Exam text content

 

SVT-3210 Magneettipiirit ja muuntajat
Tentti 11.9.2013 Kirsi Nousiainen

Hyväksyttyyn tenttisuorituksen edellytyksenä on vähintään kaksi pistettä vähintään neljästä
tehtävästä sekä yhteensä vähintään 12 pistettä.
Omia ohjelmoitavia laskimia saa käyttää.

a) Kuvan 1. rautasydän on piillä seostettua (1%) rautaa. Käämin
kierrosluku on 400, rautasydämen poikkipinta on 25 cm? ja vuon
kulkutie raudassa 35 cm. Ilmavälin pituus on 2 mm. Arvioi, kuinka 4
suuri on raudan = suhteellinen — permeabiliteetti, jos 3,4 A N
magnetointivirralla ilmavälissä vaikuttaa 0,8 T magneettivuontiheys.
FHajavuota, vuon pullistumista ilmavälissä ja raudan täytekerrointa ei
tarvitse ottaa huomioon. (/44,=47107 Vs/Am). (3 P)

b) Laske kuvan 1. rautasydämen muodostama reaktanssi (50 Hz). (3 p.)

i

  
 

 

 

 

01
Kamassi 1

kuva 1.

Kolmivaiheisesta jakelumuuntajasta on annettu seuraavat tiedot:

Dyn11, S= 50 k VA, Uni/Un on 20500/410 V, Pk = 885 W, P, =140 W, 2+=3,8% , I;=1,1%

a) Piirrä muuntajan mahdollisimman täydellinen yksivaiheinen sijaiskytkentä ensiön jännitetasossa.
Merkitse kuvaan sijaiskytkennässäsi kulkevat virrat ja kerro myös sanallisesti , mitä ne ovat. (2p.)
b) Laske sijaiskytkennän komponenttien arvot ja sijoita ne piirrokseesi. (2 p.)

c) Merkitse piirrokseesi myös, missä komponenteissa syntyvät muuntajan pätötehohäviöt ja kuinka
suuria ne ovat 80 %:n nimelliskuormalla ensiöjännitteen ollessa nimellisen suuruinen ( 2 p.)

a) Laske edellisen tehtävän muuntajan sijaiskytkennässä kulkevien virtojen suuruudet ja kulmat
(toision ensiöön redusoituun vaihejännitteeseen nähden), kun muuntajan toisiossa on 40 KVA:n
kuormitus (cosp=0,85;ng.) ja toisiojännite on nimellisen suuruinen. (2 p.)

b) Esitä sijaiskytkennän virrat ja jännitteet (myös muuntajassa tapahtuva jännitehäviö)
osoitinpiirroksena. (2 p.)

c) Piirrä ensiön ja toision käämien yli vaikuttavista jännitteistä osoitinpiirrokset, joiden perusteella
kellolukeman voisi määrittää. (2 p.)

Oheisessa kuvassa 2. on esitetty erään jakelumuuntajan (50 k VA, z:=3,9%) käämitysten

kytkentä. Käämikierrosluvut ovat N;=2511 ja N:=58

a) Osoita sopivilla osoitinpiirroksilla, mikä kytkentä (kellolukema) on kyseessä? (2 p.)

b) Mikä on muuntajan toisiojännite, jos sen ensiössä vaikuttaa 20500 V pääjännite? Perustele sopivilla
laskelmilla tai piirroksilla. (2 p.)

c) Voiko tämän muuntajan kytkeä syöttämään kuormaa tehtävän 2 muuntajan kanssa rinnakkain?
Perustele vastauksesi. (2 p.) N, /N, N,

 

 

 

 

kuva 2.

a) Yksinapaisen jännitemuuntajan ensiö-, toisio- ja avokolmiokäämityksen kierrosluvut ovat N; = 5000,
N2 = 25 ja N3 = 15. Mikä on jännite toisio- ja avokolmiokäämityksen yli, jos jännitemuuntaja on
kytketty verkkoon, jonka jännite on 20,5 kV? (2 p.)

b) a-kohdassa kuvattuja muuntajia on kytketty 20 kV:n verkkoon kolme ryhmäksi nollajännitteen
ilmaisua varten. Mikä on jännite toisiokäämin ja avokolmiokäämin yli (terveissä vaiheissa), kun
verkossa on jäykkä (vastukseton) maasulku yhdessä vaiheessa? Kuinka suuri on avokolmioon syntyvä
jännite? (4 p.)