Energieerzeugungsanlagen
Transformatoren
Transformatoren
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Cartes-fiches
Wofür sind Transformatoren und in welche Punkte können sie eingeteilt werden?
Umwandlung elektrischer Energie einer gegebenen Spannung in elektrischer Energie einer anderen Spannung, unterteilung nach:
- Leistung (Kleintrafo bis 3kVA, Grosstrafo bis 1500 MVA
- Phasenzahl (Einphasentrafo, Drehstromtrafo)
- Kühlung (Trockentrafo, Flüssigkeitsgek. Trafo, Gasgek. Trafo)
- Spannung (Niederspannungstrafo, Hochspannungstrafo)
Wie setzt sich die Verlustleistung bei einem belasteten Transformators zusammen?
Eisenverluste:
- Hystereseverluste
- Wirbelstromverluste
Kupferverlüste
Wo liegen die Wirkungsgrade bei Trafos von:
1. 100 VA
2. 1kVA
3. 10kVA
4. 100kVA
5. 1MVA
6. 10 MVA?
1. 0.88
2. 0.9
3. 0,96
4. 0.97
5. 0.98
6. 0.99
Wie verhält sich der magnetische Fluss im Eisenkern bei zunehmender Belastung?
bleibt bei zunehmender Belastung nahezu unverändert.
Was passiert, wenn ein Transformator belastet wird genau?
der Strom in der Ausgangswicklung erzeugt einen magnetischen Gegenfluss.
Dadurch wird das Magnetfeld in der Eingangswicklung geschwächt.
Eingangswicklung nimmt mehr Strom auf, sodass der magnetische Fluss seinen ursprünglichen Wert wieder annimmt.
Ein Teil der Feldlinien schliesst sich nicht im Eisenkern, sondern verläuft ausserhalb, z.B. durch die Luft (Streufluss). dieser Streufluss durchfliesst nur eine Wicklung.
Wie sind die Kupferverluste und Eisenverluste von der Belastung abhängit
Eisenverluste: bleiben praktisch gleich (magn. Fluss im Eisenkern)(Leerlaufverluste)
Kupferverluste: sind quadratisch von der Belastung abhängig.
Wann wird Das Wirkungsgradmaximum erreicht?
Wenn die Eisenverluste gleich gross sind, wie die Kupferverluste.
Was ist eine kurzschlussspannung?
ist die Spannung, die bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung und bei Nennfrequenz an der Primärwicklung liegen muss, um den primären Nennstrom zum Fliessen zu bringen.
Welche Angaben können mit einem Kurzschlussversuch an einem Transformator ermittelt werden? Welche Aussage über einen Transformator kann dadurch gemacht werden?
Ermittlung der Kurzschlussspannung.
Sagt aus, ob es sich um einen spannungsweichen, oer spannungsharten Trafo handelt.
Wieso werden Leistungsangaben bei einem Transformator immer in VA gemacht??
Belastungsstromgrösse ist für jeden Belastungsfall bestimmt.
Trafos könne nbei beliebigen Phasenwinkeln arbeiten.
Wodurch wird der Nennbetrieb eines Trafos bestimmt?
- Nennprimärspannung
- Nennsekundärstrom, cos phi beliebig
- Nennfrequenz
wie ist die Abgabespannung in Abhängigkeit vom Charakter der Last?
bei
- Ohmscher Last sinktr sie ein bisschen,
- bei induktiver Last sinkt sie wesentlich stärker
- bei kapazitiver Last steigt sie sogar.
Was versteht mann unter Kurzschlusssichere Trafos?
Trafo erträgt klemmenkurzschluss bei voller Primärspannung Un dauernd, ohne thermisch Schaden zu nehmen oder zu verursachen.
Wie entsteht ein kurzschlusssicherer Trafo, welchen Nachteil hat er und wo wird er angewendet?
Durch gezielte Vergrösserung der Streuung (Streureaktanz) kann Ik auf 1.2-1.5x In begrenzt werden (Zeichnung Trafo mit verkleinerung des Luftwiderstandes in der Mitte).
Nachteil: Delta U (zwischen Leerlaufspannung und Belastungsspannung) wird je nach Last gross, und cos phi klein.
Wird bei Kleintrafos (Klingelstrafo, Spielzeugtrafo oder Zündtrafo) und Schweisstrafo (U02 ca. 80V beim Zünden, U2 25-30 V (Lichtbogen))
Welche Voraussetzungen müssen vorhanden sein, damit Drehstromtrafos parallel geschaltet werden können?
- Nennspannung gleich
- Gleiche Kurzschlussspannungen
- Leistungsverhältnisse der Trafos max. 1:3
- Gleiche Phasenfolge
- Bei Drehstromtrafos gleiche Schaltgruppe
Was kann passieren, wenn die Voraussetzungen beim parallelschalten nicht erfüllt werden?
Es können Ausgleichsströme fliessen oder dei Belastung teilt sich nicht entsprechend den Trafonennleistungen auf.
(z.B. Trafos mit kleinerer Kurzschlussspannung werden mehr belastet da sie spannungssteifer sind.)
Was versteht man unter Begriff "Schaltgruppe" bei Drehstromtrafos?
Angabe über die Phasenlage von Drehstromtransfomatoren. Die Phasenlage wird mit einer Kennziffer von 0.. 11 angegeben.
Die Kennziffer gibt an, wievielmal 30° die Sekundärspannung gegenüber der Primärspannung phasenverschoben ist.
Die Schaltungsangabe erfolgt mit grossen Buchstaben für Primärs. und kleinen Buchstaben für Sekundärseite. (D=Dreieck, y=Stern).
Es dürfen nur Trafos mit gleichen Schaltgruppen parallel geschaltet werden.
Welche Schalter können für die Regulierung von Trafos eingesetzt werden?
- Anzapfumschalter: bei Netztrafos. Umschaltung nur in ausgeschaltetem Zustand. Anzapfung nur in Primärwicklung, da weniger strom geführt wird.
z.B. zur erhöhung von Sekundärspannung werden Primärseitig weniger Windungen zugeschaltet.
- Stufenschalter: unterbruchslose Umschaltung in Unterwerken.
Wozu dient ein Buchholzrelais?
Überwachung eines Trafos auf Entstehung von Isolationsschadens.
z.B. bei Wicklungsschluss entwickelt sich Gas, durch das wird allmähliches Absinken des Ölspiegels hervorgerufen, das durch ein Buchholzrelais erfasst wird und meldung abgeben kann.
Worin liegen die Vorteile von Spartransformatoren (Autotransformator)?
- kleine Bauart
- kostengünstig (Kupfer und Eisen)
- hoher Wirkungsgrad
Welche Merkmale weisen Spartransformatoren auf?
- Die Bauleistung ist immer kleiner als die Durchgangsleistung
- kleine Kurzschlussspannung und damit einen grossen Kurzschlussstrom
Wo werden Spartransformatoren eingesetzt?
- Höchstspannungstrafo
- Regeltransformatoren in Höchstspannungsnetzen
- Vorschaltgeräte für Natriumdampflampen
Was versteht man bei einem Spartransformator unter Durchgangs- und Bauleistung?
Durchgangsleistung: fliesst in Primärwicklung ein und geht in Sekundärwicklung wieder raus.
Bauleistung: Stromerzeugung durch Elektromagnetismus.
Wieso dürfen in den Strompfad einer Energiemessung keine Überstromunterbrecher eingebaut werden?
Da der Messwandler bei Leerlauf zerstört wird durch:
- Isolationsschäden (Sekundärspannung steigt sehr stark an.
- Hohe Eisenverluste da der Wandler in Sättigung kommt (thermische zerstörung)
Weshalb sind Spannungswandler Sekundärseitig zu Erden?
Im Falle eines Windungsschlusses könnten die Sekundätseite des Wandlers Hochspannung führen.
