UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č. 11. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Transcript

1 Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, Zvolen Kód ITMS projektu: Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy UČEBNÉ TEXTY Pracovný zošit č. 11 Vzdelávacia oblasť: Predmet: Ročník, triedy: Tematický celok: Vypracoval: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania Tretí, triedy III B, III C Základné merania Ing. Alžbeta Kršňáková Dátum: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

2 Obsah 1. TEÓRIA: TRANSFORMÁTOR, MERANIA NA TRANSFORMÁTORE LABORATÓRNE CVIČENIE č.11: MERANIA NA TRANSFORMÁTORE. VERZIA UČITEĽ LABORATÓRNE CVIČENIE č.11: MERANIA NA TRANSFORMÁTORE. VERZIA ŽIAK POUŽITÉ ZDROJE Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 1 z 28

3 MERANIA NA TRANSFORMÁTORE 1. TEÓRIA: TRANSFORMÁTOR, MERANIA NA TRANSFORMÁTORE Rôzne druhy transformátorov Transformátor (slangovo nazývaný aj trafo) je netočivý elektrický stroj umožňujúci prenos elektrickej energie z jedného elektrického obvodu do druhého pomocou elektromagnetickej indukcie. Striedavý prúd v prvom obvode (primárnom vinutí) vytvára premenlivé magnetické pole, ktoré následne indukuje striedavé napätie v druhom obvode (sekundárnom vinutí), ktorým začne tiecť prúd. Transformátor je možné použiť na zmenu veľkosti striedavého elektrického napätia bez zmeny frekvencie. Pri zmene veľkosti striedavého napätia nadol hovoríme o znižovacom transformátore a pri zmene napätia nahor ide o zvyšovací transformátor. Okrem tejto funkcie zabezpečuje transformátor aj galvanické oddelenie dvoch elektrických obvodov, čo sa využíva pri konštrukcii elektronických obvodov, alebo pre bezpečnosť pred zásahom elektrickým prúdom. Charakteristickým parametrom transformátora je jeho prevodový pomer (prevod). Je to pomer medzi vstupným napätím a výstupným napätím. Úplný vzťah pre prevodový pomer transformátora je kde index 1 predstavuje parametre na vstupnej (primárnej) strane transformátora, a index 2 na výstupnej (sekundárnej) strane transformátora. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 2 z 28

4 Popis transformátora Konštrukcia transformátora Každý transformátor sa skladá z nasledovných častí: 1. elektrický obvod 2. magnetický obvod 3. príslušenstvo 1. Elektrický obvod je tvorený dvomi cievkami. Prvá cievka je vstupná primárna pripojená na zdroj napätia. Druhá cievka je výstupná sekundárna indukuje sa v nej napätie. 2. Magnetický obvod je zložený z transformátorových plechov kvôli striedavej magnetizácii. Hrúbka použitých transformátorových plechov je 0,35mm alebo 0,5 mm a majú rôzne tvary ( E, I, U, T, L, C). Tieto plechy sa skladajú v prípravkoch preplátovaním a na záver sa stiahnu nitmi alebo sťahovacou konštrukciou.. 3. K príslušenstvu transformátora patrí: - sťahovacia konštrukcia - transformátorová nádoba - veko nádoby - podvozok Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 3 z 28

5 - bucholcovo relé - dilatačná nádoba - izolátory - svorkovnic, - olejoznak - teplomer... Rozdelenie transformátorov: Podľa počtu fáz: jednofázové trojfázové viacfázové Podľa chladiaceho média: vzduchové olejov epoxidové špeciálne Podľa tvaru magnetického obvodu: jadrového typu - majú primárne a sekundárne vinutie na rôznych stĺpoch jadra plášťového typu - majú obe vinutia na jedinom strednom stĺpe jadra toroidné jadro je kruhové, vinutie je navinuté po celom obvode jadra Podľa použitia: laboratórne meracie oddeľovacie signálové vysokofrekvenčné zváracie spúšťacie trakčné pecové rozmrazovacie... Na transformátoroch sa vykonávajú nasledovné merania: merania izolačného stavu merania odporov vinutí merania polarity svoriek vinutí merania prevodového pomeru merania v stave naprázdno merania v chode nakrátko merania pri zaťažení. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 4 z 28

6 Merania izolačného stavu transformátora Pred začatím práce na každom elektrickom zariadení je kvôli bezpečnosti pri práci potrebné vykonať meranie izolačného stavu zariadenia. Je to v podstate meranie izolačného odporu elektrického zariadenia, ktoré sa meria medzi živými časťami a kostrou a živými časťami navzájom. Izolačný stav transformátora sa môže kontrolovať: - megmetom, - elektronickým prístrojom PU 310, - tranzistorovou skúšačkou Z01. Meranie izolačného odporu transformátora tranzistorovou skúšačkou Z01 Izolačný odpor na transformátore sa meria medzi vinutiami a kostrou a vinutiami navzájom. Namerané hodnoty izolačných odporov sa porovnajú s vypočítanou hodnotou a keď je splnená podmienka R IZV > 3.U 1N [MΩ, kv], potom transformátor z bezpečnostného hľadiska vyhovuje technickej norme. Merania odporov vinutí transformátora Na merania odporov vinutí transformátora sa používa volt ampérová metóda merania malých odporov. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 5 z 28

7 Meranie prevodu transformátora Medzi parametre charakterizujúce transformátor patrí prevodový pomer transformátora (prevod), ktorý sa najčastejšie vypočíta z pomeru menovitého vstupného a výstupného napätia uvedeného na štítku transformátora. Úplný vzťah pre výpočet prevodového pomeru transformátora je: kde U 1 - menovité napätie na vstupnej (primárnej) strane transformátora, U 2 - menovité napätie na výstupnej (sekundárnej) strane transformátora, I 1 - efektívna hodnota prúdu tečúca primárnym vinutím transformátora, I 2 efektívna hodnota prúdu tečúca sekundárnym vinutím transformátora, N 1 - počet závitov primárnej cievky transformátora, N 2 - počet závitov sekundárnej cievky transformátora. Keď je prevod p > 1 transformátor je znižovací (mení napätie na výstupe nadol), p < 1 transformátor je zvyšovací (mení napätie na výstupe nahor). Meranie transformátora v stave naprázdno Skutočný transformátor je v stave naprázdno vtedy, keď na svorkách výstupného vinutia nie je pripojená žiadna záťaž (svorky sú rozpojené), sekundárnym vinutím netečie prúd. I 2 = 0 Primárnym vinutím tečie prúd naprázdno, ktorý je daný vektorovým súčtom stratového prúdu I Fe (na krytie hysteréznych strát a strát vírivými prúdmi) a magnetizačného prúdu I μ (potrebného na pretlačenie magnetického toku magnetickým jadrom). I 0 = I Fe + I μ Pri meraní transformátora naprázdno regulujeme v primárnom obvode napätie v rozmedzí od 0,2U 1N do 1,2U 1N. Pri transformátoroch väčších výkonov pripájame pri meraní v stave naprázdno na regulovateľný zdroj stranu nižšieho napätia a strana vyššieho napätia je rozpojená. Veľkosť prúdu naprázdno je v rozpätí 0,04 0,2 násobku I N. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 6 z 28

8 Výstupom merania transformátora naprázdno je zistiť závislosti I 0 = f(u 0 ), cosφ 0 =f(u 0 ), P 0 = f(u 0 ). Meranie transformátora v chode nakrátko O transformátore nakrátko hovoríme vtedy, keď svorky sekundárneho vinutia sú vodivo prepojené bezodporovou spojkou. Vstupným vinutím pri menovitom napätí preteká skratový prúd, ktorého hodnota je približne 20 násobok menovitého primárneho prúdu. Preto pri meraní transformátora v chode nakrátko v primárnom obvode neregulujeme veľkosť napätia, ale veľkosť prúdu v rozmedzí od 0,2I 1N do 1,2I 1N. Pri transformátoroch väčších výkonov pri meraní v chode nakrátko vinutie na strane nižšieho napätia je skratované dobre vodivou spojkou a strana vyššieho napätia je napájaná zníženým napätím tak, aby prúd dosiahol maximálnu hodnotu 1,2.I N. Výstupom merania transformátora v chode nakrátko je zistiť závislosti U k = f(i k ), cosφ k =f(i k ), P k = f(i k ). Meranie transformátora pri zaťažení Transformátor je zaťažený vtedy, keď na jeho výstupnú stranu pripojíme záťaž (spotrebič). Toto meranie slúži na určenie účinnosti transformátora. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 7 z 28

9 2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.11: MERANIA NA TRANSFORMÁTORE. VERZIA UČITEĽ ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s predloženým transformátorom, jeho štítkovými údajmi a konštrukciou. Na predloženom transformátore vykonajte nasledovné merania. 1. Merania izolačného stavu transformátora 2. Merania odporov vinutí transformátora 3. Meranie prevodového pomeru transformátora 4. Meranie transformátora v stave naprázdno 5. Meranie transformátora v chode nakrátko Štítkové údaje transformátora: ÚLOHA č.1: Merania izolačného stavu transformátora ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s tranzistorovou skúšačkou Z01 a s jej použitím. Na predloženom jednofázovom transformátore vykonajte meranie izolačného stavu. Podľa empirického vzťahu vypočítajte veľkosť izolačného odporu, ktorého veľkosť porovnajte s nameranými hodnotami. V zhodnotení merania uveďte či meraný transformátor vyhovuje technickej norme pre ďalšie bezpečné použitie. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - 220V, 50 Hz jednofázový transformátor - tranzistorová skúšačka Z01 SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - sieťový prívod skúšačky Z01 pripojte na sieťové napätie 220 V, 50 Hz, Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 8 z 28

10 - jednofázový transformátor uložte vedľa skúšačky Z01, - začiatok a koniec primárneho vinutia zapojte do zásuvky označenej skúšaný predmet, - kontaktný hrot pripojte vodivo na vodivú časť kostry transformátora, - vykonajte vlastné meranie zatlačením tlačidla označeného MΩ, - po dobe 15 sekúnd odčítajte na stupnici MΩ hodnotu izolačného odporu medzi primárnym vinutím transformátora a kostrou, - nameranú hodnotu zapíšte do tabuľky, - v zásuvke pre skúšaný predmet vymeňte primárne vinutie za sekundárne, - kontaktný hrot pripojte vodivo na kostru transformátora a vykonajte vlastné meranie zatlačením tlačidla označeného MΩ, - nameranú hodnotu zapíšete do tabuľky, - sekundárne vinutie ponechajte zapojené v zásuvke pre skúšaný predmet a kontaktný hrot priložte k primárnemu vinutiu, - zatlačte tlačidlo MΩ a po dobe 15 sekúnd odčítajte nameranú hodnotu a zapíšete do tabuľky, - porovnajte namerané hodnoty izolačných odporov s vypočítanou hodnotou. TABUĽKA NAMERANÝCH HODNȎ T: Meranie medzi Primárnym vinutím a kostrou transformátora Sekundárnym vinutím a kostrou transformátora Primárnym vinutím a sekundárnym vinutím R IZM [MΩ] VÝPOČET: R IZV = 3 U 1N [MΩ ; kv] Z bezpečnostného hľadiska pre ďalšie použitie transformátora musí platiť: R IZM > R IZV R IZM izolačný odpor získaný meraním R IZV izolačný odpor získaný výpočtom U 1N menovité primárne napätie transformátora v kilovoltoch ZHODNOTENIE MERANIA: Porovnajte namerané hodnoty izolačných odporov s vypočítanou hodnotou. Uveďte, či meraný transformátor vyhovuje po izolačnej stránke pre ďalšie bezpečné použitie. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 9 z 28

11 ÚLOHA č.2: Merania odporov vinutí transformátora ZADANIE ÚLOHY: Na predloženom transformátore vykonajte merania odporov primárneho a sekundárneho vinutia volt ampérovou metódou merania. Aby sa vylúčili chyby pri meraní, urobte na každom vinutí minimálne tri merania a za skutočný odpor vinutia považujte aritmetickú strednú hodnotu z nameraných hodnôt. Hodnoty prúdu regulujte v rozpätí 0,1 až 0,3 násobku menovitého prúdu. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - ampérmeter - voltmeter - transformátor - SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - zapojte obvod na meranie malých odporov volt ampérovou metódou (viď. schéma zapojenia), - do obvodu zapojte svorky primárneho vinutia, - po kontrole zapojeného obvodu pripojte zdroj napätia, - pomocou potenciometra nastavte hodnotu napätia v obvode tak, aby ste dodržali rozmedzie prúdu 0,1 až 0,3 násobok I 1N, - vykonajte na primárnom vinutí merania pri troch rozdielných hodnotách napätia, - namerané hodnoty prúdov a napätí zapíšte do tabuľky, - následne urobte zmenu v zapojení svoriek vinutia pripojte do obvodu sekundárne vinutie, - na sekundárnom vinutí urobte merania pri troch rozdielných hodnotách napätia s dodržaním prúdového rozmedzia, - namerané hodnoty zapíšte do tabuľky, - podľa vzorcov vypočítajte veľkosť odporov primárneho a sekundárneho vinutia. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 10 z 28

12 TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. α I k I I [A] α U k U U [V] R [Ω] R STR [Ω] Poznámka 1 x 2 3 x 4 x 5 6 x Primárne vinutie Sekundárne vinutie VÝPOČET: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 11 z 28

13 ZHODNOTENIE MERANIA: Uveďte vypočítané hodnoty odporov primárneho a sekundárneho vinutia. Odôvodnite potrebu vykonania väčšieho počtu meraní na určenie odporu vinutia. ÚLOHA č.3: Meranie prevodu transformátora ZADANIE ÚLOHY: Na predloženom transformátore vykonajte meranie napäťového prevodového pomeru. V zhodnotení merania uveďte prevod meraného transformátora a napíšte o aký transformátor ide. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - voltmeter 1 - voltmeter 2 - transformátor SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - zapojte obvod na meranie napäťového prevodu transformátora, - pomocou potenciometra nastavte na prvom voltmetri napätia v rozmedzí 0,6 až 0,8 násobku menovitého napätia, - namerané hodnoty napätí zapíšte do tabuľky, - z nameraných hodnôt napätí na primárnej a sekundárnej strane transformátora vypočítajte prevod transformátora, - v zhodnotení merania uveďte veľkosť vypočítaného prevodu na základe ktorého určte o aký druh transformátora ide z hľadiska zmeny veľkosti napätia. NAMERANÉ A VYPOČÍTANÉ HODNOTY: U 1 = α 1. k 1 = U 2 = α 2. k 2 = Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 12 z 28

14 ZHODNOTENIE MERANIA: Uveďte veľkosť prevodu meraného transformátora. Podľa veľkosti prevodového pomeru určte o aký transformátor ide. ÚLOHA č.4: Meranie transformátora v stave naprázdno ZADANIE ÚLOHY: Na meranom transformátore vykonajte meranie v stave naprázdno v rozmedzí 0,2 až 1,2 násobku menovitého primárneho napätia. Z nameraných a vypočítaných hodnôt nakreslite grafické závislosti I 0 = f(u 0 ), P 0 = f(u 0 ) a cosφ 0 =f(u 0 ). V zhodnotení merania uveďte veľkosť prúdu naprázdno (I 0N ), výkonu naprázdno (P 0N ) a účinníka naprázdno (cosφ 0N ) pri menovitom primárnom napätí transformátora. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - ampérmeter - wattmeter - voltmeter - transformátor - SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - zapojte obvod podľa predloženej schémy zapojenia, - svorky sekundárneho vinutia zabezpečte pred spojením do skratu, - pomocou potenciometra zvyšujte napätie na vstupnej strane transformátora po 10 voltoch v rozmedzí od 40V do 130V, - namerané hodnoty zapisujte do tabuľky, - vypočítajte veľkosti prúdov naprázdno, výkonov naprázdno a účinníkov naprázdno v závislosti od regulovaného napätia naprázdno, - nakreslite grafické závislosti zo zadania úlohy, - z grafických závislostí určte prúd naprázdno, výkon naprázdno a účinník naprázdno pri menovitej hodnote primárneho napätia. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 13 z 28

15 TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. αi ki I0 [A] αu ku U0 [V] αw kw P0 [W] S0 [VA] Z0 [Ω] cosϕ VÝPOČET: S0 = U0. I0 GRAFICKÁ ZÁVISLOSŤ: Na milimetrový papier nakreslite grafické závislosti I0 = f(u0), P0 = f(u0) a cosφ0 =f(u0). Na os x vynášajte premennú veličinu U0 a na os y I0, P0 a cosφ0. Po vykreslení závislosti pre menovitú hodnotu primárneho napätia z jednotlivých grafov odčítajte veľkosti I0N, P0N a cosφ0n. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 14 z 28

16 ZHODNOTENIE MERANIA: Z grafickej závislosti I 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť prúdu naprázdno (I 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. Z grafickej závislosti P 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť výkonu naprázdno (P 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. Z grafickej závislosti cosφ 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť účinníka naprázdno (cosφ 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. ÚLOHA č.5: Meranie transformátora v chode nakrátko ZADANIE ÚLOHY: Na meranom transformátore vykonajte meranie v chode nakrátko pri zníženom vstupnom napätí tak, aby prúd v obvode bol v rozmedzí 0,2 až 1,2- násobku menovitého prúdu. Z nameraných a vypočítaných hodnôt nakreslite grafické závislosti U k = f(i k ), P k = f(i k ) a cosφ k =f(i k ). V zhodnotení merania uveďte veľkosť napätia nakrátko (U kn ), výkonu nakrátko (P kn ) a účinníka nakrátko (cosφ kn ) pri menovitom primárnom prúde transformátora. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - ampérmeter - wattmeter - voltmeter - transformátor - bezodporová spojka - SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: - zapojte obvod podľa predloženej schémy zapojenia, - svorky sekundárneho vinutia zabezpečte pred spojením do skratu, Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 15 z 28

17 - pomocou potenciometra zvyšujte napätie na vstupnej strane transformátora po 10 voltoch v rozmedzí od 40V do 130V, namerané hodnoty zapisujte do tabuľky, vypočítajte veľkosti prúdov naprázdno, výkonov naprázdno a účinníkov naprázdno v závislosti od regulovaného napätia naprázdno, nakreslite grafické závislosti zo zadania úlohy, z grafických závislostí určte prúd naprázdno, výkon naprázdno a účinník naprázdno pri menovitej hodnote primárneho napätia. TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. αi ki IK [A] αu ku UK [V] αw kw PK [W] SK [VA] ZK [Ω] cosϕk VÝPOČET: GRAFICKÁ ZÁVISLOSŤ: Na milimetrový papier nakreslite grafické závislosti Uk = f(ik), Pk = f(ik) a cosφk =f(ik). Na os x vynášajte premennú veličinu IK a na os y UK, PK a cosφk. Po vykreslení závislosti pre menovitú hodnotu primárneho prúdu z jednotlivých grafov odčítajte veľkosti UKN, PKN a cosφkn. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 16 z 28

18 ZHODNOTENIE MERANIA: Z grafickej závislosti U K = f(i K ), odčítajte veľkosť napätia nakrátko (U KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Z grafickej závislosti P K = f(i K ), odčítajte veľkosť výkonu nakrátko (P KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Z grafickej závislosti cosφ K = f(i K ), odčítajte veľkosť účinníka nakrátko (cosφ KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 17 z 28

19 3. LABORATÓRNE CVIČENIE č.11: MERANIA NA TRANSFORMÁTORE. VERZIA ŽIAK ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s predloženým transformátorom, jeho štítkovými údajmi a konštrukciou. Na predloženom transformátore vykonajte nasledovné merania. 1. Merania izolačného stavu transformátora. 2. Merania odporov vinutí transformátora. 3. Meranie prevodového pomeru transformátora. 4. Meranie transformátora v stave naprázdno. 5. Meranie transformátora v chode nakrátko. Štítkové údaje transformátora: ÚLOHA č.1: Merania izolačného stavu transformátora ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s tranzistorovou skúšačkou Z01 a s jej použitím. Na predloženom jednofázovom transformátore vykonajte meranie izolačného stavu. Podľa empirického vzťahu vypočítajte veľkosť izolačného odporu, ktorého veľkosť porovnajte s nameranými hodnotami. V zhodnotení merania uveďte, či meraný transformátor vyhovuje technickej norme pre ďalšie bezpečné použitie. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - 220V, 50 Hz jednofázový transformátor - tranzistorová skúšačka Z01 SCHÉMA ZAPOJENIA: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 18 z 28

20 POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní TABUĽKA NAMERANÝCH HODNȎ T: Meranie medzi RIZM [MΩ] Primárnym vinutím a kostrou transformátora Sekundárnym vinutím a kostrou transformátora Primárnym vinutím a sekundárnym vinutím VÝPOČET: RIZV = 3 U1N = [MΩ ; kv] Z bezpečnostného hľadiska pre ďalšie použitie transformátora musí platiť: RIZM > RIZV RIZM izolačný odpor získaný meraním RIZV izolačný odpor získaný výpočtom U1N menovité primárne napätie transformátora v kilovoltoch ZHODNOTENIE MERANIA: Porovnajte namerané hodnoty izolačných odporov s vypočítanou hodnotou. Uveďte, či meraný transformátor vyhovuje po izolačnej stránke pre ďalšie bezpečné použitie. ÚLOHA č.2: Merania odporov vinutí transformátora Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 19 z 28

21 ZADANIE ÚLOHY: Na predloženom transformátore vykonajte merania odporov primárneho a sekundárneho vinutia volt ampérovou metódou merania. Aby sa vylúčili chyby pri meraní, urobte na každom vinutí minimálne tri merania a za skutočný odpor vinutia považujte aritmetickú strednú hodnotu z nameraných hodnôt. Hodnoty prúdu regulujte v rozpätí 0,1 až 0,3- násobku menovitého prúdu. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - ampérmeter - voltmeter - transformátor - SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. α I k I I [A] α U k U U [V] R [Ω] R STR [Ω] Poznámka 1 x 2 3 x 4 x 5 6 x Primárne vinutie Sekundárne vinutie VÝPOČET: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 20 z 28

22 ZHODNOTENIE MERANIA: Uveďte vypočítané hodnoty odporov primárneho a sekundárneho vinutia. Odôvodnite potrebu vykonania väčšieho počtu meraní na určenie odporu vinutia. ÚLOHA č.3: Meranie prevodu transformátora Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 21 z 28

23 ZADANIE ÚLOHY: Na predloženom transformátore vykonajte meranie napäťového prevodového pomeru. V zhodnotení merania uveďte prevod meraného transformátora a napíšte o aký transformátor ide. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - potenciometer - voltmeter 1 - voltmeter 2 - transformátor SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní NAMERANÉ A VYPOČÍTANÉ HODNOTY: U 1 = α 1. k 1 = U 2 = α 2. k 2 = ZHODNOTENIE MERANIA: Uveďte veľkosť prevodu meraného transformátora. Podľa veľkosti prevodového pomeru určte o aký transformátor ide. ÚLOHA č.4: Meranie transformátora v stave naprázdno ZADANIE ÚLOHY: Na meranom transformátore vykonajte meranie v stave naprázdno v rozmedzí 0,2 až 1,2- násobku menovitého primárneho napätia. Z nameraných a vypočítaných hodnôt nakreslite grafické závislosti I 0 = f(u 0 ), P 0 = f(u 0 ) a cosφ 0 =f(u 0 ). V zhodnotení merania uveďte veľkosť prúdu naprázdno (I 0N ), výkonu naprázdno (P 0N ) a účinníka naprázdno (cosφ 0N ) pri menovitom primárnom napätí transformátora. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 22 z 28

24 SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia potenciometer ampérmeter wattmeter voltmeter transformátor - SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. αi ki I0 [A] αu ku U0 [V] αw kw P0 [W] S0 [VA] Z0 [Ω] cosϕ VÝPOČET: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 23 z 28

25 S 0 = U 0. I 0 GRAFICKÉ ZÁVISLOSTI: Na milimetrový papier nakreslite grafické závislosti I 0 = f(u 0 ), P 0 = f(u 0 ) a cosφ 0 =f(u 0 ). Na os x vynášajte premennú veličinu U 0 a na os y I 0, P 0 a cosφ 0. Po vykreslení závislosti pre menovitú hodnotu primárneho napätia z jednotlivých grafov odčítajte veľkosti I 0N, P 0N a cosφ 0N. ZHODNOTENIE MERANIA: Z grafickej závislosti I 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť prúdu naprázdno (I 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. Z grafickej závislosti P 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť výkonu naprázdno (P 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. Z grafickej závislosti cosφ 0 = f(u 0 ) odčítajte veľkosť účinníka naprázdno (cosφ 0N ) pri menovitej hodnote primárneho napätia. ÚLOHA č.5: Meranie transformátora v chode nakrátko ZADANIE ÚLOHY: Na meranom transformátore vykonajte meranie v chode nakrátko pri zníženom vstupnom napätí tak, aby prúd v obvode bol v rozmedzí 0,2 až 1,2- násobku menovitého prúdu. Z nameraných a vypočítaných hodnôt nakreslite grafické závislosti U k = f(i k ), P k = f(i k ) a cosφ k =f(i k ). V zhodnotení merania uveďte veľkosť napätia nakrátko (U kn ), výkonu nakrátko (P kn ) a účinníka nakrátko (cosφ kn ) pri menovitom primárnom prúde transformátora. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 24 z 28

26 SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia potenciometer ampérmeter wattmeter voltmeter transformátor bezodporová spojka SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. αi ki IK [A] αu ku UK [V] αw kw PK [W] SK [VA] ZK [Ω] cosϕk VÝPOČET: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 25 z 28

27 GRAFICKÉ ZÁVISLOSTI: Na milimetrový papier nakreslite grafické závislosti U k = f(i k ), P k = f(i k ) a cosφ k =f(i k ). Na os x vynášajte premennú veličinu I K a na os y U K, P K a cosφ K. Po vykreslení závislosti pre menovitú hodnotu primárneho prúdu z jednotlivých grafov odčítajte veľkosti U KN, P KN a cosφ KN. ZHODNOTENIE MERANIA: Z grafickej závislostí U K = f(i K ) odčítajte veľkosť napätia nakrátko (U KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Z grafickej závislostí P K = f(i K ) odčítajte veľkosť výkonu nakrátko (P KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Z grafickej závislostí cosφ K = f(i K ) odčítajte veľkosť účinníka nakrátko (cosφ KN ) pri menovitej hodnote primárneho prúdu. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 26 z 28

28 4. POUŽITÉ ZDROJE 1. Elektrotechnická měření; BEN technická literatúra; Praha Antošovský, V.: Elektrické merania I. Alfa press, s.r.o., Bratislava Mravec, R.: Elektrické stroje a prístroje I. Alfa vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, Bratislava Tuma M., Hajach T., Šteliarová E.: Základy elektrotechniky II Alfa press, s.r.o.; Bratislava Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 27 z 28