Izpit.2.1.png

Naloga 1

Trifazni distribucijski transfomator ima nazivne podakte: Sn=1000kVA | U1,n=21kV|U2,n=0.42kV | Dyn5. Na transformatorju je bil opravljen preizkus kratkega stika, katerega rezultati so: U1,k=126V | I1,k=In | P1,k=13.2kW.
Transformator je priključen na omrežje nayivne napetosti pri frekvenci 60Hz.

a) Kolikšna je napetost med priključkoma 2V in 2N, ko transformator na omenjenem omrežju obratuje v prostem teku?

Nazivna linijska napetost sekundarja: U2,n=0.42 kV=420 V.
Fazna napetost sekundarja (napetost med fazo in nevtralno točko v zvezdi):

U2,f=U2,n3U2,f=420 V3242.49 V

b) Kolikšne so izgube v navitjih transformatorja, če ga na sekundarni strani obremenimo s čistim ohmskim bremenom in s polovičnim nazivnim tokom?

Bakrene izgube pri nazivnem toku: PCu,n=P1,k=13.2 kW=13200 W.
Transformator je obremenjen s polovičnim nazivnim tokom, kar pomeni, da je relativni tok I/In=0.5.
Izgube v navitjih pri polovičnem toku (PCu) se izračunajo kot:

PCuPCu,n=(IIn)2PCu=PCu,n(IIn)2PCu=13200 W(0.5)2PCu=13200 W0.25PCu=3300 W

c) Kolikšna je kratkostična impedanca transformatorja?

Nazivna moč: Sn=1000 kVA=106 VA.
Nazivna primarna linijska napetost: U1,n=21 kV=21000 V.
Nazivni primarni tok (I1,n) za trifazni transformator:

I1,n=Sn3U1,nI1,n=106 VA321000 VI1,n=106 VA36376.3 V27.49 A

Kratkostična impedanca (Zk):

Zk=U1,kI1,kZk=126 V27.49 AZk4.58 Ω

Naloga 2

Trifazni sinhrosnki turbogenerator z nazivnimi podatki: Sn=40kVA | Un=400V | fn=50Hz | nn=1500min1 | cos(φn=0.85) obratuje na nazivnem omrežju in v omrežje oddaja električno moč P=40kW. Pri tem je vzbujanje nastavljeno na dvakratno vrednost vzbujalnega toka prostega tek.

a) Kolikšen je statorksi tok v tem obratovlanem stanju generatorja?

I2=?
I1=2I1,n
U2=U2,n

I2=SSnI2,n=47058.8VA40000VA57.7A=67.9AI2,n=Sn3U2,n=400003400=57.7AS=Pcos(φn)=400000.85=47058.8VA

b) Kolikšna je relativna vrednost sinhrosnke reaktance generatorja?

Xsr=?

NE ZNAM!

Naloga 3

Trifaznemu asinhronskemu motorju s kratkostično kletko in z nazivnimi podatki: Pn=5.5kW | Un=400V | fn=50Hz | In=10.5A | cos(φn)=0.88 | nn=2900min1 ima statorke fazne tuljvae vezane v trikot, imzmerjna upornost vsake posamezne tuljave pa je 0.7Ω.

a)

Kolikšne so izgube v statroskem navitju motorja v nazivnem obratovalnem stanju?

Odgovor

Pcu,n=?

Ker imamo trikot vezavo deljimo z 3, ker gre samo toliko toka skozi eno navitje. Pomnožimo z 3, ker imamo 3 navitja.

Pcu,n=3(In3)2R=3(10.53)20.7=77.2W

b)

Kolikšna je oddana moč motorja, če obratuje pri napetosti 380V in nazivni hitrosti vrtenja

Odgovor

P=?U1=380Vn=nnP=Mω=M2πn60=16.342π290060=4962.250M=Mn(380400)2=18.11(380400)2=16.344Mn=P602πnn=5500602π2900=18.110

c)

Kolikšen je slip tega motorja pri preizkusu kratkega stika?

Odgovor

Kratek stik pomeni, da se rotor ne vrti:

nr=0s=nsnrns=1

Naloga 4

Enosmerni kolektorski generator s paralelnim vzbujanjem in nazivnimi podatki: Pn=5kW | Un=300V | nn=1000min1 | Uvzb=300V ima na kolektorju dve ščetki, katerih padec napetosti je zanemarljiv, upornost statorskega navitja je 550Ω.

Pogonski stroj zagotavlja konstantno vtilno hitrost, generator pa je obremenjen z grelom, katerega upornost je 25Ω. Pri tem je napetost na bremenu 310V.

a) Rotorski tok

Ker gre za generator s paralelnim vzbujanjem, velja:

Ib=Iv+Ii

Najprej izračunamo tok skozi breme:

Ib=UbRb=31025=12,4A

Vzbujalni tok:

Ii=UvzbRi=3105500,5636A

Ker tok armaturnega navitja nosi razliko:

Iv=IbIi=12,40,563611,8364A

b) Število polov magnetnega polja

Izpit.2.2.jpg

Naloga 5

Kolokvij_1#Naloga 5

Za trifazni distribucijski transformator Sn=50kVA, U1,n=21kV, U2,n=0.42kV, fn=50Hz, Yzn5. Imamo na voljo rezultate meritev elektrićnih veličin na primarni strani pri preizkusu prostega teka, preizkus kratkega stika in obremenilnem preizkusu, vendar ni označeno, kateri rezulatai so za poosamezne obratovalno stanje:

Ugotovite in definirajte, kateri merilni rezultati ustrezajo posameznimu preizkusu. Izračunajte tudi, kolikšen je izkoristek transformatorja v izmerjenem obremenilnem stanju?

Rešitev

A - prosti tek
B - Obremenitev
C - kratek stik

Pfe=321040V0.012A0.186=81.3WPcu=3842.11.380.375=754.8WPcu=Pcu(IBIC)2=754.8(1.051.38)2=437Wη=3210301.050.952(81.3+437)3210301.050.952=0.985=98.5%

Naloga 6

Trifazni sinhronski generator s cilindričnim rotorjem Sn=40kVA, U2,n=400V, f2,n=50Hz, nn=1500min1, cos(φ2,n)=0.8, ima v tehnični dokumentaciji podano tudi vrednost sinhronske reaktance Xsr=1.6. Pogonski stroj zagotavlja nazivno in konstantno hitrost vrtenja rotorja.

Da smo pri preizkusu prostega teka na sponkah generatorja dobili nazivno napetost, smo vzbujalni tok nastavili na I10=5A. Pri nespremenjenem vzbujanju smo nato na generator priključili ohmsko breme, v katero je stekel tok I2=30A. Kolikšna sta napetost in moč na bremenu v tem obratovalnem stanju? Pri izračunu upoštevajte linearne magnetne razmere.

Rešitev

n0=nn
U0=Un
I1,0=5A
I2,b=30A
Ub=?
Pb=?

1. Določitev elektromotorne sile E0

Pri vzbujanju I10=5A in napetosti v prostem teku U0=400V sledi:

E=Uf=Umf3=U2,n3=400V3=231VE0=231V

Ker predpostavljamo linearne magnetne razmere, se vrednost E ne spremeni, če ostane vzbujevalni tok enak.

2. Napetost na bremenu Ub

Pri ohmskem bremenu je fazni kot φ2=0cos(φ2)=1, sin(φ2)=0. Uporabimo formulo za razmerje med E, U in Xsr:

E2=Ub2+(I2Xsr)2

Iz tega izrazimo napetost na bremenu:

Ub=E2(I2Xsr)2=2312(301.6)2=226V

3. Moč na bremenu Pb

Pb=3UbI2cos(φ2)=3226301=11743W