Labo Elektriciteit OPGAVE: De driefasetransformator Datum van opgave:.../ / Datum van afgifte:.../ / Verslag nr. : 01 Leerling: Assistenten: Klas: 3.2 EIT KTA Ieper Attitude & evaluatie:.../10 Theorie:.../10 Meetopstelling:.../30.../10 Berekeningen:.../48.../10 Meetresultaten:.../24.../10 Grafieken:.../20.../10 Oefeningen:.../25.../10 Besluiten:.../20 Sub Totaal :.../90 Totaal :.../20 Remediëring:
Theorie Proef1 De driefasetransformator /10 1.1 Theorie 1.1 Doel van de oefening - de klemmen van een driefasentransformator opzoeken en voorzien van hun alfanumerieke aanduiding; - een driefasentransformator schakelen en zijn klokgetal bepalen; - de transformatieverhouding van een driefasentransformator bepalen. 1.2 Schakeling Hiermee bepaal je de aansluitklemmen van de transformator. Zoek uit je theorielessen elektriciteit waarom men dit moet doen. fig. 1.1 opstellingsschema Let op: bij de werkelijke transformator zijn de primaire en secundaire spoelen 90 gedraaid. Teken de meetopstelling volgens de werkelijkheid. - De transformatieverhouding U k = U Lprimair L secundair - Een driefasentransformator wordt primair in ster (Y) of driehoek (D) geschakeld en secundair in ster (y), driehoek (d) of zig-zag (z). - Het klokgetal is een maat voor de faseverschuiving tussen de overeenkomstige primaire en secundaire lijnspanning. ϕ = klokgetal 30 ϕ klokgetal = 30 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 2
Theorie 1.2 Meetopstelling 1.2.1 Opzoeken van de aansluitklemmen (Noteer de gebruikte toestellen met RSG of SG-nummer in het schema) Meettoestellen: Transfo: Elwe Voeding: DC A-meter: analoog Voltmeter1: digitaal / analoog Voltmeter2: analoog 0,1V meetbereik Let op: Noteer de gegevens van de transfo en bereken eerst de toegelaten stroom voor deze proef (zie 1.3.1 c). 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 3
Theorie 1.2.2 Schakelen van een driefasetransformator (a) Generator tekenen Fig. 1..5 Meettoestellen: Spanningsbron: Elwe draaistroomgenerator (0-10V) Transfo: Elwe Scoop: Tektronix Let op: Sluit de transfo NOOIT op het 3fasen net van 3x240V (anders defecte transfo). 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 4
Theorie 1.2.3 Schakelen van een driefasetransformator (b) Generator tekenen Fig. 1..8 Meettoestellen: Spanningsbron: Elwe draaistroomgenerator (0-10V) Transfo: Elwe Scoop: Tektronix Let op: Sluit de transfo NOOIT op het 3fasen net van 3x240V (anders defecte transfo). 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 5
Metingen 1.3 Meetresultaten + berekeningen 1.3.1 Opzoeken van de aansluitklemmen a) Bereken met behulp van de gegevens op de transformator 0,1xI n = b) Bouw het opstellingsschema van fig. 1..1 en laat het door de leraar controleren voor je met de uitvoering begint. c) Teken het klemmenbord van de driefasetransformator over zonder de aanduiding van de klemmen (zie volgend blad) d) Sluit schakelaar S1 en verhoog de voedingsspanning tot de ampèremeter een stroom aanduidt gelijk aan 0,1. I n (nominale stroom) van de transformator. Deze stroom ontstaat reeds bij een zeer kleine waarde van U omdat bij gelijkspanning enkel de ohmse weerstand van de spoel de stroom begrenst. e) Open en sluit schakelaar S1 opnieuw. Let op! Kijk tijdens het sluiten naar de reactie van de naald van de voltmeters. f) Bepaal de klemmen Indien voltmeter V2 is aangesloten zoals getekend in fig 1.1 en hij wijkt (in de juiste richting) uit, dan komt de aanduiding van de klemmen overeen met de aanduiding op de tekening. Indien voltmeter V2 niet (verkeerd) uitwijkt moet de aanduiding van die wikkeling omgekeerd worden zoals aangegeven in fig 1.4 g) Verplaats voltmeter V2 en herhaal deze methode tot elke spoel gecontroleerd is. Let op! De polariteit van voltmeter V2 is niet voor elke wikkeling gelijk. Ze is afhankelijk van de kern waarrond de spoel geplaatst is en de wikkelzin van de spoel. De polariteit is gelijk voor spoelen rond dezelfde kern en met dezelfde wikkelzin. Fig. 1..4 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 6
Metingen /10 meting PRIMAIRE SECUNDAIRE 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 7
Metingen 1.3.2 Schakelen van de driefasetransformator (a) /5 meting a) Bouw de meetschakeling van fig 1..5 op en laat ze door de leerkracht controleren voor je met de uitvoering begint. Plaats op de generator een Voltmeter zodat je de fasespanning ervan kunt afregelen op 5V. Regel de frequentie af op 50Hz. b) Stel kanaal 1 en kanaal 2 van de oscilloscoop in op 2V / div en de tijdsbasis op 2ms / div. Zorg ervoor dat je 1 volledige sinus op het scherm bekomt. c) Sluit schakelaar S1 en meet met de oscilloscoop de amplitude of de maximumwaarden û p en û s. d) Noteer de gemeten waarde in tabel 1.1. Bereken de effectieve waarden U LP en U LS. Bepaal de transformatieverhouding van de transfo. U = û 2 METEN û LP û LS BEREKENEN U LP U LS k Tabel 1.1 /10 berekening U LP = k = e) Teken het beeld op het scherm van de oscilloscoop over in figuur 1.6 /2 meting f) Meet de faseverschuiving met de oscilloscoop 1 sinus = 1 periode = blokken = T Y1= û LP = Y2= û LS = T= Fig 1.6 /10 grafieken tussen U P en U s meet /10 berekening je, blokken = ϕ,...( ϕ) 360 ϕ = =......,...( T ) f) Teken U S in het cirkeldiagram en lees het klokgetal af. g) Bepaal de schakelgroep van de transfo zoals hij nu geschakeld is. /4 berekening De primaire is in geschakeld. De secundaire is in geschakeld. Het klokgetal = uur. De transfo behoort tot schakelgroep Fig 1.7 cirkeldiagram 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 8
Metingen 1.3.3 Schakelen van de driefasetransformator (b) /5 meting h) Bouw de meetschakeling van fig 1.8 op en laat ze door de leerkracht controleren voor je met de uitvoering begint. Plaats op de generator een Voltmeter zodat je de fasespanning ervan kunt afregelen op 5V. Regel de frequentie af op 50Hz. i) Stel kanaal 1 en kanaal 2 van de oscilloscoop in op 2V / div en de tijdsbasis op 2ms / div. Zorg ervoor dat je 1 volledige sinus op het scherm bekomt. j) Sluit schakelaar S1 en meet met de oscilloscoop de amplitude of de maximumwaarden û p en û s. k) Noteer de gemeten waarde in tabel 1.2. Bereken de effectieve waarden U LP en U LS. Bepaal de transformatieverhouding van de transfo. U = û 2 METEN û LP û LS BEREKENEN U LP U LS k Tabel 1.2 /10 berekening Berekeningen U LP = k = /2 meting l) Teken het beeld op het scherm van de oscilloscoop over in figuur 1.9 m) Meet de faseverschuiving met de oscilloscoop 1 sinus = 1 periode = blokken = T Y1= û LP = Y2= û LS = T= Fig 1.9 /10 grafieken /10 berekening /4 berekening tussen U P en U s meet je, blokken = ϕ,...( ϕ) 360 ϕ = =......,...( T ) n) Teken U S in het cirkeldiagram en lees het klokgetal af. o) Bepaal de schakelgroep van de transfo zoals hij nu geschakeld is. De primaire is in geschakeld. De secundaire is in geschakeld. Het klokgetal = uur. De transfo behoort tot schakelgroep Fig 1.10 cirkeldiagram 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 9
Oefeningen 1.4 Opgaven /1 /1 /5 /1 /5 a) Indien twee spoelen met dezelfde wikkelzin op eenzelfde kern gelegen zijn en aan een van de twee spoelen een spanningsverandering wordt doorgevoerd, zal de polariteit van de geïnduceerde spanning aan de andere spoel t.o.v. de eerste: gelijk zijn verschillend zijn omgekeerd zijn willekeurig zijn b) Indien twee spoelen met dezelfde wikkelzin op parallelle kernen gelegen zijn en aan een van de twee spoelen een spanningsverandering wordt doorgevoerd, zal de polariteit van de geïnduceerde spanning aan de andere spoel t.o.v. de eerste: gelijk zijn verschillend zijn omgekeerd zijn willekeurig zijn c) Een driefasetransformator kan primair of geschakeld zijn. Een driefasetransformator kan secundair, of geschakeld zijn. d) Het klokgetal duidt: de spanningsverhouding tussen U LS en U LP aan de faseverschuiving tussen U LS en U LP aan de faseverschuiving tussen U LS en U LP gedeeld door 30 aan e) Vervolledig het schema van fig. 1.11 tot de driefasetransformator tot schakelgroep Yy6 behoort. Duid op de tekening primair en secundair L1, L2 en L3 en de benaming van de spoelen aan. Fig. 1.11 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 10
Oefeningen /5 f) Vervolledig het schema van fig. 1.12 tot de driefasetransformator tot schakelgroep Yd5 behoort. Duid op de tekening primair en secundair L1, L2 en L3 en de benaming van de spoelen aan. Fig. 1.12 /1 /3 /3 g) De transformatieverhouding van een driefasetransfo geeft de verhouding weer tussen de: primaire en secundaire windingen primaire en secundaire stroom primaire en secundaire fasespanning primaire en secundaire lijnspanning h) Een driefasetransformator is primair in ster en secundair zigzag geschakeld. Tussen de overeenkomstige primaire en secundaire lijnspanning meet je een faseverschuiving van 150. Tot welke schakelgroep behoort deze transformator? i) Een driefsetransformator wordt gevoed door een synchrone generator die een lijnspanning van 15kV opwekt. De transformator is secundair aangesloten op een hoogspanning van 75kV. Hoe groot is de transformatieverhouding van deze transformator? Geg: U Lprimair = 15.000V U Lsecundair = 75.000V Gevr : k Oplossing : Antw: 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 11
Besluit /20 1.5 Besluit Beantwoord volgende vragen: 1) Waarom moet men de aansluitklemmen bepalen? 2) Op welke wijzen kan men de primaire en de secundaire van een driefasentransformator schakelen? 3) Waarop moet men opletten als men 3-fasige transformatoren parallel schakelt? 4) Wat duidt het klokgetal aan? 5) Klopt het gemeten klokgetal met de theorie? Zo niet geef een reden waarom niet. 1) 2) 3) 4) 5) Algemeen besluit (wat heb jij uit deze proef geleerd?) 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 12
Bijlage 1 De driefasetransformator 3.2EIT pagina 13