Tentin tekstisisältö

SVT-3200 Magneettipiirit ja muuntajat
Tentti 28.5.2010 Kirsi Nousiainen
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

Ovatko seuraavat väittämät tosia? Jos väittämä on oikein, niin esitä lyhyesti väittämää puoltavia
perusteluja tai, jos väittämä on väärin, niin perustele, miksi väittämä on väärin.
Huom! Pisteet (6 x 1 p.) tulevat perusteluista, ei arvauksista (vaikka olisivat oikeinkin).

a) Rautasydämisen kuristimen magnetointikäyrää voidaan linearisoida lisäämällä rautasydämeen
ilmavälejä.

b) Ilmasydämisen kuristimen induktanssia voidaan säätää ilmavälin pituutta säätämällä.

c) Sarjakuristimia käytetään verkossa loistehon kompensointiin.

d) Kuormitetun muuntajan rautasydämessä syntyvät pätötehohäviöt eivät riipu muuntajan
kuormitusvirrasta.

e) Yksivaiheinen kuorma ei aiheuta Yzn-kytkentäisellä muuntajalla vaihe ännitteiden epäsymmetriaa.

f) Kolmivaiheisen muuntajan ensiöpuolen (käämit kytketty tähteen) nollajohto eliminoi yliaallot
muuntajan magnetointivirrasta.

Kolmivaiheisesta 50 Hz verkkoon tarkoitetusta muuntajasta on annettu seuraavat kilpitiedot:
Yznl1, Sh= 50 KVA, Uni/Una on 20500/410 V, Pr = 885 W, P, =140 W, zx=3,9%, I;=1,1%

a) Kuinka suuri on muuntajan puhdas induktiivinen magnetointivirta nimellisolosuhteissa? (4 p.)
b) Mikä on muuntajan yläjännitekäämin kierrosluku, jos alajännitekäämin kierrosluku on 58? (2 p.)

Tarkastellaan edellisen tehtävän muuntajaa, jonka kuormana on 40 kVA tehokertoimella
cosp=0,85ind-

a) Laske kuinka suuri on muuntajan ensiön tarkka pääjännitteen suuruus, jos toision pääjännite on
410 V. (2 p.)

b) Piirrä ensiön jännitetasossa muuntajan yksivaiheiselle sijaiskytkennälle pätevä osoitinpiirros,
jossa näkyvät muuntajan ensiön ja toision vaihejännitteet, kuormitusvirta sekä muuntajassa
tapahtuva jännitehäviö. (2 p.)

c) Mikä on toision todellisen virran ja toision ensiöön redusoidun virran välinen kulma? (2 p.)

Kohdat a) ja b). Piirrä tehtäväpaperin kääntöpuolella olevien kuvien 1. a) ja b) 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? (2p.+2p.)

c) Perustele, mitä seuraavista kytkennöistä ei ole mahdollista toteuttaa tavanomaisilla
kolmivaihemuuntajarakenteilla ja miksi. Dy7, Yy9, Yd0, Dd3. (2 p.) Huom! Pisteet tulevat
perusteluista!

5.a) Osoita sopivilla osoitinpiirroksilla, miten syntyy yksinapaisia, avokolmiokäämillä varustettuja
jännitemuuntajia käytettäessä jännitesuure, jota käytetään maasulun ilmaisuun maasta erotetussa
keskijänniteverkossa. (3 p.)

b) Selosta, miksi induktiivisissa virtamuuntajissa käytetään kahta eri sydäntä. Mitä nimitystä
sydämistä käytetään ja mitä eroa niillä on? (3 p.)
Kuva 1.

 

a)

Pn mn mn mia oma 0

 

b)