Hoofstuk 3 – Kragtransformators

1. Hoofstuk 3 – Kragtransformators • Die ideale transformator • Praktiese enkelfase transformators • Pereenheidstelsel • Driefase transformatorverbindings • Pereenheidsmodelle van driefase transformators • Driewikkelingtransformators

2. Die ideale transformator • Wat beteken ideaal? • Wikkelings het geen weerstand • Permeatiwiteit  van die kern oneindig • Geen spreivloede nie • Geen kernverliese • i-H verwantskap: • Ampere se wet stel: Die lynintegraal van die magnetiese veld sterkte intensiteit H om ’n geslote pad is gelyk aan die totale stroom deur die pad omsluit, m.a.w.

3. Die ideale transformator • Vir die onderstaande figuur kan Ampere se wet omskryf word na of of

4. Die ideale transformator • Faraday se wet se dat die spanning wat geïnduseer word oor ’n wikkeling gelyk is aan die afgeleide van die vloed wat die wikkeling omsluit, m.a.w. • Dit gee aanleiding tot die vergelyking • Vanaf die bostaande vergelykings vir die stroom en spanning: • Definieer ons at = N1/N2, • Is S1 = S2 vir ’n ideale transformator • En kan ’n impedansie verwys word van wikkeling 2 na wikkeling 1 m.b.v.

5. Ekwivalente stroombane vir praktiese transformators • Die realiteit is • Die wikkelings het weerstand • Die permeatiwiteit van die kern is eindig • Magnetiese vloed is nie net beperk tot die kern nie • Kernverliese bestaan wel (Werwelstrome) • Dit gee aanleiding tot die volgende praktiese model

6. Ekwivalente stroombane vir praktiese transformators • Vereenvoudigings van die model word ook gebruik • Die volgende verskynsels word nie deur die model gemodelleer nie: • Versadiging en nie-sinusvormige opwekkingstrome • Aanskakel stuwing • Stuwingsverskynsels

7. Die pereenheidstelsel • Pereenheidswaarde = Werklike waarde Basis waarde • Sien vergelykings 3.3.2 tot 3.3.5 vir die enkelfase identiteite • Sien vergelykings 3.3.12 tot 3.3.17 vir die driefase identiteite • 2 reëls geld: • Sbasis is dieselfde regdeur vir die totale kragstelsel • Die verhouding van die spanningsbasisse aan weerskante van ’n transformator word so gekies dat dit dieselfde is as die windingverhouding • Dit gee dat E1p.e. = E2p.e. en I1p.e. = I2p.e. vir transformators

8. Die pereenheidstelsel • Wat as die naamplaat basiswaardes nie dieselfde is as die globale basiswaardes nie? • Zp.e.nuut = Zwerklik / Zbasisnuut = Zp.e.naamplt Zbasisnaamplt / Zbasisnuut = Zp.e.naamplt (Vbasisnaamplt/Vbasisnuut)2x (Sbasisnuut/Sbasisnaamplt)

9. Driefase transformatorverbindings en faseskuif • Driefase transformators word gevorm deur die verbinding van drie enkelfase transformators in ’n sekere topologie • Tipe verbindings • Ster na ster • Delta na delta • Ster na delta (let op faseverskuiwing) • Delta na ster (let op faseverskuiwing)

10. Pereenheid ekwivalente stroombane van gebalanseerde driefase transformators • 2 reëls geld weer: • Sbasis is dieselfde regdeur vir die totale kragstelsel • Die verhouding van die spanningsbasisse aan weerskante van ’n transformator word so gekies dat dit dieselfde is as die verhouding van die lyn-tot-lyn spannings aan weerskante

11. Driewikkelingtransformators • Voorstellings van die driewikkelingtransformator:

12. Driewikkelingtransformators • Die volgende vergelykings geld vir die driewikkelingtransformator: • N1I1 = N2I2 + N3I3 • E1/N1 = E2/N2 = E3/N3 • I1p.e. = I2p.e. + I3p.e. • E1p.e. = E2p.e. = E3p.e. • Bepaling van model parameterwaardes: • Die newe parameters word bepaal soos vir die tweewikkelingtransformator • Die serie parameters word bepaal vanaf kortsluittoetse en vergelykings 3.6.8 tot 3.6.10. • Let op die driefase modelle (weereens ’n uitbreiding van die modelle vir die tweewikkelingtransformators)