Labo. Elektriciteit OPGAVE: Karakteristieken van driefasetransformatoren. Sub Totaal :.../90 Totaal :.../20

Transcriptie

1 Labo Elektriciteit OGAVE: Datum van opgave: / /... Datum van afgifte: Karakteristieken van driefasetransformatoren / /... Verslag nr. : 02 Leerling: Assistenten: Klas: 3.2 EIT KTA Ieper Attitude & evaluatie:.../10 Theorie :.../10 Meetopstelling : /20.../10 Berekeningen :.../60.../10 Meetresultaten :.../73.../10 Grafieken :.../10 Oefeningen :.../30.../10 Besluiten :.../20 ub Totaal :.../90 Totaal :.../20 Remediëring:

2 Theorie 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 2.1 Theorie 2.1 Doel van de oefening - de spanningen, stromen en het vermogen bij nullast meten; - de uitwendige karakteristiek bij ohmse belasting opnemen; - de kortsluitproef en nullastproef voor een driefasentransformator uitvoeren; - het rendement van een driefasentransformator bepalen met de rechtstreekse en onrechtstreekse methode. 2.2 chakeling Theorie: In een driefasentransformator ontstaan bij belasting volgende verliezen: ijzerverliezen: te bepalen met de nullastproef hf = W1 +p W2 bij nullast jouleverliezen: te bepalen met de kortsluitproef CU = W1 + W2 bij kortsluiting Het rendement van een driefasentransformator kan op twee manieren bepaald worden: rechtstreekse methode η = = W3 W1 + + W4 W2 onrechtstreekse methode η = + hf + CU fig. 2.1 opstellingsschema 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 2

3 Theorie 2.2 Meetopstelling Rechtstreekse methode Meettoestellen: Voltmeter digitaal 2 A-meters analoog 2 Wattmeters Wattavi Belasting Cetel 3fasig Transfo Cetel (noteer gegevens van het klemmenplaatje) fig. 2.1 opstellingsschema 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 3

4 Theorie Kortsluitproef Meettoestellen: 3-fasige regelbare transfo (reother) Voltmeter: digitaal 2 A-meters in primaire: analoog (amar) 2 Wattmeters: Wattavi A-meter in secundaire: stroomtang Transfo Cetel Let op: Daar de regelbare 3 fasige transfo slechts 10A kan leveren moet de kortsluitstroom in de secundaire beperkt worden tot 10A en men mag slechts kortstondig meten. 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 4

5 Metingen en berekeningen 2.3 Meetresultaten + berekeningen Rechtstreekse methode a) Bouw de meetschakeling van fig. 2.1 op en laat ze door de leerkracht controleren voor je met de uitvoering begint. b) chakel de watt- en ampèremeters in het grootste stroombereik. Let op! Het spanningsbereik van de wattmeter moet gelijk aan of groter dan de lijnspanning zijn. c) as indien nodig het stroombereik van watt- en ampèremeters aan tijdens de meting. d) luit schakelaar 1. chakelaar 2 blijft open. Er is geen belasting aangesloten = nullast. e) Meet de stroom, de spanning en de vermogens bij nullast in de primaire en bereken het totale primaire vermogen. Vul de waarden in tabel 2.1 in. /6 I 1 I 2 U 1 in V W1 W2 p = hf = W1 + W2 fig. 2.2 opstellingsschema Berekeningsvoorbeeld: Tabel 2.1 p = hf = W1 + W2 = + = W De ijzerverliezen zijn afhankelijk van de spanning en de frequentie. Ze zijn constant bij constante spanning en bij constante frequentie. De ijzerverliezen zijn bij nullast gelijk aan het gemeten vermogen als de diëlektrische verliezen en de ohmse spanningsvallen in de primaire verwaarloosd worden. hf = W bij V f) luit schakelaar 2 g) chakel de belasting in 4 stappen in. h) Meet de stromen in de primaire bij elke toename van de belasting. i) Meet de vermogens in de primaire bij elke toename van de belasting en bereken het toale primaire vermogen. j) Noteer de primaire waarden in tabel 2.2 k) Open schakelaars 1 en 2. 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 5

6 Metingen en berekeningen /24 rimaire gegevens van de transformator Instellen Z I 1 1/4 2/4 3/4 4/4 I 2 U 1 in V W1 W2 = W1 + W2 Tabel 2.2 Berekeningsvoorbeeld: = W1 + W2 =. + = W l) Verplaats de meettoestellen van de primaire naar de secundaire m) Laat uw opstelling controleren door de leraar. n) luit schakelaars 1 en 2. o) chakel de belasting in 4 stappen in. p) Meet de stromen in de secundaire bij elke toename van de belasting. q) Meet de vermogens in de primaire bij elke toename van de belasting en bereken het totale secundaire vermogen. r) Noteer de gegevens van de secundaire in tabel 2.3 /24 ecundaire gegevens van de transformator Instellen Z I 3 1/4 2/4 3/4 4/4 I 4 U 2 in V W3 W4 s = W3 + W4 Berekeningsvoorbeeld: Tabel 2.3 s = W3 + W4 =.. + = W 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 6

7 Metingen en berekeningen Grafiek s) Teken de uitwendige karakteristiek van deze transformator U L = f(i L ) (in Excel maken en als afzonderlijk blad 6 bijvoegen) Bij de sterschakeling is de lijnstroom gelijk aan de fasestroom. I L kan rechtstreeks afgelezen worden in tabel 2.3 omdat hier I L = I 1 = I 2. as de schaal van de Y-as aan. t) Bepaal met de rechtstreeks methode het rendement van de driefasetransformator. Neem het primaire vermogen over uit tabel 2.2 en het secundaire uit tabel 2.3 /12 Overnemen Z 1/4 2/4 3/4 4/4 Berekeningsvoorbeeld primair secundair η = in % η = 100 = 100 =...% (1cijfer)... 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 7

8 Metingen en berekeningen Kortsluitproef a) Bouw de meetschakeling van fig. 2.2 op en laat ze door de leerkracht controleren voor je met de uitvoering begint. b) chakel de watt- en ampèremeters in het grootste stroombereik. Let op! Het spanningsbereik van de wattmeter moet gelijk aan of groter dan de lijnspanning zijn. c) as indien nodig het stroombereik van watt- en ampèremeters aan tijdens de meting. d) luit schakelaar 1. chakelaar 2 blijft open. e) Regel de spanning van de autotransfo op 0V. f) luit schakelaar 2. g) Verhoog de primaire spanning tot de secundaire stroom gelijk is aan de nominale stroom. h) Meet de kortsluitwaarden in de primaire en noteer in tabel 2.5. /7 I 1 I 2 I 3 (10A max) U 1 in V W1 W2 t = CU = W1 + W2 Berkenen Berekeningsvoorbeeld: Tabel 2.5 De ijzerverliezen hf zijn hier te verwaarlozen omdat de aangelegde spanning voor deze meting klein is. t = W1 + W2 = CU CU = + = W i) Bepaal met de onrechtstreekse methode het rendement van deze driefasentransformator wanneer hij volledig belast wordt met een belasting waarvan de arbeidfactor 0,8 is η = U hf CU L hf 100 = 3 U 3 U I cosϕ I cosϕ + I cosϕ =...W =...W L CU = = L...W +...W η = 100 =...% (1cijfer) L L L hf CU 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 8

9 Besluit 2.4 Opgaven /4 /5 /2 /5 /2 /2 1. Het primair en secundair vermogen wordt hier gemeten met de..-methode of de -schakeling. Het totale vermogen is gelijk aan: + 2. De ijzerverliezen worden bepaald met de -proef. Ze zijn afhankelijk van de en de. Indien de aangelegde zeer klein is, kunnen de ijzerverliezen verwaarloosd worden. Daarom kun je bij de -proef de ijzerverliezen verwaarlozen. 3. Welke van de gemeten nullastverliezen zijn verwaarloosbaar? hysteresisverliezen wervelstroomverliezen jouleverliezen in de primaire diëlektrische verliezen 4. De koperverliezen worden bepaald met de -proef. Ze zijn afhankelijk van de en de van de wikkelingen. Indien de door de wikkelingen zeer klein is, kunnen de koperverliezen verwaarloosd worden. Daarom kun je bij de.. -proef de koperverliezen verwaarlozen. 5. Als de arbeidsfactor van de belasting verkleint, zal het rendement van de voedingstransfo dalen stijgen constant blijven 6. De koperverliezen in een driefasentransformator zijn afhankelijk van: de weerstand van de primaire wikkelingen de weerstand van de secundaire wikkelingen de weerstand van de primaire en secundaire wikkelingen onafhankelijk van de weerstandswaarde van de wikkelingen. 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 9

10 Besluit 7. Een driefasentransformator is secundair aangesloten op het 10 kv net. De transformator heeft een schijnbaar vermogen van 100 kva. Een automatische condensatorbatterij zorgt secundair voor een compensatie tot 0,8. Hoe groot is het rendement van deze transfo bij vollast als de ijzerverliezen 0,7% en de koperverliezen 2% van het totale vermogen bedragen? Gegeven: U = V = VA cos ϕ s = 0,8 hf = 0,7% CU = 2% Gevraagd: η=? Oplossing: 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 10

11 Besluit / Besluit 1. Vergelijk het rendement naar mate de transfo meer belast wordt bij de rechtstreekse methode. Wat stel je vast? 2. Met welke proef meet je de ijzerverliezen? 3. Met welke proef meet je de koperverliezen? 4. Welke methode, om het rendement te bepalen, verkies je en waarom? Algemeen besluit: 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 11

12 Bijlage aansluitgegevens Transfo Cetel E1 1U U2 - E2 2 1V1 1V2 - + rimaire E3 1W W2 - E1 2U U2 - E2 2 2V1 2V2 - + ecundaire E3 2W1-3 2W2 + CETEL 220/380V 220/380V 3000VA 50~ 2 Karakteristieken van een driefasetransformatoren 3.2EIT pagina 12