Exam text content

 

2
b)
o)

O Hidonen

DEE-23000 Magneettipiirit ja muuntajat Kirsi Nousiainen
Tentti 21.10.2016
Omat, ohjelmoitavat laskimet sallittu.

Suunnittele ja mitoita yksivaihemuuntaja, jonka nimellisteho on 50 kVA. Ylä- ja alajännitepuolen
nimellisjännitteet ovat 2400V/240V (50 Hz). Käytettävissä on muuntajasydän (piillä, 1 %, seostettua
rautaa), jonka poikkipinta-ala on 0,0144 m? ja sydämessä kulkevan vuontiheyden maksimiarvo onn. 1,25
T. Sydämen täytekertoimen voidaan olettaa olevan 1. Vuon keskimääräinen kulkutie sydämen ympäri on
0,6 m. Sydämen magnetointikäyrä on annettu oheisessa kuvassa.

Mitkä ovat ylä- ja alajännitepuolen kierrosluvut? (2 p.)

Kuinka suurille nimellisvirroille ylä- ja alajännitepuolen käämit tulee mitoittaa? (2 p.)

Kuinka suuri on ensiön magnetointivirran huippuarvo? (2 p.)

toslas

20
18 +

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

== <

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o 1000 2000 3000 4000 5000 6000 A/m

 

Kolmivaiheiselle Dyn11-kytkentäiselle jakelumuuntajalle on annettu seuraavat kilpiarvot:

Sn= 500 k VA, Uni/Un2 on 20500/410 V, Pk = 8200 W, Po =1050 W, zk=5,5%, 1,0=0,7%

2) Laske tarvittavat komponenttien arvot ja piirrä muuntajalle mahdollisimman täydellinen sijaiskytkentä.
(3)

b) Määritä muuntajan toisiojännite kuormalla 400 KVA, cosp=0,85ind ensiöjännitteen ollessa nimellisen
suuruinen (3 p.)

2) Laske edellisen tehtävän muuntajassa syntyvät häviöt b-kohdan mukaisella kuormalla. (2 p.)

b) Mistä häviöt muuntajassa syntyvät, mitkä sijaiskytkennän komponentit kuvaavat häviöitä? (2 p.)
c) Mikä on edellisen tehtävän muuntajan yläjännitekäämin kierrosluku, jos alajännitekäämissä on 50
kierrosta? (2 p.)

a) Selitä, mitä käytännön seurauksia ja miksi muuntajaraudan epälineaarisuus aiheuttaa
kolmivaiheiseen sähköverkkoon kytketyn muuntajan yhteydessä. (3 p.)

b) 24KV:n kolmivaiheverkkoon (jännite 21 kV, taajuus 50 Hz) kytketään kunkin vaiheen ja maan
väliin nimellisteholtaan 50 k VAr rinnakkaiskuristin. Kuristimien ottama pätöteho voidaan olettaa
merkityksettömän pieneksi. Arvioi, kuinka suuri on yhden kuristimen muodostama induktanssi? (3 P)

Kääntöpuolella tehtävä 5 ja opintojaksoon liittyviä kaavoja.
5. — Piirrä oheisen kuvan a), b) ja c) -kohdan mukaisista muuntajakytkennöistä sekä ylä- että
alajännitepuolelle erikseen jänniteosoitinpiirros kaikkien käämien yli vaikuttavista jännitteistä siten,
että niistä voi päätellä kytkentöjen kellolukemat. Mitkä kytkennät (kellolukemineen) ovat kyseessä?

(6 p.)

 

 

 

a) b)
Kaavoja:
Jd =y1=N1 B=j4H fBdl= 41
1 AR |
R, =— || =-4d-—
JA 2, v,
K
u==e=iN == U =4,44
a IN max
Zx Zx U, n U;
ta tn R =
100 100 S, 100 S
2
n, =100:2 [9] > p <
S, R

u, -(n cosp+x, sin p)

n

2 2
ly; F b

1 a
W, =! vi6=21 =! (mYP= =
0 0 1.

 

U;, = RI cosp+ XI sing

— 100

 

 

 

 

 

9)

= 2MWM(F.x)

OX