napätia sa sladá z menšieho počtu závitov, ale hrubšieho prierezu. Potom pri výpočte transformátora narábame s prevodom "p". Prevod je dôležitým parametrom transformátora. Zásadne si treba uvedomiť, prípade trojfázových transformátorov, že pri zapojení do hviezdy je udávané združené napätie a pri zapojení do trojuholnía je udávaný združený prúd. Prevod transformátora je daný pomerom primárneho a seundárneho napätia v stave naprázdno. V prípade trojfázového transformátora je tento pomer totožný s pomerom počtu závitov len prípade zapojenia hviezda - hviezda alebo trojuholní - trojuholní. Ao náhle je zapojenie ombinované hviezda - trojuholní, trojuholní - hviezda alebo hviezda - lomená hviezda, prevod daný pomerom zdužených napätí sa nezhoduje s pomerom počtu závitov. a zlepšenie magnetizačných pomerov sa nieedy, pri určitých zapojeniach používa - 9 -

6 ešte tretie tzv. terciárne vinutie. Toto vinutie je spojené do trojuholnía a jeho once nie sú vyvedené. Transformátor v stave naprázdno, ťahá zo siete prúd naprázdno, torý môžem rozdeliť na dve zložy, magnetizačný a stratový prúd. a vyjadrenie magnetizačného prúdu je v náhradnej schéme transformátora fitívny prvo, magnetizačná reatancia, torá má číselne vyjadriť vplyv induovaného napätia vo vinutí na veľosť magnetizačného prúdu. Magnetizačný prúd je vo fáze s toom, torý ho vybudzuje. Pri striedavej magnetizácií magneticým toom vzniajú v železe magneticého obvodu straty, pozostávajúce zo strát vírivými prúdmi a z hysteréznych strát. Straty v železe sa premieňajú na teplo, torým sa jadro zohrieva. a rytie týchto strát aj pri chode naprázdno, tečie zo siete do transformátora činný stratový prúd, torý preteá v náhradnej schéme transformátora fitívnym odporom železa. Odpor železa sa určí ta, aby stratový prúd vyvolal v ňom straty, toré sa rovnajú stratám v železe. Zaťaženým transformátorom sa rozumie stav, eď na jeho výstupne svory pripojíme záťaž. Záťaž môže byť charateru indutívneho, odporového alebo apacitného. Pri zaťaženom transformátore sa rešpetujú orem magnetizačného prúdu aj činné odpory oboch vinutí a rozptyl oolo nich. Chod transformátora naráto sa rozumie stav, eď jeho výstupné svory sú naráto spojené bezodporovou spojou. Z merania naprázdno, nameriam napätie, prúd naprázdno a príon naprázdno. Z nameraných hodnôt počítam, prvy priečnej vetvy náhradnej schémy transformátora ao účinní naprázdno a pre menovité napätie prúd naprázdno, magnetizačný a stratový prúd, odpor v železe a magnetizačnú reatanciu. Meranie naráto sa robí pri zníženom napätí, toré vyvolá na vinutiach menovité prúdy. Zmerania naráto určím prvy pozdĺžnej vetvy náhradnej schémy transformátora ao činný odpor primárneho a seundárneho vinutia a rozptylové reatancie primárneho a seundárneho vinutia. Prvy seundárnej strany prepočítavajú na primárnu stranu pomocou prevodu. Činný príon transformátora pri meraní naráto sa celý premení na teplo []. Prepočítaný transformátor viacerými spôsobmi budem postupne uvádzať v jednotlivých apitolách tejto baalársej práce, a zároveň vytvorím v "Microsoft Office Excel", [4][5] program na výpočet transformátora, po zadaní vstupných požadovaných parametrov, toré budú aj graficý znázornené v jednotlivých apitolách podľa zadania. - -

7 . Určovanie prvov náhradnej schémy zo štítových a atalógových údajov a obr.. je úplná náhradná schéma transformátora, torej zodpovedá na obr.. fázorový diagram. Obr.. Úplná náhradná schéma transformátora. Obr.. Fázorový diagram pre úplnú náhradnú schému transformátora. áhradná schéma transformátora sa reslí, vždy len pre jednu fázu v tvare T- článu aj pri viac fázových transformátoroch [7]. A preto v náhradnej schéme budem prúdy a napätia považovať vždy ao fázovú hodnotu a predpoladať ich súmernosť fáz, aj eď pri meraní sa - -

8 nameria, pri zapojení transformátora do hviezdy združené napätie a pri zapojení do trojuholnía združený prúd, toré pri výpočtoch prerátam na fázové hodnoty.. Prvy náhradnej schémy transformátora a primárnej strane, náhradnej schémy transformátora tvoria prvy, R činný odpor primárneho vinutia a X σ rozptylová reatancia primárneho vinutia, Z impedanciu primárnej strany vinutia. mpedanciu seundárneho vinutia, prepočítaného na primárnu stranu Z, tvoria prvy R činný odpor seundárneho vinutia, prepočítaný na primárnu stranu a X σ rozptylová reatancia seundárnej strany prepočítaná tiež na primárnu stanu. mpedanciu naprázdno Z, tvoria paralelne zapojené prvy priečnej vetvy R Fe odpor, torý reprezentuje straty v železe a X µ magnetizačná reatancia. Prevrátená impedancia naprázdno, definuje admitanciu naprázdno Y, torej ondutanciu G Fe tvorí prevrátená hodnota odporu reprezentujúceho straty v železe a susceptanciu jbµ zase tvorí prevrátená hodnota magnetizačnej reatancie [7]. Ao vidno z náhradnej schémy, že prvy sú usporiadané v pozdĺžnej a priečnej vetve a prvy, prúdy a napätia na seundárnej strane sú označené čiarou nad písmenom čo značí, že sú prepočítané na primárnu stranu vinutia. Prvy náhradnej schémy možno teda určovať výpočtom napr. pri návrhu transformátora a po vyrobení transformátora je potrebné potvrdiť presnosť výpočtov nieoľými záladnými meraniami v stave naprázdno a naráto.. Štítové a atalógové údaje transformátora Každý eletricý stroj a teda aj transformátor je charaterizovaný, svojimi prevádzovými parametrami uvedenými výrobcom, toré sú udané na štítu stroja. a štítu transformátora sú tieto záladne parametre: Menovitý výon : S [ VA ] Prevod transformátora : p U /U [ ] Percentuálne napätie naráto : u [] Zapojenie : Yy, Yd, Dy

9 Katalógové parametre udávané a garantované výrobcom v atalógoch, sú [6] : Menovitý výon : S [ VA ] Menovité vyššie napätie : U [ V ] Menovité nižšie napätie : U [ V ] Zapojenie : Yy, Yd, Dy... Straty naprázdno : P [ W ] Straty naráto : P [ W ] Percentuálny prúd naprázdno : i [] Percentuálne napätie naráto : u [] Výrobcovia v svojich atalógoch udávajú, u záladným atalógovým technicým údajom aj tolerancie v percentách. Týa sa to strát naprázdno, strát naráto, celových strát a napätia naráto... Určenie parametrov pozdĺžnej vetvy transformátora Pri určovaní parametrov náhradnej schémy, budem vychádzať zo štítových a atalógových údajov. Postupne budem určovať výpočty v číselných hodnotách. Tieto číselné hodnoty by mali slúžiť pre ontrolu a správnosť výpočtov, toré zároveň tým istým postupom, v programe "Microsoft Excel" naprogramujem pre výpočet prvov, náhradnej schémy transformátora. V tomto programe, po zadaní vstupných štítových a atalógových údajov sa prepočítajú požadované výstupné prvy náhradnej schémy. Pri výpočtoch tatiež budem vychádzať zo zapojení štítové údaje, s torých Yy, Yd, Dy, Dd, toho istého transformátora. Katalógové a budem vychádzať, sú nasledovné: menovitý zdanlivý výon S VA, prevod p 38V / V, straty naprázdno P 7, 7 W, straty naráto P 37,3 W, napätie naráto u 4, 8, percentuálny prúd naprázdno i,8. Vypočítam najprv menovitý fázový prúd transformátora []. Menovitý výon je udávaný pre tri fázy, torý použijem vo výpočte, na určenie prúdu nasledovne : 3 S Yy, Yd : 5, 93 3 U ,8 f [ A ] (..) 3 S Dy, Dd : 8, 77 3 U f [ A ] (..) - 3 -

10 Percentuálny činný odpor vinutí a jeho odvodenie : r R R P [ ] Z U S (.) Percentuálny (pomerný) činný odpor, vypočítam zo strát vo vinutí. Mám dané straty naráto ale v stave naráto sa tamer celý výon spotrebuje na rytie strát vo vinutí transformátora, lebo pri srate sú straty v železe voči stratám vo vinutí zanedbateľne malé. Preto môžem považovať P P. a výpočet percentuálneho činného odporu vinutia, j použijem straty naráto, toré sú dane v atalógoch a sú zadané trojfázovo ao aj menovitý výon, a preto ich nemusím prepočítať na jednu fázu : Určenie menovitej impedancie P 37,3 r 3,73 [ ] 3 S * Z (..), torá je daná pomerom menovitého fázového napätia a menovitého fázového prúdu, čiže udáva hodnotu pre jednu fázu : U 38 Yy, Yd : 4, ,93 Z [ Ω ] (.3.) 3 f U 38 Dy, Dd : 43, 3 8,77 Z [ Ω ] (.3.) f Straty vo vinutí sú vytvorené na činnom odpore transformátora, prechodom menovitého prúdu, (pretože aj seundárny odpor je prepočítaný na primárnu stranu). Straty môžem u trojfázového transformátora vyjadriť vzťahom : Aj z nich tiež vypočítam, činný odpor vinutia : P (.4) j 3 R P 37,3 Yy, Yd :, (5,93) R [ Ω ] (.4.) P 37,3 Dy, Dd :, (8,77) R [ Ω ] (.4.) r Z 3,73 4,44 Yy, Yd :, 458 R [ Ω ] (.4.3) r Z 3,73 43,3 Dy, Dd :, 375 R [ Ω ] (.4.4) Túto hodnotu rozdelím medzi R a R približne rovnomerne (pretože R je hodnota odporu seundárneho vinutia prepočítaná na primárnu stranu a nemá dôvod byť iná ao R ) : - 4 -

11 ,458 Yy, Yd : R, 9 R R [ Ω ] (.5.),375 Dy, Dd : R, 688 R R [ Ω ] (.5.) Pri trojfázových transformátoroch sa udáva prevod, pomerom združených napätí. Prevod transformátora je daný, pomerom primárneho a seundárneho napätia v stave naprázdno, ale v prípade trojfázového transformátora je tento pomer totožný s pomerom počtu závitov len v prípade zapojenia Yy alebo Dd atď., prevod daný pomerom združených napätí sa nezhoduje s pomerom počtu závitov. Preto pri prepočte hodnôt impedancií (odporov, reatancií), zo seundárneho na primárne vinutie (alebo opačne), pracujem s pomerom počtu závitov, fázových napätí resp. fázových prúdov p, daný pomerom združených napätí [7]. p. Tento prevod sa nemusí zhodovať s prevodom p U f f (.6) U f f U 38 Yy, Dd bude prevod:, 77 U p [ ] (.6.) U f 38 Yd bude prevod: p, 997 U 3 [ ] (.6.) U 38 Dy bude prevod:, 99 U / 3 p [ ] (.6.3) f Sutočnú hodnotu činného odporu seundárneho vinutia, určím výpočtom pomocou prevodu, určeného vyššie : Yy : Yd : Dy : Dd : R,9,9 R R p R,77 [ Ω ] (.7.) p (,77 ),983 R,9,9 R R p R,3 [ Ω ] (.7.) p (,997),994 R,688,688 R R p R,77 [ Ω ] (.7.3) p (,99) 8,95 R,688,688 R R p R,3 [ Ω ] (.7.4) p (,77 ),

12 Aby som zísal hodnotu rozptylových reatancií, určím si najprv percentuálnu rozptylovú reatanciu z percentuálnych hodnôt napätia naráto u a percentuálneho činného odporu r : u r + x x u r 4,8 3,73,87 [ ] Celová rozptylová reatancia transformátora (.8) X σ, tvorí súčet rozptylovej reatancie primárneho vinutia X σ a rozptylovej reatancie seundárneho vinutia X σ na primárnu stranu vinutia : x Z,87 4,44 4,47 Yy, Yd :, 45, prepočítanej Xσ [ Ω ] (.9.) x Z,87 43,3 4,45 Dy, Dd :, 44 Xσ [ Ω ] (.9.) Túto hodnotu celovej rozptylovej reatancie, zasa rozdelím na rozptylovú reatanciu primárneho vinutia X σ a rozptylovú reatanciu seundárneho vinutia, prepočítanú na primárnu stranu X σ : Xσ,45 Yy, Yd : σ Xσ, 7 X [ Ω ] (..) Xσ,44 Dy, Dd : σ Xσ, 6 X [ Ω ] (..) Sutočnú hodnotu rozptylovej reatancie seundárneho vinutia, vypočítam pomocou prevodu, určeného vyššie : Yy : X Yd : X Dy : X Dd : Xσ,7,7 σ Xσ p Xσ,69 [ Ω ] (..) p (,77 ),983 Xσ,7,7 σ Xσ p Xσ,8 [ Ω ] (..) p (,997),994 Xσ,6,6 σ Xσ p Xσ,69 [ Ω ] (..3) p (,99) 8,95 X Xσ,6,6 σ Xσ p Xσ,8 [ Ω ] (..4) p (,77 ),983

13 Menovitý seundárny prúd, určím ta tiež pomocou prevodu tato : [ A ] (..) Yy : p,77 5,93 6, 38 [ A ] (..) Yd : p,997 5,93 5, 5 [ A ] (..3) Dy : p,99 8,77 6, 38 [ A ] (..4) Dd : p,77 8,77 5, 5 Prúd trvalý naráto na primárnej strane, vypočítam pomocou napätia naráto u, torý je priamo úmerný svojmu menovitému prúdu ale nepriamo úmerný napätiu naráto : 5,93 Yy, Yd : 354, 99 u 4,8 [ A ] (.3.) 8,77 Dy, Dd : 4, 935 u 4,8 [ A ] (.3.) A potom, prúd naráto na seundárnej strane je viazaný na primárny prúd cez prevod p a z toho vyplýva, že bude aj p rát väčší : [ A ] (.4.) Yy : p,77 354,99 63, 67 [ A ] (.4.) Yd : p, ,99 353, 95 [ A ] (.4.3) Dy : p,99 4,935 63, 67 [ A ] (.4.4) Dd : p,77 4, , 95.. Určenie parametrov priečnej vetvy transformátora Parametre priečnej vetvy určím výpočtom zo štítových a atalógových údajov, toré som uviedol v predchádzajúcej podapitole. Percentuálny prúd naprázdno i transformátora udáva, oľo percent tvorí prúd naprázdno z menovitého fázového prúdu f : [ A ] (.5.) Yy, Yd : i,8 5,93, 793 f [ A ] (.5.) Dy, Dd : i,8 8,77, 35 f Zdanlivý príon naprázdno S, je určený trojfázovo : Yy, Yd : U 3 38,793 8 S [ VA ] (.6.) 3 S [ VA ] (.6.) Dy, Dd : U 3 38,

14 Účinní naprázdno cosϕ, vypočítam ao podiel strát naprázdno P a zdanlivého príonu P 7,7 naprázdno S : cos, 44 S 8 ϕ [ ] (.7) Činnú zložu prúdu naprázdno, vypočítam z prúdu naprázdno a účinnia naprázdno cosϕ : Fe [ A ] (.8.) Yy, Yd : cosϕ,793,44, 58 Fe [ A ] (.8.) Dy, Dd : cosϕ,35,44, 49 Odpor, torý reprezentuje straty v železe, určím pomocou primárneho fázového napätia a činnej zložy prúdu naprázdno : U 38 Yy, Yd : Fe 845, 99 3 Fe 3, U f R [ Ω ] (.9.) U 38 Dy, Dd : Fe 537, 786 Fe,49 R [ Ω ] (.9.) Magnetizačný prúd, tvorí jalovú zložu prúdu naprázdno : Yy, Yd : sinϕ cosϕ,793,989,774 [ ] µ Dy, Dd : sinϕ cosϕ,35,989,4 [ ] µ Magnetizačná reatancia a jej určenie je nasledovné : U 38 Yy, Yd : µ 3, µ 3,774 A (..) A (..) X [ Ω ] (..) U 38 Dy, Dd : µ 37, µ,4 X [ Ω ] (..) Týmto uvedeným postupom výpočtov, som určil prvy hradnej schémy transformátora, zo známych štítových a atalógových údajov. Celý výpočet určuje výpočty uvedených zapojení, toré sa medzi sebou v určitých zapojeniach líšia. Odlišnosti sú, ao vidno hlavne pri prepočte, de sa uvažuje prepočet s prevodom, torý som uviedol pri opise prevodu vyššie, čo sa naoniec i prejavilo v jednotlivých výsledoch. Pri percentuálnych (pomerných) veličinách sú vša výsledy zhodné. Teda pomerné veličiny potvrdili svoju dôležitosť, toré nám napovedajú ao je onrétny transformátor vyrobený. Pomocou nich, môžem porovnávať medzi sebou parametre rôznych transformátorov a posúdiť ich. Tieto

15 prepočítané a spracované prvy, pozdĺžnej a priečnej vetvy náhradnej schémy v programe " Microsoft Excel" [4][5] sú na háru "A" a sú uvedené v tab.. Parametre náhradnej schémy transformátora zo štítových a atalógových údajov. Tab.. Parametre náhradnej schémy transformátora zo štítových a atalógových údajov..3 Účinnosť transformátora Táto podapitola je zameraná na účinnosť transformátora, až po graficú závislosť účinnosti od záťaže pri rôznych účinníoch. Účinnosť transformátora pri danom zaťažení je daná pomerom činného výonu na výstupe transformátora P a príonu na vstupe transformátora P [7]. Príon P je o straty P väčší ao výon P. Straty P sú súčtom strát naprázdno P a strát naráto P. Straty naprázdno, pri onštantnom primárnom napätí sa zo záťažou nemenia, pričom straty naráto závisia od zaťaženia. Činný výon vyjadrený pomocou zdanlivého výonu a účinnia záťaže sa môže napísať: P η P + P S S cosϕ z cosϕ + P (.) z

16 Pri menovitom prúde, straty naráto trojfázového transformátora môžem napísať : Pomer P (.3) 3 R / je pomerné zaťaženie (pomerná hodnota), toré môžem počítať aj z pomeru seundárnych hodnôt prúdov. Vynásobením čitateľa aj menovateľa onštantným napätím aj z pomeru zdanlivých výonov : S λ pri onšt. S U (.4) Pri ľubovoľnom prúde, budú straty naráto, pomocou oeficienta pomerného zaťaženia a menovitého prúdu : P 3 R λ P 3 R ( ) λ (.5) Potom vyjadrenie účinnosti pri ľubovoľnej záťaži, pri torej účinnosť počítam, môžem vzťah (.), prepísať : λ S cosϕ η (.6) z λ S cosϕ z + P + λ P Maximálna účinnosť nastane pri taom zaťažení, pri torom sa rovnajú straty naprázdno P a straty naráto P : P 3 R 3 R P λη max P (.7).3. Výpočet účinnosti transformátora ndex " η max ", použitý pri oeficiente pomerného zaťaženia znamená, že ide o taé zaťaženie, pri torom je účinnosť maximálna a určím ju tato [7]: P 7,7 λ η max,733 [ ] 37,3 P Maximálnu účinnosť pri danom účinníu záťaže λ - - (.8) cos ϕ z, môžem vyjadriť vzťahom : S cosϕ η max z max λη max S cosϕ z + P + λη max η (.9) P ajvyššiu možnú účinnosť dosiahnem, pri účinníu cos ϕ, a pomernom zaťažení λη max S λ η max, torú vypočítam tato : η, λ S + P + λ P η max z η max

17 ,733, ,7 + (,733) 37,3,956 [ ] (.3) Tab.. Výpočet účinnosti pri rôznom zaťažení transformátora. Účinnosť závisla od zaťaženia η [].,96,95,94,93,9,9,9 cosφz cosφz,9 cosφz,8,,4,6,8,,4.ληmax,733 λ [-] Obr..3 Závislosť účinnosti transformátora od zaťaženia pre rôzne účinníy záťaže. - -

18 Týmto uvedeným postupom som určil maximálnu účinnosť transformátora, ao aj účinnosť pri rôznom zaťažení a účinníu. Tieto prepočítané a spracované počítačovo hodnoty účinnosti v programe " Microsoft Excel" [4][5] sú na háru "A" a sú uvedené v tab.. a na obr..3 je graficy znázornená účinnosť transformátora od zaťaženia pre rôzne účinníy..4 Výpočet úbytu napätia Úbyto napätia na seundárnej strane je daný rozdielom napätia naprázdno na seundárnej strane U a seundárneho napätia U pri danom zaťažení prúdom a účinníu záťaže cos ϕ z, torý zapíšem tato [7] : U (.3) U U Úbyto napätia je vytvorený na činných odporov vinutí a rozptylových reatanciách. Definícia percentuálneho (pomerného) úbytu napätia je definovaná ao pomer sutočného úbytu napätia U a napätia naprázdno U, pri percentuálnom úbytu napätia, ešte celé vynásobím číslom : U U U u (.3) U U Percentuálne napätie naráto u, je zložené zo zložie, percentuálneho činného odporu r a percentuálnej rozptylovej reatancie - - x. Pre percentuálny úbyto pri u 4 možno napísať vzťah, pričom stačí uvažovať len prvý člen neonečného rádu : u λ( r ϕ ± sinϕ) (.33) cos A pri u 4, je dané vzťahom, pričom tu treba brať do úvahy, prvé dva členy neonečného rádu : x u λ( r cosϕ ± x sinϕ) + λ ( x cosϕ m r ϕ) (.34) sin Výpočet môžem urobiť aj pomocou pomerných veličín : u λ( r cosϕ ± xsinϕ) + λ ( x cosϕ m r sinϕ) (.35) Pričom, znamieno ( + ) patrí pre indutívny charater záťaže a znamieno ( ) pre apacitný charater záťaže. Pri apacitnom charatere záťaže, môže byť sutočné napätie na seundárnych svorách U väčšie ao napätie naprázdno U. Sutočné seundárne napätie U pri danej záťaži vypočítam zo vzťahu :

19 u U U (.36) Tento vzťah, použitý vo výpočtoch umožňuje naresliť vonajšiu charateristiu transformátora, torá ao v aždom inom zdroji je daná, ao závislosť výstupného napätia od záťaže U f ( λ), parametrom je cos ϕ z. Konrétny priebeh charateristí sa odvíja od zvolených účinníov záťaže a pomeru r / x. Uvedeným postupom som určil percentuálne úbyty napätia transformátora, ao aj sutočné napätia na seundárnych svorách, pri rôznom zaťažení.. Prepočítané a spracované počítačovo hodnoty percentuálneho úbytu napätia transformátora a s toho sutočné napätia na seundárnych svorách sú spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5] sú na háru "A" a sú uvedené v tab..3 a na obr..4 je graficy znázornený percentuálny úbyto napätia v závislosti od zaťaženia pri rôznom účinníu : Tab..3 Výpočet úbytu napätia. u []. Percentuálny úbyto napätia v závislosti od zaťaženia pri 6, rôznom účinniu. 5, 4, 3,,,,,,4,6,8,,4. λ[-] cos cos,9 cos,8 Obr..4 Percentuálny úbyto napätia v závislosti od zaťaženia, pri rôznom účinníu

20 U [V] Vonajšie charateristiy transformátora indutívneho charateru.,, 8, 6, 4,,, 8, 6,,,4,6,8,,4.cos. λ[-] cos,9 cos,8 Obr..5 Vonajšie charateristiy transformátora, indutívneho charateru. a obr..5 je graficy znázornená, vonajšia charateristia transformátora indutívneho charateru, z tab..3. vyplýva, že pri zaťažení transformátora indutívneho charateru bude úbyto napätia rásť s rastúcim zaťažením.. Určovanie napätia naráto a strát z prvov náhradnej schémy Treba si uvedomiť, že percentuálne alebo pomerné veličiny sa s výhodou používajú v celej technicej praxi, lebo atuálna hodnota (prúdu, napätia, impedancie, odporu a reatancie) a ďalších veličín, nemá taú výpovednú hodnotu o valite zariadenia, lebo sa vzťahuje len na jednu veľosť. A chceme urobiť posúdenie veličiny, či je zariadenie valitné, aú má účinnosť, alebo chceme posúdiť inú vlastnosť, je dôležité ju vedieť porovnať s inými veličinami, aby sme sa dostali do onrétneho rozmedzia v aých sa tie veličiny môžu pohybovať. Preto robíme tazvané porovnanie - pomer (s toho pomerné), vždy so záladnou veličinou. Pomerné veličiny sú v rozmedzí (od po ), percentuálne veličiny sú v rozmedzí (od po ). V transformátore je jednou zo záladných veličín, napätie naráto u, toré čím bude väčšie, bude väčšia aj impedancia naráto úbyty napätia U a tým aj straty budú väčšie. Z, väčšie. Určenie napätia naráto z prvov náhradnej schémy V podapitole.. som určil parametre náhradnej schémy zo štítových a atalógových hodnôt, s torých budem vychádzať pri určovaní napätia naráto. V - 4 -

21 transformátoroch vzťažnou veličinou, pri definovaní pomerných odporov je menovitá impedancia Z, torá je zasa daná ao pomer menovitého fázového napätia a menovitého fázového prúdu [7]. Menovitá impedancia je vždy hodnotou pre jednu fázu, torú so určil vo vzťahoch (.3. ). Percentuálny (pomerný) činný odpor, je definovaný ao pomer sutočného celového činného odporu transformátora R R + R a menovitej impedancie. Celový sutočný činný odpor transformátora a jeho určenie som uviedol vzťahoch (.4. 4) a (.5. ). Percentuálnu hodnotu činného odporu určím nasledovne : R,458 Yy, Yd : 3, 73 Z 4,44 r [] (..) R,375 Dy, Dd : 3, 73 Z 43,3 r [] (..) Podobným spôsobom, definujem percentuálnu (pomernú) rozptylovú reatanciu, ao pomer celovej rozptylovej reatancie transformátora Xσ Xσ + X σ a menovitej impedancie. Celovú rozptylovú reatanciu (.9. ) a (.. ) transformátora a jej určenie som uviedol vzťahoch. Percentuálnu hodnotu rozptylovej reatancie určím nasledovne : Xσ,45 Yy, Yd : x, 87 Z 4,44 Xσ,44 Dy, Dd : x, 87 Z 43,3 [] (..) [] (..) Z určeného percentuálneho činného odporu a percentuálnej rozptylovej reatancie si určím percentuálne napätie naráto nasledovne : u r + x 3,73 +,87 4,8 [ ] (.3) Teraz môžem určiť aj sutočné napätie naráto, pričom obidve hodnoty napätí budú buď, fázové alebo združené : u U 4,8 38 U 6,64 [ ] V (.4) Uvedeným postupom, som určil napätia naráto transformátora z parametrov náhradnej schémy. Prepočítané a spracované počítačovo hodnoty napätia naráto uvedeného transformátora sú spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "A" a sú uvedené v tab.. Výpočet napätia naráto

22 Tab.. Výpočet napätia naráto.. Postup určovania strát transformátora z prvov náhradnej schémy Pri chode naprázdno vzniajú v transformátore straty v železe PFe na R Fe (na fitívnom odpore), prechodom prúdu. Straty vzniajú na R odpore primárneho Fe P j vinutia, prechodom prúdu naprázdno. Vzhľadom na malý prúd naprázdno, sú veľmi malé až zanedbateľné. Veľosť strát v železe, závisí od veľosti magneticého tou, torý je daný napätím siete. Poiaľ je napätie U stále, je stály aj to, a tým aj straty v železe. Pretože transformátor je spravidla trvalo pripojený na sieť, odoberá z nej stále stabilný výon, potrebný na rytie strát v železe. Straty v železe sa preto považujú za onštantné aj pri zmenách zaťaženia a teda aj pri chode naprázdno [3]. Straty v železe môžem určiť vzťahom : P [ W ] (.5.) Yy, Yd : 3 R 3 845,99,58 68, 95 Fe Fe Fe P [ W ] (.5.) Dy, Dd : 3 R * 3 537,786,49 68, 95 Fe Fe Jouleove straty na primárnom vinutí, vzniajú prechodom prúdu naprázdno : Yy, Yd : 3 R 3,9,793, 9 Fe P j [ W ] (.6.) Dy, Dd : 3 R 3,687,35, 9 P j [ W ] (.6.) - 6 -

23 Ao vidno, Jouleove straty v stave naprázdno, sú zanedbateľné a preto sa uvažuje, že P Fe P a straty v železe sa považujú za straty naprázdno [7]. Celové straty naprázdno je súčet strát P j a PFe : P P j + P,9 + 68,95 7,34 [ ] Fe W (.7) Straty naráto P, závisia od zaťaženia na rozdiel od strát naprázdno. Pri menovitom prúde, straty naráto budú menovité vyjadriť vzťahom : P a pri trojfázovom transformátore ich môžem P [ W ] (.8.) Yy, Yd : 3 R 3,458 5,93 37, 3 P [ W ] (.8.) Dy, Dd : 3 R 3,375 8,77 37, 3 Tu som počítal s celovým činným odporom, ale straty vo vinutí, toré sa rovnajú stratám naráto P P, môžem počítať aj po častiach a to ta, že určím najprv straty na j primárnej strane, potom straty na seundárnej strane a potom ich sčítam : Yy : 3 R 3,9 5,93 58, 65 P j [ W ] (.9.) P j 3 R 3,77 6,43 58,65 [ ] P P + P 58, ,65 37,3 [ ] j j j Yd : 3 R 3,9 5,93 58, 65 W (.9.) W (.9.3) P j [ W ] (.9.4) P j 3 R 3,3 5,5 58,65 [ ] P P + P 58, ,65 37,3 [ ] j j j Dy : 3 R 3,687 8,77 58, 65 W (.9.5) W (.9.6) P j [ W ] (.9.7) P j 3 R 3,77 6,43 58,65 [ ] P P + P 58, ,65 37,3 [ ] j j j Dd : 3 R 3,687 8,77 58, 65 W (.9.8) W (.9.9) P j [ W ] (.9.) P j 3 R 3,3 5,5 58,65 [ ] P P + P 58, ,65 37,3 [ ] j j j W (.9.) W (.9.) Straty vo vinutí sa premenia prechodom prúdu na teplo. Uvedeným postupom som určil straty transformátora z parametrov náhradnej schémy s predošlej apitoly. Prepočítané a spracované počítačovo straty naprázdno a straty naráto uvedeného transformátora sú - 7 -

24 spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "A" a sú v tab.. Výpočet strát transformátora. Tab.. Výpočet strát transformátora. 3. Určenie prvov náhradne náhradnej schémy z merania naprázdno a naráto Transformátor z torého budem určovať parametre náhradnej schémy z merania vstave naprázdno a naráto, sme merali na povinných laboratórnych cvičeniach. Pred meraním som si opísal štíto meraného transformátora, aby som namerané hodnoty správne spracoval, pre menovité hodnoty transformátora. Štíto transformátora obsahoval tieto údaje: Štítové hodnoty : Výon transformátora : [ VA ] Primárne vinutie : 38 / [ ] V / 6 5 [ A ] Seundárne vinutie: / 7 [ V ] 4 [ A ] Terciárne vinutie : 6 / 45 [ V ] [ A ] apätie naráto : 4, 8 [] - 8 -

25 3. Meranie transformátora v stave naprázdno a naráto Meraním v stave naprázdno meriam napätie, prúd naprázdno a príon naprázdno. Účelom merania vstave naprázdno je určenie strát v železe, prúdu naprázdno a účinnía naprázdno. Výpočtom z údajov merania vstave naprázdno dostanem, prvy priečnej vetvy náhradnej schémy ao účinní naprázdno a pre menovité napätie, vypočítam prvy a prúdy v priečnej vetve [7]. Schéma zapojenia pre meranie trojfázového transformátora naprázdno, zapojeného do hviezdy je na obr. 3.. Seundárna strana transformátora je rozpojená, čiže seundárny prúd je nulový. a primárnu stranu sa pripojí napätie s menovitou frevenciou. ameriam si prúdy vo všetých troch fázach, združené napätie a príon naprázdno dvoma wattmetrami v Aronovom zapojení []. Pri Aronovom zapojení sú výchyly wattmetrov len málo rozdielne a jedna z nich bola záporná. a obr. 3. je zjednodušená náhradná schéma pre stav naprázdno transformátora. Obr. 3. Aronovo zapojenie wattmetrov z merania transformátora vstave naprázdno. Obr. 3. Zjednodušená náhradná schéma transformátora pre stav naprázdno

26 Meraním v stave naráto transformátora, meriam napätie naráto, prúdy a príon naráto. Účelom merania transformátora vstave naráto je zistenie strát naráto, napätia naráto a účinnía naráto. Výpočtom z údajov merania naráto dostanem, prvy pozdĺžnej vetvy náhradnej schémy transformátora a to činné odpory vinutia a rozptylové reatancie []. Schéma zapojenia pre meranie trojfázového transformátora vstave naráto, zapojeného do hviezdy, je na obr Seundárnu stranu transformátora spojím naráto vodičom s dostatočným prierezom, aby sa úbyto na jeho odpore mohol zanedbať. Zmeriam napätie naráto, prúdy vo všetých troch fázach a príon naráto, dvoma wattmetrami v Aronovom zapojení [].. a obr. 3.4 je zjednodušená náhradná schéma pre stav naráto. Obr. 3.3 Aronovo zapojenie wattmetrov z merania transformátora vstave naráto. Obr. 3.4 áhradná schéma transformátora v stave naráto

27 3. Meranie odporov vinutí transformátora Meraním odporov vinutia si sontrolujem, či sú všety fázy rovnaé a tiež či nie je prerušený obvod alebo ontat v prepínači []. Odpor jednotlivých fáz potrebujem vedieť, výpočtu strát vo vinutí a nepriamo výpočtom strát prídavných. Meranie robím pri ustálenom stave stroja a musím poznať sutočnú teplotu vinutia. Používam pomerne presnú a jednoduchú Ohmovu metódu merania. Schéma zapojenia je na obr Voltmeter musím pripojiť priamo na svory meraného odporu po ustálení prúdu. Zdroj použitého jednosmerného prúdu je aumulátorová batéria a do série s meraným vinutím je zapojený regulačný odpor na nastavenie vhodnej hodnoty prúdu. R R Obr. 3.5 Zapojenie pri meraní odporov vinutí. Každé vinutie zmeriam aspoň pri troch rôznych hodnotách prúdu. Stredná hodnota odporov primárneho vinutia R P7 a seundárneho vinutia R S7, torá sa merala pri 7 C je :,875 +,877 +,88 R P7,877 [ ] 3,64 +,64 +,644 R S7,64 [ ] 3 Ω ( 3..) Ω ( 3..) Odpory eletricých strojov sa udávajú pri C a preto ich prepočítam na teplotu C : R P R P 7,877,9 [ ] R S R S 7,64,65 [ ] Pre výpočet strát, prepočítam odpor na predpoladanú prevádzovú teplotu 75 C R P 75 R P,9,3 [ ] R S 75 R S,65,79 [ ] Ω ( 3..) Ω ( 3..) Ω ( 3.3.) Ω ( 3.3.) - 3 -

28 Celový odpor transformátora pri C, je : Celový odpor transformátora pri 75 C, je : R R RP + RS p,9 +,65,77,384 [ ] RP + RS p,3+,79,77,467 [ ] Ω ( 3.4.) Ω ( 3.4.) Tab. 3. Určenie odporov vinutí z merania odporov transformátora. Uvedeným postupom som určil meranie odporov transformátora. Prepočítané a spracované počítačovo odpory jednotlivých vinutí pri teplotách 7 C, C,75 C uvedeného transformátora sú spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "B" a hodnoty sú uvedené v tab Určenie parametrov náhradnej schémy z merania v stave naprázdno Zmerania prúdu naprázdno v aždej fáze, vypočítam strednú hodnotu prúdu naprázdno [] : A + A + A3 +,4 +,95,783 [ ] 3 3 A ( 3.5) Príon naprázdno vypočítam z hodnôt, toré som odčítal z wattmetrov, pričom jeden wattmeter nameral záporný údaj : P P + P 56,5 + ( 39) 7,5 [ W ] ( 3.6) Straty v železe určím, eď od príonu naprázdno odčítam straty v primárnom vinutí : PFe P PJ P 3 R 7,5 3,9,783 7,68 [ ] W ( 3.7)

29 Účinní naprázdno si určím zo známych nameraných a vyššie uvedených určených hodnôt : P 7,5 cosϕ,47 [ ] 3 U 3 38,783 ( 3.8) Prúd naprázdno [A],,5,783,,5, U 4 U [V] Obr. 3.6a Meranie prúdu naprázdno transformátora. [W] P P Príon naprázdno 7,5 5 5 P 3 4 U U [V] Obr. 3.6b Meranie príonu naprázdno transformátora. Straty v železe [W] PFe PFe 5 7,687 5 PFe U U [V] Obr. 3.6c Graficý vynesené straty v železe transformátora

30 [-] cosφ cosφ,8,7,6,5,4,3,,, Účinní naprázdno U,47 U [V] cos Obr. 3.6d Graficý vynesený účinní naprázdno. Pri nominálnom napätí prúd naprázdno : U, vyznačenom v grafoch, výpočtom určím ďalej, percentuálny,783 i,8 [ ] 5 Magnetizačný prúd, tvorí jalovú zložu prúdu naprázdno : µ sinϕ,783,99,764 [ ] Činná zloža prúdu naprázdno, určuje straty v železe : Magnetizačná reatancia pri menovitom napätí je : Fe cosϕ,783,47,6 [ ] 38 Uf 3 Xµ 4,79 [ ] µ,76 Činný odpor, preteaný prúdom Fe, torý reprezentuje straty v železe je : U 3 839,47, f R Fe [ ] Fe ( 3.8) A ( 3.9) A ( 3.) Ω ( 3.) Ω ( 3.) Uvedeným postupom som určil parametre náhradnej schémy z merania vstave naprázdno. a obr. 3.6a, 3.6b, 3.6c, 3.6d sú namerané a vypočítané hodnoty, vynesené do grafov. V grafoch som výrazne vyznačil hodnoty, pri menovitom napätí U. Prepočítané a spracované počítačovo prvy náhradnej schémy z merania v stave naprázdno, uvedeného transformátora

31 sú spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "B". V tab. 3. sú namerané a vypočítane hodnoty z merania v stave naprázdno transformátora, v tab. 3.3 sú výsledné prvy náhradnej schémy transformátora z merania v stave naprázdno. Tab. 3. amerané a vypočítane hodnoty v stave naprázdno transformátora. Tab. 3.3 Prvy náhradnej schémy z merania v stave naprázdno transformátora

32 3.4 Určenie parametrov náhradnej schémy z merania v stave naráto Zmerania prúdov v stave naráto transformátora v aždej fáze, vypočítam strednú hodnotu prúdu naráto [] : A + B + C 5, + 6,6 + 5,6 5,8 [ ] 3 3 Príon naráto vypočítam z hodnôt, toré som odčítal z wattmetrov : P P + P [ ] A ( 3.3) W ( 3.4) Účinní naráto, určím zo známych nameraných a výpočtom určených hodnôt a to nasledovne: dvoma wattmetrami príon naráto, tromi ampérmetrami prúdy naráto a ich stredná hodnota a voltmetrom napätie naráto : P 35 cos,76 3 U 3 6,3 5,8 ϕ [ ] ( 3.5) [V] U 8 U 3,5 apätie naráto 9 4,5 U, 4,5 9, 3,5 8, [A] Obr. 3.7a Graficý vynesené napätie naráto transformátora. [W] P 35 P 8 Príon naráto 4 P 7, 4,5 9, 3,5 8, [A] Obr. 3.7b Graficý vynesený príon naráto transformátora

33 [-], Účinní naráto cosφ,9 cosφ,6,3 cos, 4,5 9, 3,5 8, Obr. 3.7c Graficý vynesený účinní naráto transformátora. Percentuálne napätie naráto, určím z odčítaného menovitého napätia naráto : U 6,3 u 4,8 [ ] U [A] ( 3.6) Percentuálny činný odpor, určím z vypočítaného percentuálneho napätia naráto a ϕ menovitého účinnía naráto cos : r cosϕ 4,8,76 3, [ ] u Percentuálnu rozptylovú reatanciu, určím podobným spôsobom : impedanciu naráto x sinϕ 4,8,78 3,3 [ ] u Z, určím týmto nasledovným spôsobom : Uf U 6,3 Z,69 [ ] 3 3 5,93 ( 3.7) ( 3.8) Ω ( 3.9) Celová hodnota činného odporu, hodnota z merania naráto by mala byť väčšia ao odpor z merania jednosmerným prúdom []. Mal by sa prejaviť vplyv povrchového javu (sin - efetu). A vša vylúčim vplyv oteplenia ta, že predpoladám, že meranie prebehlo dostatočne rýchlo, ta aby sa vinutie prechodom prúdu nezohrialo : R Z cos ϕ,69,76,437 [ ] Celový činný odpor rozdelím na primárne a seundárne vinutie : R,437 R R',9 [ ] Ω ( 3.) Ω ( 3.)

34 Sutočnú hodnota odporu seundárneho vinutia, torú určím nasledovne : R,9 R,73 [ ] p,77 Celovú rozptylovú reatanciu vinutia, určím z impedancie naráto : Xσ sin ϕ,69,78,439 [ ] Z Túto hodnotu tiež rozdelím na primárnu a seundárnu stranu : Xσ,439 X σ Xσ, [ ] Sutočná rozptylová reatancia seundárneho vinutia, bude potom : X, Xσ,73 [ ] p, Ω ( 3.) Ω ( 3.3) Ω ( 3.4) Ω ( 3.5) Menovite straty naráto sú väčšie o straty dodatočné vo vinutí a v železnej onštrucii : P 3 R75 3,467 5,93 33,96 [ ] Menovité straty vo vinutiach transformátora : P 3 R 3,384 5,93 65,773 [ ] j Dodatočné straty spôsobené vo vinutí a železnej onštrucii, potom určím : Trvalý sratový prúd menovitom napätí : alebo : P ad P Pj 33,96 65,773 57,34 [ ] W ( 3.6) W ( 3.7) W ( 3.8) t (ustálená hodnota), torý bude preteať primárnym vinutím, pri 5,93 * * 354,3 4,8 t [ ] u U Z ,3,69 f t [ ] A ( 3.9.) A ( 3.9.) Uvedeným postupom som určil parametre náhradnej schémy, z merania v stave naráto. a obr. 3.7a, 3.7b, 3.7c sú namerané a vypočítané hodnoty, vynesené do grafov. V grafoch som výrazne vyznačil hodnoty pri menovitom prúde. Prepočítané a spracované počítačovo prvy náhradnej schémy z merania v stave naráto, uvedeného transformátora sú

35 spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "B". V tab. 3.4 sú namerané a vypočítane hodnoty z merania v stave naráto, v tab. 3.5 sú určené výsledné prvy náhradnej schémy z merania v stave naráto transformátora. Tab. 3.4 amerané a vypočítané hodnoty z merania v stave naráto transformátora. Tab. 3.5 Prvy náhradnej schémy z merania naráto

36 4. Katalógové údaje transformátora vytvorené z druhej a tretej apitoly Katalógové údaje budem určovať z druhej a tretej apitoly v torých sú už známe údaje vopred výpočtom a meraním určené. Straty naprázdno P P Fe a straty v primárnom vinutí P j, toré tvoria straty v železe, prechodom prúdu naprázdno [7]. Straty v primárnom vinutí P j sú veľmi malé voči stratám v železe PFe a obvyle sa zanedbávajú. Straty naprázdno sa považujú za straty v železe a v atalógoch pre trojfázové transformátory sa udávajú pre všety tri fázy, ao jeden údaj : P P Fe + P 7,687 +,8 7,5 [ ] j W ( 4.) Činný príon, torý sa nameria v stave naráto sa celý premení na teplo, čiže tvorí straty transformátora. Straty v transformátore môžu vzniať v železe (magneticom obvode), vo vinutí (Jouleove straty) a straty dodatočné. Keďže v stave naráto transformátora sa meria pri zníženom napätí, straty v železe sú zanedbateľné. Príon v stave naráto (celý údaj wattmetrov), môžem považovať za straty naráto strát dodatočných : P P P + P [ ], toré tvorí súčet strát Jouleových a W ( 4.) Pomerom sutočného prúdu naprázdno a menovitého prúdu, dostávam pomerný prúd naprázdno a a ho vynásobím číslom, dostanem percentuálnu hodnotu prúdu naprázdno. Percentuálna hodnota prúdu naprázdno bude stále taá istá, bez ohľadu na to, na torom vinutí prúd naprázdno zisťujem. Prúd naprázdno sa vzťahuje svojmu menovitému prúdu :,783 i,8 [ ] 5,93 ( 4.3) Podobne určím aj percentuálne napätie naráto u a to zo sutočného napätia naráto, pri torom tečú vinutiami menovité prúdy : U 6,3 u 4,8 [ ] U 38 ( 4.4) - 4 -

37 Prevod je číslo udávajúce, v aom pomere sa transformujú napätia, prípadne prúdy transformátora []. Prevod sa určí pri meraní napätia na primárnej a seundárnej strane v stave naprázdno a to ešte pred meraním naprázdno, pretože sa použije ten istý napájací zdroj a prístroje zapojené, ao pri meraní naprázdno : 38,77 p [ ] U U ( 4.5) Pri trojfázovom transformátore sa zdanlivý výon transformátora uvádza trojfázovo. Pri určovaní záleží na tom či počítam so združenými alebo fázovými hodnotami : S U ,93 [ ] 3 VA ( 4.6) Tab. 4. Určené atalógové údaje transformátora. Týmto uvedeným postupom som pripravil atalógové údaje z druhej a tretej apitoly. Prepočítané a spracované počítačovo atalógové údaje uvedeného transformátora sú spracované v programe " Microsoft Excel" [4][5], toré sú na háru "C". V tab. 4. sú určené atalógové údaje transformátora

38 5. Záver V prvej apitole som určil prvy náhradnej schémy, pozdĺžnej a priečnej vetvy výpočtom, pri torom som vychádzal s atalógových a štítových údajov. Výpočty som spracoval štyroch záladných zapojeniach. Uvedené výpočty som spracoval aj v programe "Microsoft Excel", torý slúži jedna u ontrole správnosti výpočtov alebo po zadaní požadovaných vstupných atalógových údajov, vypočíta požadované výstupné prvy náhradnej schémy transformátora. Postupným určovaním pri jednotlivých výpočtoch som zistil, že jednotlivé parametre sa medzi sebou líšia, čo zapríčiňuje najmä odlišnosť prevodu, pri jednotlivých zapojeniach ale pri pomerných (percentuálnych) veličinách sa všety zhodujú. Ďalších podapitolách prvej apitoly som pracoval naďalej, mnou určenými parametrami náhradnej schémy, torými som určil účinnosť transformátora a úbyty napätia od záťaže pri rôznych účinníoch, toré sú tiež spracované v programe a sú aj graficý znázornené, postupne podľa zadania. V druhej apitole som z týchto parametrov náhradnej schémy, určil výpočtom napätia naráto a straty transformátora, toré som tiež zapracoval v programe. V tretej apitole som pracoval s nameranými hodnotami laboratórneho transformátora, toré sa merali v druhom ročníu na laboratórnych cvičeniach. Z nameraných hodnôt transformátora som postupným výpočtom určoval prvy náhradnej schémy. Tento postup som spracoval uvedeným programom, de som graficý vyniesol jednotlivé závislosti z nameraných a prepočítaných údajov, toré boli potrebné pre ďalšie určovanie prvov náhradnej schémy. Zistil som z uvedených výpočtov nasledovný rozdiel, že odpory namerané jednosmerným prúdom boli menšie ao odpory prechodom striedavého prúdu, toré boli väčšie. Potvrdilo sa, že prechodom striedavého prúdu, je tento prúd vytláčaný na povrch vodiča a atívna plocha sa zmenšuje, na rozdiel od jednosmerného prúdu, de je využitá celá plocha prierezu vodiča. V poslednej štvrtej apitole som spracoval z predošlej, druhej a tretej apitoly, údaje do podoby atalógových údajov. Katalógové údaje sú uvedené v prehľadnej tabuľe, torú som spracoval vyššie uvedeným programom. V jednotlivých apitolách v tejto textovej časti záverečnej práce sú uvádzane číselné výpočty, spomínaných zapojení, toré majú slúžiť u ontrole správnosti postupu. Druhú časť tvorí už tiež spomínaný program, torý je delený na troch listoch "A,B,C" a tvorený postupne s apitolami. Podľa potreby som tvoril aj graficú časť, torá je neoddeliteľnou časťou programu

39 Čestné prehlásenie Prehlasujem, že som zadanú baalársu prácu vypracoval samostatne, pod odborným vedením vedúceho baalársej práce prof. ng. Valéria Hrabovcová, PhD. a používal som len literatúru uvedenú v práci. V Žiline, dňa podpis

40 6. Zoznam použitej literatúry [] V. Hrabovcová, P. Rafajdus, M. Frano, P. Hudá. Meranie a modelovanie eletricých strojov. ŽU v Žiline : EDS, 4. s. 9-45, SB [] V. Hrabovcová, P. Rafajdus, L. Janouše. Eletricé stroje v teórii a príladoch. ŽU v Žiline: EDS, 998. s. 9-56, SB [3] R. Mravec. Eletricé stroje a prístroje. Bratislava :ALFA,978. s. -87, 547/977-A/. [4] J. Pecinovsý. Excel Podrobný pruvodce začínajícího uživatele. Praha 7: GRADA,. s. 9-5, SB [5] J. Pecinovsý. Excel Podrobný pruvodce poročilého uživatele. Praha 7: GRADA,. s.8-8, SB [6] BEZ TRASFORMÁTORY, Member of international BEZ Group apríl 8. [7] Prvá apitola - opr.pdf, Eletricé stroje v teórii a príladoch. máj 8 -bc/trafo-prilady [8] Dušan Katuščá, Ao písať záverečné a valifiačné práce. itra: EGMA, 4. s.7-6, SB