EMP-I

8/9/2019 EMP-I

1/74

ELEKTROMOTORNI POGONI - I

A. Rezi 1

ELEKTRINISTROJEVI I ELEKTROMOTORNI POGONI

UVOD

ELEKTROENERGETSKI SUSTAV predstavlja skup svihpostrojenja za proizvodnju elektrine energije, rasklopnihpostrojenja za razvod i transformaciju elektrine energije,elektrinih mrea i vodova za prijenos i razdiobu te troila za

potronju elektrineenergije.

8/9/2019 EMP-I

2/74


A. Rezi 2

ELEKTRINA ENERGIJA

PROIZVODNJA ELEKTRANE

ELEKTRO-ENERGETSKI

SUSTAV

RAZVOD IPRIJENOS

RASKLOPNAPOSTROJENJA,

MREE IVODOVI

POTRONJA TROILA

8/9/2019 EMP-I

3/74


A. Rezi 3

8/9/2019 EMP-I

4/74


A. Rezi 4

Uloga elektrinih strojeva u elektroenergetskom sustavu:

GENERATORI-proizvode elektrinu energiju,TRANSFORMATORI- transformiraju elektrinu energiju,MOTORI-pretvaraju elektrinu energiju u koristan mehanikirad.

OSNOVE ELEKTRINIH STROJEVA

Elektrini strojevi pretvaraju jedan oblik energije u drugi oblik naprincipu elektromagnetske indukcije i sile na vodi u magnetskom

polju koji je protjecan strujom.

8/9/2019 EMP-I

5/74


A. Rezi 5

Prema namjeni dijele se na:

- generatore- motore- rotacijske pretvornike- transformatore.

Elektrini stroj Privedena energijaA1

Dobivena energijaA2

GENERATOR MEHANIKA ELEKTRINA

MOTOR ELEKTRINA MEHANIKA

PRETVORNIK

TRANSFORMATORELEKTRINA ELEKTRINA

8/9/2019 EMP-I

6/74


A. Rezi 6

Podjela elektrinih strojeva moe biti prema razliitim kriterijima.Npr. prema:

- vrsti struje- izvedbenom obliku- brzini vrtnje- veliini- vrsti mehanike zatite itd.

8/9/2019 EMP-I

7/74


A. Rezi 7

8/9/2019 EMP-I

8/74


A. Rezi 8

Zajednike karakteristike elektrinih strojevaZa svaki elektrini strojvrijedi zakon obratnosti (reverzibilnosti),

tj. svaki stroj moe raditi u oba smjera pretvorbe energije.Reverzibilan rad rotacijskog stroja znai da moe raditi kaoMOTORi kao GENERATOR.Smjer energije je suprotan.

8/9/2019 EMP-I

9/74


A. Rezi 9

- DOBIVENA ENERGIJA A2MANJA JE OD PRIVEDENEENERGIJE A1ZA IZNOS GUBITAKA Ag

A2= A1- Ag

Gubitak energije Agtreba biti to manji zbog:

- ekonomskih razloga,- ivotne dobi elektrinog stroja.

Stupanj iskoristivosti (korisnost):

12

2

1

1

1

2

PRAZNI HOD - neoptereeno stanje.Gubici i zagrijavanje su najmanji.KRATKI SPOJ - najvee optereenje.Gubici i zagrijavanje su najvei. Opasnost od pregaranja.

Feo PP = ;0

RIPP kCuk2

;0 ==


8/9/2019 EMP-I

40/74

O O O N OGON

A. Rezi 40

TRANSFORMATORI

To su mirujue naprave koje na principu elektromagnetskeindukcije pretvaraju sistem izmjeninog napona u drugi ili viedrugih sistema napona iste frekvencije.

Njihov je rad reverzibilan.

Najznaajnija primjena: u elektroenergetskom sustavu.

Na 1 kVA instalirane snage generatora dolazi priblino 7 kVA

instalirane snage transformatora.


8/9/2019 EMP-I

41/74

A. Rezi 41

Podjela prema podruju primjene:

- ENERGETSKI ili TRANSFORMATORI SNAGE,- REGULACIJSKI,- AUTOTRANSFORMATORI (TRANSFORMATORI U

TEDNOM SPOJU),- MJERNI TRANSFORMATORI,- LABORATORIJSKI,- SPECIJALNI (npr. transformator za zavarivanje i sl.).

Govorit e se o energetskim transformatorima.


8/9/2019 EMP-I

42/74

A. Rezi 42

Prema snazi dijele se na:

a) male (1600 kVA).

Podjela prema izvedbi:- uljni- suhi

Prema broju faza:

- jednofazni- viefazni (najee trofazni).


8/9/2019 EMP-I

43/74

A. Rezi 43

Izvedba transformatora

Glavni dijelovi:

- eljezna jezgra- namot- ostali dijelovi

eljezna jezgra i namot su aktivni dijelovi transformatora, jerdirektno sudjeluju u procesu transformacije.


8/9/2019 EMP-I

44/74

A. Rezi 44

Jezgra transformatora

Prema izvedbi jezgre transformatori se dijele na:- jezgraste ili stupne (Sl. 5.1)- ogrnute ili oklopljene (Sl. 5.2)

Jezgra ima zadatak:- glavni (elektromagnetski), da se kroz nju zatvara magnetskitok- sporedni (mehaniki) da nosi namot.


8/9/2019 EMP-I

45/74

A. Rezi 45

Jezgra se sastoji od transformatorskih limova debljine 0,3; 0,35 ikod malih transformatora 0,5 mm.

Limovi su izolirani svilenim papirom, lakom, vodenim staklom,oksidom itd. Limovi se slau tako da zraniraspor bude to manji.

Na neparni sloj dolazi parni sloj tako, da puni lim u parnom slojuprekriva zraniraspor u neparnom sloju i obratno.


8/9/2019 EMP-I

46/74

A. Rezi 46

Presjek stupa moe biti:

- kvadratni, krini i stepenasti.


8/9/2019 EMP-I

47/74

A. Rezi 47

Namot transformatora

To je skup zavoja elektrinog kruga koji pripadaju jednom odnazivnih napona transformatora.

Prema smjeru energije namot se dijeli:

- PRIMARNI (ulazni) namot Odreeni prikljukom transformatora- SEKUNDARNI (izlazni) namot


8/9/2019 EMP-I

48/74

A. Rezi 48

Prema visini napona:- namot nieg naponaNN(donjonaponski, dn)

- namot vieg napona VN(gornjonaponski, gn)Prema izvedbi:- KONCENTRINI (valjkasti, cijevni)- PLOSNATI


8/9/2019 EMP-I

49/74

A. Rezi 49

Ostali dijelovi transformatora

Izvedba ovisi o nainu hlaenja.

Transformatori se dijele na:

1. SUHE TRANSFORMATORE S PRIRODNIM HLAENJEM2. ULJNE TRANSFORMATOREa) s prirodni hlaenjem

b) s prisilnim zranim hlaenjemc) s prisilnom cirkulacijom ulja

Transformatori vee snage grade se kao uljni, pa im je potrebankotao za ulje u koje se uronjava aktivni dio transformatora(eljezna jezgra s namotom).


8/9/2019 EMP-I

50/74

A. Rezi 50

Slini strojevi imaju ista specifina elektromagnetska optereenja(gustoa struje = konst. i magnetska indukcija B = konst.), a svelinearne dimenzije razlikuju se za x puta.

Prema zakonu slinosti elektrinih strojeva:

snaga:

gubici:

razvijena toplina:

rashladna povrina:

korisnost:

4' xPP =

3' xPP gg =

3' xQQ =

2' xSS =

1

' 11

P

P

x

g=


8/9/2019 EMP-I

51/74

A. Rezi 51

Poveanjem svih linearnih dimenzija gubici (razvijena toplina)rastu bre, nego rashladna povrina, pa nastaje problem hlaenja

veihstrojeva.


8/9/2019 EMP-I

52/74

A. Rezi 52

Transformatori veih snaga imaju KONZERVATOR kojiomoguava rastezanje ulja prilikom zagrijavanja i spreava

prodiranje vlage u ulje.

BUCHHOLZOV RELEJ zatiuje. Signalizira kvar, ili iskljuujetransformator.


8/9/2019 EMP-I

53/74

A. Rezi 53

Princip rada idealnog transformatora

Idealni transformator - pretpostavke:

- nema rasipnog toka pa je pad napona u rasipnominduktivitetu nula ( )

000 2 ==== RIPiRIR Cu

0=FeP

0=S

0= LXI


8/9/2019 EMP-I

54/74

A. Rezi 54

Na namot s N1 zavoja prikljui se izmjenini napon U1 kojipotjera struju magnetiziranja IM, vremenski takoerpromjenljivu.

IMN1stvori promjenljivi magnetski tok

zbog egase inducira E1i E2pri emuje:

E1= - U1 (E1je protunapon)

i

E2= U2 (E2je aktivni napon)

Prema zakonu elektromagnetske indukcije:

dt

dNEi

dt

dNE

=

=

2211


8/9/2019 EMP-I

55/74

A. Rezi 55

Odatle se dobije: E1: E2= N1: N2(A)

odnosno zbog zanemarenog pada napona U1: U2= N1: N2Zbog Pg= 0vrijedi: P1= P2odnosno: U1I1= U2I2Uzevi u obzir (A) dobije se: I1N1= I2N2ili pisano drugaije: I1: I2= N2: N1

Slika 5.11 prikazuje vektorskidijagram idealnog transformatora u

praznom hodu s prijenosnimomjeromN1/N2=2.


8/9/2019 EMP-I

56/74

A. Rezi 56

Optereenje idealnog transformatora

Primarni namot prikljuen je na nazivni napon.

Na sekundarni namot prikljueno je troilo impedancije

Kroz sekundar tee struja:

s faktorom snage:

22

ppp XRZ +=

22

222

ppp XR

E

Z

EI

+

==

p

p

Z

R=

2cos


8/9/2019 EMP-I

57/74

A. Rezi 57

Protjecanje I2N2 narui ravnoteno stanje, zbog ega i u primarupotee struja Ip. Nakon prijelazne pojave mora se uspostaviti

stacionarno stanje pri kojem vrijedi:

IpN1= I2N2

Struja Ipponitava djelovanje sekundarne struje, koja je posljedica

optereenja, pa se Ipnaziva PRIMARNA STRUJAOPTEREENJA.

Kroz primar tee struja: PM III +=1


8/9/2019 EMP-I

58/74

A. Rezi 58

Za IM= 0postaje I1= Ip I1N1= I2N2


8/9/2019 EMP-I

59/74

A. Rezi 59

Reduciranje transformatorskih veliina

Obinose sekundarne veliinereduciraju na primarni broj zavoja.

Reducirane sekundarne veliine jednake su primarnim, kao da jeN1/N2 = 1. Oznauju se dodatnom crticom (npr. reduciranisekundarni napon U'2).

Reducirana sekundarna snaga ostaje jednaka stvarnoj snazi:

2

121

'

2

2

121

'

2 ;N

NEEE

N

NUUU ====

2

2

12'

2

'

2'

2

1

221

'

2 ;

====

N

NR

I

UR

N

NIII

222

1

22

2

12

'

2

'

2

'

2 PIUN

NI

N

NUIUP ====


8/9/2019 EMP-I

60/74

A. Rezi 60

Pojednostavljeni vektorski dijagram realnog transformatora

Realni transformator:

(postoji pad napona u induktivnom otporu).

Ukupni pad napona u omskom otporu iznosi:

Pad napona u induktivnom otporu:

Ukupni pad napona:

000 2 = RIPiRIR Cu

0FeP

00 XIS

( ) kR IRRRIRIRIU =+=+= '21'2'211

( ) kX IXXXIXIXIU =+=+= '21

'

2

'

211

kkkXRk IZXRIUUU =+=+= 2222


8/9/2019 EMP-I

61/74

A. Rezi 61

U vektorskom dijagramu vektor pada napona u induktivnomotporu okomit je na vektor struje , a vektor pada napona u

omskom otporu u smjeru je vektora struje . Trokut padanapona kod nazivne struje naziva se KAPP-ov TROKUT.

XU

I

RU

I


8/9/2019 EMP-I

62/74

A. Rezi 62

Padovi napona kod nazivne struje obino se izraavaju u %.

Na iznos napona sekundarnih stezaljki utjee:- struja optereenjaI(slika 5.19)- karakter optereenja (cos, odnosno - slika 5.20)

Prazni hod:

Induktivno optereenje: smanjuje

Kapacitivno optereenje:poveava

%100%;100%;100 ===N

kk

N

XX

N

RR

U

Uu

U

Uu

U

Uu

NUUUI === 1'

20

'

2U

'

2U


8/9/2019 EMP-I

63/74

A. Rezi 63

Karakteristika U2= f(I)za cos2= konst. naziva se VANJSKAKARAKTERISTIKA.


8/9/2019 EMP-I

64/74

A. Rezi 64

Kratki spoj transformatora

To je takvo pogonske stanje kod kojeg jeprimar prikljuen na

napon, a sekundarne stezaljke su kratko spojene.

a) Pokus kratkog spoja izvodi se kod snienog napona Uk, kodkojega uz kratko spojene sekundarne stezaljke tee nazivna struja

IN.

b) Pogonski kratki spoj. Namotje prikljuen na nazivni napon.Iz slinosti trokuta: (sl. 5.19 i 5.24)

ili

k

N

NkNkkNU

U

IIUUII 1

1:: ==

k

Nku

II 100

=


8/9/2019 EMP-I

65/74

A. Rezi 65

Npr. uk = 5%

Gubici u bakru:

Sila na namot:

NNk III 205

100==

CuNCuNCuk PPP 400202

==

NNk FFF 400202 ==


8/9/2019 EMP-I

66/74

A. Rezi 66

Korisnost transformatora

PFe= konst; PCu= x2.PCuNgdje je

Kod bilo kojeg optereenja P2= x.P2N

korisnost se rauna prema:

Deriviranjem gornjeg izraza po xi

izjednaivanjem s nulom dobije se relativnooptereenje xkod kojega je korisnostmaksimalna.

FeCu

PPP

P

IUm

IUm

P

P

++=

==

2

2

111

222

1

2

cos

cos

NP

Px

2

2=

FeCuNN

Nx

PPxxP

xP

++=

2

2

2

CuN

FeFeCuN

x

P

PxPPx

dx

d=== 20


8/9/2019 EMP-I

67/74

A. Rezi 67

je kod onog optereenja kod kojeg promjenljivi gubici ubakru postanujednakistalnim gubicima u eljezu.

Energetski transformatori obino se grade s odnosom gubitaka

max

52 Fe

CuN

P

P


T f i t f t

8/9/2019 EMP-I

68/74

A. Rezi 68

Trofazni transformator

Trofazni napon moe se transformirati:

- s tri jednofazna transformatora- s jednim trofaznim transformatorom.


8/9/2019 EMP-I

69/74

A. Rezi 69

Prednosti prvog naina jesu:

- jeftinija rezerva,- jednostavniji transport.

Nedostatak: via cijena.

Spojevi namota trofaznih transformatora

Dva osnovna spoja:

- Spoj zvijezda (Y)

- Spoj trokut (D)

ff UUII 3; ==

ff UUII == ;3


8/9/2019 EMP-I

70/74

A. Rezi 70

Osim toga koristi se cik-cak spoj ili razlomljena zvijezda (z)


8/9/2019 EMP-I

71/74

A. Rezi 71

Uz isti broj zavoja napon u spoju razlomljena zvijezda manjije odnapona u spoju zvijezda.

Spoj razlomljena zvijezda upotrebljava se samo na donjenaponskojstrani za nesimetrina (jednofazna) optereenja.

yyz UUU == 866,02

3

OZNAKA SPOJAVRSTE SPOJA TROFAZNIH

TRANSFORMATORAZA VIINAPON

ZA NIINAPON

ZVIJEZDA Y y Yy Yd Yz

TROKUT D d Dy Dd Dz

CIK-CAK - z


8/9/2019 EMP-I

72/74

A. Rezi 72

Za potpuno elektriko definiranje namota potrebno je osim vrstespoja (npr.Yd) poznavati i GRUPU SPOJA (SATNI BROJ).

Npr. Yd 5

GRUPA SPOJA oznauje kutzaostajanja vektora naponadonjonaponske strane zaistoimenim vektorom naponagornjonaponske strane, a dobije setako da se SATNI BROJ pomnoi s30.

= 330301111Dz


Transformator za zavarivanje

8/9/2019 EMP-I

73/74

A. Rezi 73

Transformator za zavarivanje

Transformator za zavarivanje treba smanjiti napon mree (220 ili

380 V) na iznos 50 do 70 V koji je dovoljan za paljenje el. luka, aneopasan za rukovaoca i davati dovoljno jaku struju potrebnu zazavarivanje. Struja kratkog spoja ne smije biti velika( )

pa jeNk II 25,1

%80

25,1

100==ku


8/9/2019 EMP-I

74/74

Podeavanje struje zavarivanja izvodi se:

- promjenom induktivnog otpora- promjenom napona praznog hoda- kombinacijom prvih dviju.

EMP-I

Documents

Transcript of EMP-I