Javna ustanova Mjeovita srednja kola Teoakkolska 2006/2007.godina

Maturski radTema :Transformatori

Kandidat:

Mentor:

........................... .Mehi Jasna

...............................................Nihad Redi dipl.ing.el.teh.

SadrajSadraj..................................................................................................................................1 Uvod.....................................................................................................................................2 Transformatori.....................................................................................................................3 Pojam svrha i primjena transformatora Princip rada transformatora Konstruktivna izvedba transformatora Pomoni dijelovi transformatora

Trofazni transformatori......................................................................................................11 Paralelni rad transformatora...............................................................................................14 Transformatori za ravnomjerno podeavanje napona........................................................16 Hlaenje transformatora.....................................................................................................17 Odnos transformacije, indukovani napon po navoju i namotaju.......................................18 Priblina konstantnost magnetne toka, magnetne indukcije, magnetnog napona i gubitaka snage u eljezu...................................................................................................................20 Prazan hod transformatora.................................................................................................21 Kratak spoj transformatora................................................................................................23 Gubici snage u transformatoru i njegov stepen korisnog djelovanja................................25 Nain rada transformatora.................................................................................................26 Posebne vrste transformatora.............................................................................................27 Autotransformatori Tronamotajni transformatori Transformatori za zavarivanje

Zagrijavanje transformatora...............................................................................................31 Zakljuak............................................................................................................................35 Koritena literatura.............................................................................................................36

2

UvodTransformator je statiki elektrotehniki aparat koji, pomou elektromagnetne indukcije, pretvara jedan sistem naizmjeninih struja u jedan ili vie sistema naizmjeninih struja iste uestanosti i obino razliitih vrijednosti struja i napona. Uloga transformatora u elektroenergetskom sistemu je veoma znaajna jer on omoguuje ekonominu, pouzdanu i bezbijednu proizvodnju, prenos i distribuciju elektrine energije pri najprikladnijim naponskim nivoima. Dakle, njegovom primjenom se, uz veoma male gubitke energije, rijeavaju problemi raznih naponskih nivoa i meusobne izolovanosti kola koje se nalaze na razliitim naponskim nivoima. Ovde e, prije svega, biti rijei o energetskim transformatorima.

Trofazni distributivni transformator

3

Transformator treba da bude projektovan i izraen tako da izdri mogua naprezanja kojima je izloen tokom svog ivotnog vijeka. Naprezanja u osnovi moemo da svrstamo u tri glavne grupe: elektrina, mehanika i toplotna. Kod elektrinih naprezanja prije svega treba obratiti panju na prenapone koji se javljaju kao posljedica prekidanja u kolu, atmosferskih pranjenja, lukova prema zemlji, kratkih spojeva, kao i ispitnih napona. Pojave praene velikim strujama u odnosu na naznaene (nominalne, nazivne) (kratki spojevi u mrei, kao i ukljuenje transformatora u praznom hodu), opasne su sa stanovita mehanikih i toplotnih naprezanja (ova naprezanja su proporcionalna sa kvadratom struje). Do poveanih toplotnih naprezanja dolazi i kod preoptereenja transformatora. Takoe treba obratiti panju i na buku transformatora

1. Transformatori 1.1. Pojam, svrha i primjena transformatoraTransformator je nepokretna elektrina maina koja slui da se naizmjenina struja jednog elektrinog kola pretvori u naizmjeninu struju drugog elektrinog kola uz nepromijenjenu frekvenciju, ali obino druge vrijednost napona i struje. Poto transformator nema pokretnih dijelova esto se ovakva maina naziva statika elektrina maina. Transformator prerobraava elektrinu energiju jednog napona i struje u elektrinu energiju drugog napona i struje. On slui da se vrijednost napona smanji ako se vrijednost napona poveava. Ovde se vrijednost struje smanjuje iako se vrijednost napona smanjuje onda se vrijednost struje poveava pri emu vrijednost snage ostaje priblino ista. Pri prenosu elektrine energije vodovima na velike udaljenosti transformattori imaju veoma vanu ulogu. Oni omoguavaju da se elektrina energija pod veoma visokim naponom i manjom vrijednou struje prenosi na velike udaljenosti. A to nam je potrebno da bi gubitak elektrine energije pri samom prenosu bio to manji. U hidri i termo elektranama generatori obino proizvode elektrinu energiju pod naponom od 6,3V do 16,5kV. Kada bi morali bez transformatora prenijeti elektrinu energiju pod ovim naponom kroz vodove bi morala tei veoma velika vrinjednost struje koja bi uzrokovala gubitak snage i pad napona iz ega proizilazi da je zadatak transformatora koji se postavlja u elektrani da podie generatorski napon na potrebnu visinu ( npr. 120, 220 ili

4

400kV ) pa se energija pod tim naponom prenosi na daljinu. Na kraju voda postavlja se drugi transformator koji smanjuje vrijednost napona. Na taj nain se omoguava brza, kvalitetna i ekonomina snabdjevenost nad elektrinom energijom svakog potroaa u domainstvu, industriji, poljuprivredi... Osim uloge transformatora u prenosu elektrine energije oni se koriste i kao pomone naprave pri putanju asinhronih maina u radu za mjerenje napona i struje transformatora, za regulaciju napona, za elektrine pei, za elektrino zavarivanje, zaJednopolna ema prenosa elektricne energije od generatora do potroaca

ispravljake svrhe u medicini, u tehnici slabe struje kao to su telefoni, radio i TV aparati. Podruije primjene transformatora je veoma iroko pa zbog toga i sam transformator ima mnogo konstruktivnih oblika.

5

1.2.

Princip rada transformatora

Principalna ema = jednostavnog transformatora t E 2 = N 2 t E1 = N1 t

Slika prikazuje jednostavni transformator postavljen od zatvorene eljezne jezgre i od dva namotaja namotana preko eljezne jezgre od kojih se jedan zove primarni, a drugi sekundarnin. Namotaj prikljuen na izvor elektrine struje naziva se primarni ili glavni, a namotaj na koji se prikljuuju potroai naziva se sekundarni namotaj ili sporedni namotaj. Sam rad transformatora zasniva se na pojavi elektromagnetne indukcije. Ako na primar prikljuimo izvor naizmjeninog napona U1 on e uzrokovati proticanje naizmjenine struje I1 koja e stvoriti magnetni tok . Magnetni tok postoji dok protie struja, raste i opada zajedno sa strujom to znai da je magnetni tok direktna posljedica elektrine struje, a zavisi jo i od magnetne provodnosti sredine kroz koju prolazi. Zbog toga e se u navoju koji obuhvata indukovani napon srazmjeran sa

6

vrijednou magnetnog toka i brzine njegove promjene. = t . Prema lencovom zakonu indukovani napon tei da stvori indukovanu struju takvog smjera koji se protivi

uzroku koji ju je izazvao, odnosno protivi se promjeni magnetnog toka. Zbog toga je njegova vrijednost srazmjerna sa negativnom vrijednosti brzine promjene magnetnog toka. Napon indukovan u namotajima transformatora proporcijonalan je brzini navoja svakog pojedinog namotaja. t E 2 = N 2 t E1 = N1Stubni tip jednofaznog transformatora

Indukovani napon u primarnom namotaju koji je nastao pod uticajem promjene magnetnog toka nazivamo indukovani napon samoindukcije po lencovom zakonom. On se protivi uzroku struje i napona dovedene na stezaljke primarnog namotaja i s njim e biti u ravnotei. Ovaj napon ograniava primarnu struju. Kad je sekundarni namotajStubni ili jezgrasti tip trofaznog transformatora

djeluje za vrijeme promjene magnetnog toka u sekundarnom namotaju postoji indukovani napon koji se naziva indukovani napon samoindukcije. Kada se sekundarni namotaj zatvori preko nekog potroaa po uticajem indukovanog napona protei e struja I2. Ona e imati takav smjer da e u svakom trenutku stvoriti magnetni tok suprotan magnetnom toku pa e zbog odranja transformacije primarni namotaj iz izvora povui utoliko veu struju da bi se magnetni tok odrao u prvobitnom stanju. Na ovaj nain je dolo do transformacije elektrine energije koju su doveli u primarni namotaj u elektrinu energiju koju iskoritavamo u sekundarnom namotaju.Ogrnuti ili oklopni tip jednofaznog transformatora

1.3

Konstruktivna izvedba transformatoraMagnetno jezgro transformatora Transformatori mogu biti trofazni i jednofazni. Prema obliku magnetnog jezgra

transformatora mogu biti stubni i ogrnuti

7

Jednofazni i trofazni transformatori imaju presjek stuba isti kao i jaram dok kod jednofaznih ogrnutih transformatora jarmovi i krajnji stubovi imaju polovian presjek unutranjeg stuba na kome su smjeteni namotaji, jer kroz njih protie polovian magnetni tok. Da bi se postiglo to potpunije obuhvatanje magnetnim tokom potrebno je da magnetno kolo transformatora bude napravljeno od materijala to vee magnetne provodnosti. eljezo i elik omoguavaju da se dobiju dovoljno velike vrijednosti magnetnih tokova uz to manje histerezne gubitke od svih feromagnetnih materijala. Ovom zahtjevu najbolje udovoljava eljezo koje sadri 0,5 do 5 % silicija. Pri izradi transformatorskog jezgra upotrebljava se eljezo u obliku tankog lima 0,5 do 0,35 mm, a sve zbog toga da bi gubitke usljed nastanka vrtlonih struja sveli na najmanje moguu mjeru. Da bi se smanjili gubitci usljed vrtlonih struja pri formiranju eljeznog jezgraSlaganje limova bez jezgra kod jednofaznog i trofaznog transformatora

8

ispred limova se postavlja izolacija. Izolacija moe biti lijepljena od papira sa jedne strane lima i u obliku laka koji se moe nanjwti sa jedne strane ili sa obje strane lima. Meutim, olovna se izolacija lima izvodi oksidacijom i posebnom hemijskom i elektrohemijskom obradom. Debljina izolacije pri nekim hemijskim i elektrohemijskim postupcima iznosi nekoliko mikrona. Pri slaganju limova njihova izolacija, nejednaka debljina, hrapavost povrine uzrokuje smanjenje eljezne jezgre. Osnovni nain sastavljanja jezgre vri se slaganjem limova. Slaganje limova se moe izvesti tako da zrani zazor bude to manji, jer za magnetni tok to predstavlja veliki otpor.

Namotaj vieg napona

Namotaj transformatora kod transformatora svaki od njegova dva nmotaja moe biti primarn ili sekundar. Zbog toga emo namotaj razlikovati i Sekcije po visini napona. namotaja napona Prema nainu postavljanja i meusobnog poloaja namotaja razlikujemo koncentrine i naporedne namotaje. Koncentrine namotaje nazivamo jo i cilindrini, jer su primar i sekundar oko jezgre postavljeni u obliku cilindra.Koncentricni namotaj prikazan na jednom stupu

9

Kod koncentrinih namotaja namotaji nieg napona postavlja se blie jezgri, jer se lake izoluje od jezgre. Za izolaciju jednog namotaja od drugog upotrebljavaju se izolacioni cilindri. Preko izolovanog cilindra koncentrino se postavlja namotaj vieg napona podjeljen na vie sekcija.stub jaram

namotaj nieg napona

namotaj vieg napona

Naporedni namotaj jednofaznog ogrnutog transformatora

Kod ovih namotaja primar i sekundar su u gubitku kolutova i sekundara oko jezgre jedan pored drugog. Pri izvoenju ovakvog namotaja vodi se rauna da su prsteni namotaja nieg napona blie jarmu. Ako imamo tri koluta vieg napona ondar jedan kolut nieg napona djelimo na dva djela i oni su blie jarmu. Naporedni namotaji se primjenjuju kod ogrnutih transformatora i mogu biti pravougaonog ili krunog oblika. Kruni oblik se ee upotrebljava zbog toga to lake podnosi naprezanja, uostalom pri kratkim spojevima transformatora. Ako poredimo koncentrini i naporedni namotaj onda su u pogledu izolacije koncentrini namotaji sigurniji, jer se izolacioni cilindar moe izraditi iz jednog komada dok se kod naporednih namotaja izolacija sastoji iz vie djelova. to se tie hlaenja koncentrinih namotaja oni su takoer pogodniji, jer prostor izmeu namotaja omoguava nesmetano prirodnu cirkulaciju ulja ili vazduha. Kod

10

naporednih namotaja poloaja prostora izmeu kolutova je okomit na prirodni smjer cirkulacije ulja ili vazduha pa se zbog toga umanjuje sposobnost hlaenja namotaj. Meutim, kod koncentrinih namotaja imamo vee rasipanje magnetnog toka, a time i veim induktivni pad napona, u tom pogledu naporedni namotaji imaju prednost. Moemo rei da su koncentrini namotaji za izradu jednostavniji, u radu efikasniji i jeftiniji pa se zbog toga namotaji transformatora uglavnom izrauju kao koncentrini. Za izradu namotaja se koristi isti elektrolitski bakar i aluminijum. Najee se upotrebljava mekani bakar za manje snage transformatora. Kod veih snaga transformatora se koristi tvrdi bakar da bi se mogle izdrati velike sile naprezanja koje se javljaju pri kratkim spojevima. Za izolaciju izmeu namotaja kao i prema eljeznoj jezgri upotrebljava se pamuk, sintetiki lak, svila, papir, drvo, mineralna i sintetika ulja itd. Ovi materijali moraju biti otporni i na transformatorsko ulje i nesmiju uticati na smanjenja njegovih izolacionih sposobnosti. Izolaciona sposobnost ovih materijala takoer zavisi i od temperature.

1.4.

Pomoni dijelovi transformatoraSem eljezne jezgre i namotaja energetski transformatori imaju i pomone djelove

kao to su kotao, konzervatori ili dilataciona posuda provodne izolatore, buholcov relej, pokaziva nivoa ulja, suionila vazduha, termometar, zavrtaj, uzemljenje. Transformatori veih snaga se postavljaju u kotlove napravljene od elinog lima. Debljina lima zavisi od veliine transformatora i kree se od 0,8 do 8 mm. kakko je ispunjen uljem koje slui

11

za izolaciju, a i za hlaenje. Poklopac samog kotla mehaniki je vezan za transformator tako da se u sluaju kvara ili remonta zajedno sa poklopcem vadi transformator. Na poklopcu kotla nalazi se prsten za postavljanje termometra koji ima zadatak da mjeri temperaturu ulja gornjim slojem kotla. U donjem djelu kotla nalazi se otvor za isputanje ulja, zavrtaj za uzemljenje i tokovi za lake manipulisanje kotlom transformatora. Toplo transformatorsko ulje nesmije doi u direktan dodir sa vazduhom jer bi moglo oksidirati i ovlaiti se. Zbog toga koristimo konzervator, a to je valjkasta posuda ija je zapremina deset puta manja od zapremine kotla. Konzervator se postavlja na poklopac kotla i sa kotlom transformatora spojen je pomou tanke cijevi koja spaja kotao i konzervator koja u konzervator ulazi neto manje vie iznad dna konzervatora i savijena je tako da njen otpr bude ispod nivoa ulja. Na konzervatoru imamo pokaziva nivoa ulja. Pri zagrijavanju ulje se iri i tee prema konzervatoru i kada se ohladi vraa se natrag u kotao. Na cijevi koja spaja konzervator i kotao transformatora postavlja se zatitna naprava koju nazivamo Buholcov relej. Sastoji se od posude u kojoj se nalazi jedna ili dvije eljezne sklopke sa jednim ili dva plovka. Pri normalnom radu transformatora posuda je puna ulja i plovak je pritisnut prema poklopcu posude. Pri svakom unutranjem kvaru transformatora nastaje elektrini luk usljed ega dolazi do isparavanja ulja. Mjehurii nastalog gasa laki su od ulja i izlaze iz kotla prema konzervatoru i prije konzervatora nailaze na buholcev relej gdje svojim pritiskom smanjuju nivo ulja u posudi. Plovak ili plovci zatvaraju kontakte ivine sklopke odnosno elektrino kolo releja koji daje svjetlosni ili zvuni signal i upozorava na neki kvar. Ukoliko u transformatoru doe do veeg kvara uz prisustvo kratkog spoja gdje dolazi do poara. Tada nivo ulja jo opada u posudi ponovo plovak aktivira ivinu sklopku koja zatvara elektrino kolo u kojem se nalazi prekida koji odmah iskljuuje transformator iz pogona. Kod uljnih transformatora postoji provodni izolatori koji izoluju krajeve namotaja ili izvode koji vode od stezaljki namotaje u kotlu kroz poklopac na stezaljku na vanjski odvod. Da pri visokom naponu nebi dolo do proboja izolacije u prolazu kroz poklopac kotla provodni izolator mora biti dovoljno vrst, ne samo mehaniki nego i izolatorski.

2. Trofazni transformatori

12

Za preobraaj elektrine energije trofazni naizmjeninih struja koriste se nilo tri jednofazna transformatora, bilo trofazni transformator sa zajednikim magnetnim kolom za sve tri faze. U Evropi se koristi ovo drugo rjeenje. Navoj primara i sekundara trofaznih transformatora mogu se sprezati na tri naina u tougao, zvijezdu ili slomljenu zvijezdu. Sprege navoja transformatora oznaavaju se slovima i to za visoki napon velikim i malim. Sprega u trougao oznaava se sa D i d, sprega u zvijezdu sa Y i y, a sprega u slomljenu zvijezdu, posto se neprimjenjuje za visoki napon, sa z.

Slika1. Oznake krajeva jednofaznog transformatora

13

Slika 2.Oznaka krajeva trofaznog transformatora zvijezda zvijezda

Krajevi visokog napona transformatora oznaavaju se velikim slovima, krajevi niskog napona malim. Kod trofaznih transformatora krajevi navoja koji se izvode na poklopac transformatora oznaavaju se sa A B C odnosno a b c. Od vrste sprege zavisi dali e to biti ulazi u navoje pojedinih faza ili izlazi iz njih. Sekundarni indukovani napon moe kasniti ili prednjaiti primarnom indukovanom naponu. Ovaj fazni razmak zavisi od naina sprezanja navoja. Da bi se mogao odrediti, potrebno je imati dijagram sprezanja. Ovaj dijagram crtamo prema sljedeim pravilima: Transformator uvijek posmatramo sa strane visokog napona, na emi predstavljamo navoje visokog napona gore, navoje niskog napona dole. Poklopac transformatora dijelimo simetralom LM na dva dijela, koje crtamo iznad odgovarajueg navoja ( slika 3 ).

p Slika 3. Uz objanjenje pravila za crtanje dijagrama sprezanja

14 p

Slika 4. Sprega Yy0

3. Paralelan rad transformatora

15

Pod paralelnim radom dvaju ili vie transformatora podrazumijeva se njegov zajedniki rad kad su im primarni navoji prikljueni na zajednike primarne sabirnice, a sekundarni navoji na zajednike sekundarne sabirnice ( slika 5 ). Paralelan rad transformatora ispravan je ako pri praznom hodu, tj. kad skupina transformatora ne alje energiju u mreu, nikakva struja ne krui od transformatora do transformatora i ako pri optereenju transformatori dijele to optereenje srazmjerno svojim normalnim snagama.

Slika 5. Sprezanje transformatora za paralelni rad

Da bi paralelni rad bio ispravan, transformatori moraju da ispune sljedee uslove: 1. Sekundarni naponi pri praznom hodu moraju biti jednaki,U 01

= U

02

= ... = U

0n

, tj. odnosi preobraaja moraju biti jednaki m1 = m2 = ... = mn

2. Transformatori moraju biti iste sprene skupine 3. Relativni naponi kratkog spoja, odnosno relativne promjene napona treba da budu bar priblino jednake. Ako prvi uslov nije ispunjen, izmeu transformatora pojavit e se struje izjednaenja srazmjerne razlici sekundarnih napona. Te lokalne struje javljaju se i kad Fe skupina transformatora u praznom hodu, pa predstavlja ist gubitak elektrine energije.

16

Struja izjednaenja dvaju transformatora tee rednim kolom koje se sastoji samo od navoja oba transformatora. Zbog toga bi, pri nominalnom optereenju skupine od dva transformatora jednakih snaga, transformator sa viim naponom praznog hoda ( manjim odnosom preobraaja ) bio preoptereen, dok transformator iste snage ili sa veim odnosom preobraaja ne bi bio dovoljno optereen. Poto je trajno optereen transformator nedozvoljeno, sluaju nejednakosti odnosa preobraaja ne bi se morala koristiti ukupna nominalna snaga skupine transformatora. Kako je struja izjednaenja ograniena samo impedansama navoja dva transformatora, ak i pri maloj razlici odnosa preobraaja, ona moe da dostigne vrijednost veu od nominalne struje bilo kog transformatora. Zbog toga se dozvoljava paralelni rad transformatora sa razliitim odnosima preobraaja ako je ispunjen slijedei uslov:m = m1 m2 m 100 0,5

%Gdje je relativna razlika odnosa preobraaja, a m=(m1+m2)/2 srednji odnos preobraaja. Ako drugi uslov ne bi bio ispunjen, sekundarni fazni naponi bili bi u faznom raskoraku i u zajednikom kolu transformatora pojavio bi se napon jednak geometriskoj razlici sekundarni napona, pod ijim dejstvom bi se javila struja izjednaenja znatno vea od napona nominalnih struja transformatora. Trei uslov o jednakosti relativni promjena napona omoguuje dobar paralelni rad transformatora, tj. da transformatori alju u mreu snage srazmjerne svojim nominalnim snagama. Ovaj rezultat se izvodi iz posmatranja spoljnih karekteristika dvaju transformatora. Uzmimo prvo sluaj paralelnog rada dva transformatora kod kojih su sva tri uslova ispunjena, ali im snage nisu jednake, tj. spoljnu karakteristiku U ( Ps ) dobit emo sabiranjem snaga koje na karakteristikama transformatora odgovaraju istom naponu. Za neko optereenje mree napon e U"=CM biti ako iz take M povuemo horizontalu MN, ona e sjei karakteristike transformatora u takama M1 i M2 to znai da manji transformator daje snagu Ps =OC , dok vei daje snagu Ps =OC .1 1 2 2

Spoljnu karakteristiku dobivamo na isti nain sabirajui snage koje odgovaraju istom naponu.

17

Treba izbjegavati paralelan rad dvaju transformatora ije snage stoje u odnosu veem od 3 : 1. Ponekad se mogu sprezati za paralelni rad i transformatori kod koji satni brojevi nisu jednaki ako se prevezivanjem njihovih krajeva moe postii jednakost faznih razmaka. Transformator sa nejednakim satnim brojevima, koji mogu da rade paralelno, svrstavaju se u tri skupine.

4. Transformatori za ravnomjerno podeavanje naponaa) Transformatori sa kliznim kontaktima Ovdje za ravnomjerno podeavanje ( regulisanje ) sekundarnog napona transformatora slue kontaktne direktne, koje klize po ne izolovanoj spoljnoj povrini sekundarnog navoja, usljed ega se mijenja broj navoja sekundara. Ova metoda iroko se + - PM koristi kod laboratorijskih autotransformatora male snage. b) Transformatori sa predmagneenjem kolaU'1 N'11

N'1

U''1 U''

U'2

N''2 U'2 N'2

U''2

PM

Slika 6. Transformator za ravnomjerno podeavanje napona sa predmagneenjem

Na slici 6. data je jedna od moguih transformatorskih ema za ravnomjerno podeavanje sekundarnog napona sa predmagneenjem magnetnog kola jednosmjernom strujom. U emi se koriste dva jednofazna transformatora 1 i 2, koji imaju razliite odnose preobraaja ( m m ). Svaki od transformatora ima rascijepljeno magnetno kolo,1 2

18

koje se dopunski magnetie jednosmjernom strujom koja protie kroz navoj M. Kako primari, tako i sekundarni transformatora 1 i 2 vezani su na red. Pri odvojenom podeavanju predmagneenja transformatora 1 i 2 pokazuje da se teoretski napon U"=U" +U" mijenja u granicama od U"=m U, do U"=m U.1 2 1 2

Praktino se napon U ravnomjerno moe podeavati u neto uim granicama. Spoljnu karakteristiku skupine U" ( Ps ) dobit emo sabiranjem snage koje na karakteristikama transformatora odgovaraju istom naponu. Za neko optereenje mree Ps=OC napon e biti U"=CM. Ako iz take m povuemo horizontalu MN, oni e sjei karakteristike transformatora u takama M i M , to znai da manji transformator daje1 2

snagu Ps =OC , dok vei daje snagu Ps =OC . Jasno je da se nikada nee desiti da jedan2 1 1 2

transformator bude preoptereen, jer kad optereenje mree opadne, smanjuje se optereenje svakog transformatora srazmjerno njegovoj snazi. Ako trei uvijek nije ispunjen u sluaju npr. dva jednaka transformatora, transformator sa manjom relativnom promjenom napona bio bi vie optereen.

5. Hlaenje transformatoraPri radu transformator se zagrijava, a ono dolazi do dulovih gubitaka u namotajima primara i sekundara i usljed gubitaka u eljeznoj jezgri koji nastaju usljed histereze i vrtlonih struja. Da nebi bio izloen oteenju ili eventualnom unitenju izolacioni materijal namotaja nesmije imati maksimalnu doputenu temperaturu koja je kod svih transformatora 95C, a kod uljnih transformatora 110C ako je transformator u svom radu optereen nazivnim optereenjem onda to optereenje mora biti trajno, a da temperatura namotaja ne poraste iznad dozvoljene vrijednosti. Na najveu dozvoljenu vrijednost transformatora utie i temperatura okolnog vazduha. Imamo transformatore koji se hlade prirodnim strujanjem vazduha ili ulja i transformatori koji se hlade prinudnim strujama vazduha ili ulja. Transformatori koji su otvoreni hlade se samo vazduhom nazivamo suhim transformatorima. Poto je koeficijent odvoenja toplote u vazduhu nije veliki suhi transformatori sa prirodnim hlaenjem obino se grade za male snage i za napone od 6 do 10 kV. Da bi se poboljalo hlaenje izmeu namotaja koje dijelimo postavljamo aluminijumske limove i time poveavamo povrinu hlaenja. Danas

19

se transformatori stavljaju u kotlove ispunjene uljem pa ih zbog toga nazivamo uljnim transformatorima. Ulje ima 10 puta vei koeficijent odvoenja toplote od vazduha. Namotaji i jezgro transformatora zagrijavanjem postaju topliji od ulja usljed ega dolazi do njegovog strujanja unutar kotla. Na taj nain ulje prenosi toplotu sa toplih povrina transformatora uz hladne zidove kotla. Zbog nastanka razlike temperature izmeu zidova kotla i okolnog vazduha oko povrine kotla dolazi do prirodnog strujanja vazduha. Kod transformatora veih snaga povrina kotla se vjetaki poveava na taj nain da se boni zidovi kotla izrauju od valovitog lima, kod transformatora strednjih snaga ( od 50 do 400 kVA ) povrina hlaenja se poveava cijevima u nekoliko redova ije su bone strane zavarene u kotlove kroz ove cijevi e strujati ulje, kod transformatora vrlo velikih snaga vie od 10 MVA primjenjuje se sistem hlaenja gdje se strujanje ulja ostvaruje posebnom pumpom kroz spiralnu cijev koja je smjetena u hladnom vodu gdje se ulje hladi i tako ohlaeno vraa u transformator. Ovakav nain hlaenja je veoma pouzdan, ali je i skup zbog primjene dopunskih ureaja sa pumpom u sistemu hlaenja.

6. Odnos transformacije, indukovani napon po navoju i namotajuKada je sekundarni namotaj otvoren ( I = 0 ), a kroz primarni namotaj protie2

struja onda je jasno da e se tada magnetni tok javljati pod uticajem primarne struje. Magnetni tok mijenja se po sunisoidalnom zakonu i kao takav u svakom e navoju kroz koje prodre napon indukovati napon. Vrijednost indukovanog napona jednog navoja moe se izraunati prema obrascu E = 4,44 f .n

= B S Fen m

B maksimalna vrijednost magnetne indukcije,m

S Fe popreni presjek eljezne jezgre, maksimalna vrijednost magnetnog toka.n

Magnetni tok zajedniki je i za primarni i za sekundarni namotaj pa e on u svakom navoju pripasti primaru ili sekundaru indukovati ist vrijednost napona e = e = e.1 2

Indukovani napon u primaru E = N = E.1 1

20

Indukovani napon E suprotan je naponu mree i to je protu napon. On se od1

napona mree razlikuje samo za vrijednost omskog i induktivnog otpora pada napona na njima. Ovi padovi napona iznose svega nekoliko procenata E U.1

E = N E indukovani napon u namotaju sekundara. Ako sekundarno kolo se2 2

zatvori onda e uzrok proticanja struje I predstavljat napon E . Napon na krajevima U2 2 2

2

razlikovat e se od napona E za vrijednost pada napona pa usljed omskog i induktivnog otpora namotaja sekundara. Pri nominalnom optereenju ovi padovi napona iznose svega nekoliko procenata pa moemo napistati :

E2 U 2 N1 4,44 f m E1 N = = 1 E2 N 2 4,44 fm N2 k= U1 N = 1 U2 N2

k prernosni odnos transformatora ili odnos transformacije Kod nominalnih optereenja transformator moemo zanemariti gubitke ije su vrijednosti zaista male u odnosu na dovedenu snagu na primar.

U 1 I1 cos 1 U 2 I 2 cos 2 cos 1 = cos 2 U 1 I1 = U 2 I 2 U1 I = 2 U2 I1 k= U1 N I = 1 = 2 U2 N2 I1

21

7. Priblina konstantnost magnetne toka, magnetne indukcije, magnetnog napona i gubitaka snage u eljezuU postrojenjima za prenos elektrine energije predvieno je da transformatori rade pod stalnim naponom koji se u toku vremena mijenja sinusoidalno i kada se kae da je konstantna onda se misli na njegovu efektivnu vrijednost isto se ovo odnosi i na indukovane napone i struje. Protunapon prinara E priblino je jednak naponu dovedenog1

na primar namotaja poto je doveden napon. Poto je dovedeni napon pri stalnoj frekvenciji konstantan to e i protunapon biti konstantan. Slino je i sa indukovanim naponom po jednom navoju E = E / E = const.1 2

Indukovani napon E = 4,44 f m pri stalnoj frekvenciji f proporcionalan je sa magnetnim tokom m to znai kada su primarni napon i frekvencija konstantna vrijednost, maksimalna vrijednost magnetnog toka ima priblino istu vrijednost pri radu transformatora od praznog hoda do nominalnog optereenja. m = const = B S Fen m

Iz formule = B S Fe slijedi da e maksimalna vrijednost magnetne indukcijen m

ostati priblino konstanti vrijednosti pri svim stanjima transformatora praznog hoda do nominalnog optereenja. Poto je m priblino konstantnoj vrijednosti i maksimalna vrijednost magnetnog napona potrebno je za odravanje magnetnog toka. M = I N1 1

Priblino konstantna vrijednost magnetnog toka i magnetne indukcije u eljeznoj jezgri transformatora prikljuenog na mreni napon upuujemo to da su gubici snage u

22

eljezu transformatora priblino konstantne vrijednosti pri bilo kom optereenju transformatora praznog hoda do nominalnog optereenja.

8. Prazan hod transformatoraPod praznim hodom transformatora podrazumijevamo takav granini reim rada pri kojem se na njegove stezaljke dovodi neki napon, a sekundarne stezaljke ostaju otvorene.

U1

I0

Napon U u primarnom namotaju izaziva struju I . I je struja praznog hoda1 0 0

transformatora i kree se u granicama od 3 do 10 % nominalne struje primara. Glavna

23

komponenta struje praznog hoda je struja I koja stvara magnetni napon, a ovaj upadm

magnetnog toka koji je u fazi sa njim. Magnetni tok zaostaje i za vektorom napona U za 90o i zato je nazivamo jalovom komponentom. Manji dio struje se troi na1

savladavanju gubitaka snage i obiljeava je sa I . To je aktivna komponenta strujek

praznog hoda iznose oko 10 % njene ukupne vrijednosti pa je u razmatranju moemo zanemariti. Magnetni napon stvara magnetni tok koji se veim dijelom zatvara kroz eljeznu jezgru, a poto prolazi kroz oba namotaja transformatora to on predstavlja glavni magnetni tok transformatora. Drugi znatno manji dio magnetnog toka zatvara se iza jezgre i obuhvata samo primar. Taj dio toka nazivamo primarni rasipni tok oko 10 % ukupnog magnetnog toka.m1

koji iznosi

A

I0

r1 Glavni magnetni tok i u primarnom i u sekundarnom indukuje napon E + E1 r1 r1

2

dok rasipni magnetni tok indukuje napon E , ali samo u primarnom namotaju. Kada je transformator u praznom hodu odnosno kada je neoptereen on ne vri nikakav rad pa se snaga P troi samo na savladavanje gubitaka praznog hoda. Gubici u bakru primarnog0

namotaja transformatora su vrlo mali zbog male vrijednosti praznog hoda I i iznose oko0

2 % gubitaka praznog hoda pa ih moemo zanemariti. Gubici u eljezu nastaju usljed histereze i vrtlonih struja. Osim ovih gubitaka postoje i dodatni gubici u eljezu koji iznose 15 do 20 % ukupnih gubitaka u eljezu, a oni nastaju u eljeznoj jezgri usljed promjene u sastavu pri mehanikoj izradi limova jezgre i pri njihovom sastavljanju i izazvani su rasipanjem magnetnih tokova. Osnovni gubici u eljezu iznose P = P + P .Fe k e

24

P = P + P = ( 1,15 1,20 ) P0 Fe d

Fe

9. Kratak spoj transformatoraPod kratkim spojem podrazumijevamo takav reim rada pri kojem je na primarniIk1

namotaj prikljuen nominalni napon, a krajevi sekundarnog namotaja su kratko spojeni,G U1 E1 E2

tj. impedanse su jednake nuli.

Razlikujemo udarni kratki spoj transformatora koji nastaje u uslovima rada odnosno eksplatacije kratkog spoja koji nastaje u procesu ispitivanja. Eksplatacioni spoj transformatora nastaje mimo nae volje, vrlo je opasan po transformator jer njegovim namotajima teku struje i do 20 % vee od minimalne. Ovoliko velike struje izazvale bi veliko zagrijavanje namotaja i dovele bi do njegovog brzog unitenja. Vrlo velike struje uzrokuju i vrlo velika mehanika naprezanja kako izmeu pojedinih dijelova namotaja tako i izmeu samih namotaja. Poto kratki spoj transformatora moe unititi u bilo koje vrijeme potrebno je transformator u pogonu osigurati ureajima koji bi ih pri pojavi kratkog spoja iskljuili iz rada. Velike struje kratkog spoja izazivaju velike magnetne otpornosti koji u jezgri stvaraju velike magnetne tokove i velike magnetne indukcije. Kada vrimo ispitivanje transformatora tada moemo umjereno izazvati kratki spoj pri

25

emu vodimo rauna da ne doe do oteenja transformatora ograniavajui struje kratkog spoja. To inimo na taj nain to na krajeve primarnog namotaja dovodimo znatno manji napon od nominalnog odnosno dovedemo tolkiu vrijednost napona da struje u namotajima transformatora ne bude vea od nominalne i taj napon je napon kratkog spoja.Uk = Uk 100% Un

Ovaj napon izraen u procentima veoma je znaajna veliina i napisana je na ploici transformatora. Napon kratkog spoja za transformatore male i srednje snage je u granicama od 2,5 do 5 %, dok je za transformatore velikih snaga njegova vrijednost 10 do 15 %. Na osnovu izmjerenog napona kratkog spoja lako se dolazi do eksplatacione struje I.k

Un Ik = Uk In

Pri eksperimentalnom spoju transformatora magnetni tok u njegovoj jezgri je veoma mali odnosno mala indukcija, a gubici u eljezu su PNP sa kvadratom magnetne indukkcije. Poto je pri kratkom spoju sada napon 20 puta manji od nominalne vrijednosti, to e za toliko puta biti manja i magnetna indukcija u jezgri pa prema tome i manji gubici u eljezu. Ako pri ispitivanju transformatora u kratkom spoju za ispitnu struju odaberemo nominalnu struju transformatora i dobit emo nominalnu snagu kratkog spoja. P kn = I m R1 + I m Pkn =2 2

Pkn 100% Pn

To je veoma vana eksplataciona veliina i esto je izraena u procentima. Vrijednost Pkn

ide i do 4 %. Gubici snage u bakru pri nominalnom optereenjuk n

transformatora jednaki su nominalnoj snazi kratkog spoja pri I = I .

26

10. Gubici snage u transformatoru i njegov stepen korisnog djelovanjaPrema prirodi njegovog nastajanja gubici se mogu razvrstati na magnetne, elektrine i dielektrine. Po mjestu gdje nastaju imamo gubitke eljeza P bakru P0 Cu D Fe,

gubitke u

i gubitke u dielektriku P . Prema nainu mjerenja imamo gubitke u praznomk

hodu P i gubitke u kratkom spoju P . Magnetni gubici nastaju usljed histereze i vrtlonih struja, a nastaju u eljeznoj jezgri pa ih nazivamo gubici u eljezu. Oni ostaju nepromjenjeni od praznog hoda do punog optereenja predestavljaju veliki dio gubitaka u praznom hodu da bi se smanjio gubitak snage usljed vrtlonih struja magnetnog kola transformatora gradi od meusobno tankih limova dok gubitke usljed histereze smanjujemo tako to koristimo transformatorske limove sa primjesom silicija sa primjesom od 4 %. Gubici u eljezu se kreu 1 % nominalne snage. Elektrini gubici ili gubici u bakru nastaju dvojako. To su dulovi gubici I 2R i gubici usljed nejednakosti gustine struje u provodniku. Obje ove vrste gubitaka nastaju u namotajima primara i sekundara. Eksperimentalnim kratkim spojem mjerenjem dolazimo do zbira svih elektrinih gubitaka. Gubitke nastale usljed nejednakosti struje kod velikih presjeka smanjujemo na taj nain to provodnik sastavljamo iz tankih meusobno izolovanih paralelnih traka koje se postavljaju tako da se nalaze u rasipnom magnetnom toku dielektrini gubici nastaju usljed pojave dielektrine histereze u tenim izolacionim materijalima. Ovi gubici posebno kod trofaznih veih snaga su relativno mali pa ih moemo zanemariti. Korisna ili predana elektrina snaga P sekundarnog namotaja je2

27

manja od dovedene elektrine snage na primarnom namotaju P za onoliko koliko iznosi1

suma gubitaka P .g

P = P + P1 2

g

. P2 P2 = = Moemo ga odrediti direktno metodom mjerenjem dovedene i utroene P P 1 1 + P g snage pomou vatmetra. Meutim ova metoda je nepouzdana pa koristim indirektnu metodu tako to pri eksperimentalnom praznom hodu odredimo gubitke u eljezu i pri eksperimentalnom praznom hodu odredimo gubitke u bakru pri nekom proizvoljnom optereenju.P2 ( W ) P Fe P Cu P Cu

Odnos izmeu korisne i utroene snage transformatora

11. Nain rada transformatoraI1

P Fe

P ( VA )

I2

G

E2

E1

U2

Z

Slika 11.1.

U praznom hodu u jezgri transformatora struja magnetiziranja stvara glavni magnet koji obuhvata oba namotaja i u njima indukuje napone E1 i E2. Napon E1 sa polovima napona dri ravnoteu prikljuenom naponu ako na sekundarni namotaj prikljuimo nekakvo optereenje. Onda e kroz njegovo elektrino kolo napon E2 protjerati struju E2 ija e vrijednost kao i njen fazni pomak biti odraen prividnim otporom elektrinog kola. Veliina njegove komponente prolazei kroz elektrino kolo struja I2 stvara magnetni napon M2 = I2 N2 koji svojim djelovanjem slabi magnetni napon M1 = I N . Glavni magnetni tok na ovaj nain bi oslabio, a time i indukovani0 1

28

napon I zbog smanjenja magnetnog napona M . Smanjeni napon E u ovom sluaju nebi1 1 1

mogao drati ravnoteu U zbog toga bi primarni namotaj morao povui iz mree struju1

tolike vrijednosti da bi se moglo kompenzovati djelovanje struje sekundarnog namotaja.

12. Posebne vrste transformatoraImamo posebne vrste transformatora koje se po principu rada razlikuju od dosadanjih transformatora, ali je njihova konstruktivna izvedba prilagoena za specijalnu upotrebu. U posebne transformatore spadaju transformatori sa jednim namotajem autotransformatori, transformatori za zavarivanje, mjerni transformator, regulacioni transformator kao tronamotajni.A U 1 12.1. B Autotransformatori

I1 I2 - I1 C A I1

I2

B

a

U2

b

29

Slika 12.1.1.

Pri prenosu elektrine energije potreban je autotransformator za mnogo manju snagu od ove koje bi prema veliini prenosne snage trebao imati transformatoriji su namotaji elektrini odvojeni. Autotransformator nema iroku primjenu odnosno ne upotrebljavamo ga umjesto drugih vrsta namotajnog transformatora. Namotaji su neovisno elektrino povezani pri normalnom radu visoki napon se nee pojaviti u namotajima visokog napona. Mautim u raznim prelaznim reimima koji nastaju iznenadnim promjenama optereenja postoji velika vjerovatnoa pojave visokog napona u skundaru. To bi izazvalo unitenje transformatora i opasnost po ljudske ivote. Zbog toga se u mreama srednjeg i visokog napona upotrebljavaju autotransformatori kod kojih razlika izmeu primarnog i sekundarnog napona ne prelazi granicu. Da bi se smanjilo magnetno rasipanje dijelovi namotaja koji pripadaju niem i viem reimu rada izvode se u dva sloja. 12.2. Tronamotajni transformatori

6 3~

35 kV

110 kV

Slika 12.2.1

Tronamotajni transformatori sa jednim primarom i dva sekundara u mnogim sluajevima je potrebno da iz jedne elektrane ili transformatorske stanice razvedenu elektrinu energiju u raznim pravcima pod naponom razliite vrijednosti. esto se u takvim sluajevima umjesto veeg broja transformatora sa dva namotaja upotrebljavaju

30

transformatori sa tri namotaja nije vrijedilo sluaj da iz dva elektrina izvora generatora trebamo usmjeriti elektrinu energiju u jednom pravcu. U ovom sluaju koristimo tronamotajni transformator sa dva primara i jednim sekundarom.

12.3.

Transformatori za zavarivanjeIL

E

U1

U2

IL = I2

U0 1

IL - I2

2 3 I2 * Ik I

Slika 12.3.1 ema transformatora za elektroluno zagrijavanje

Konstrukcija transformatora za zagrijavanje zavisi od toga dali emo vriti luno, avno ili takasto zagrijavanje. Slika prikazuje emu transformatora za elektroluno

31

zagrijavanje. Na jedan kraj transformatora prikljuen je predmet koji je potrebno zagrijavat dok se drugi kraj preko prigunice spaja na elektrodu E za zagrijavanje. Prigunica ima zadatak da sniava napon, odnosno da ograniava struju u elektrinom kolu. Sa transformatora spajamo serijski samo onda kada je unutranji pad napona transformatora mali pa njime nije mogue postii potrebnu vanjsku karakteristiku. Vrijednost napona praznog hoda transformatora za zagrijavanje koji je potreban za paljenje elektrinog luka kree se u granicama od 60 70 V. Da bi elektrini luk, gdje se elektrina energija pretvara u rad. Da bi bio stabilan vanjska karakteristika mora naglo opadati. Uspostavljanje elektrinog luka ostvarujemo kratkim spojem transformatora, a to je dodir elektrode sa predmetom koji zavarujemo. U ovom sluaju to smatramo normalnim stanjem. Ovo traje vrlo kratko vrijeme i na vanjska karakteristika odgovara taci 3 kada sekundarnim namotajem tee struja I . Ako malo udaljimok

elektrodu od predmeta, izmeu njih nastaje elektrini luk na vanjskoj karakteristici. Ovom pogonskom stanju odgovara taka 2 pri pemu je struja manja i odgovara struji I2 2 2

za sekundarni napon U . Napon U odrava elektrini luk i zove se napon luka. Ukoliko nastavimo udaljavanje elektrode od predmeta dolazi do gaenja luka i u tom sluaju e se transformator nai u stanju praznog hoda. To stanje na vanjskoj katakteristici odgovara taki 1.

13. Ekvivalentna ema transformatoraEkvivalentna ema transformatora predstavlja pojednostavljeni model pomou kojeg moemo, na posredan nain, bez stvarnog optereenja, da predvidimo ponaanje transformatora u raznim uslovima rada. Parametre ekvivalentne eme odreujemo na jednostavan nain iz standardnih ispitivanja transformatora u ogledu praznog hoda i kratkog spoja. Sve veliine i parametri ekvivalentne eme su fazne vrijednosti, a veliine i parametri sekundara svedeni su na primar (preraunati sa kvadratom odnosa broja navojaka na primar).

32

Slika 13.1. Ekvivalentna ema transformatora

14. Zagrijavanje transformatoraPri procesu preobraaja elektrine energije u transformatoru jedan dio energije se pretvara u toplotu, to sa stanovita korisnika predstavlja gubitke. Toplota proizvedena gubicima zagrijava dijlove transformatora (magnetno kolo, namotaje, izolaciju, sud) i izaziva porast njihove temperature u odnosu na okolnu sredinu (ambijent). U odnosu na gubitke usljed magneenja ("gubici u gvou"), gubici u usljed optereenja ("gubici u bakru") su znaajniji po veliini i posledicama, zato to izolacija provodnika namotaja predstavlja najosjetljiviji dio transformatora s obzirom na toplotna naprezanja. Porast temperature, u optem sluaju, zavisi od veliine i vremenske funkcije optereenja (trajni rad, ciklini rad i rad u vanrednim uslovima) i naina i efikasnosti hlaenja. Sa porastom snaga transformatora problem zagrijavanja postaje sve izraeniji, jer su gubici priblino srazmjerni sa zapreminom, a odvoenje toplote sa povrinom. Ogranienja temperature su razliita za razne materijale. Kao to je ve istaknuto, najosjetljivija je izolacija provodnika, koja sa vremenom stari, tj. smanjuje joj se kvalitet i to utoliko bre ukoliko joj je vea temperatura na kojoj se nalazi. Dakle, vijek trajanja izolacije zavisi od radne temperature maine. Srednja vrijednost vijeka trajanja dananjih transformatora iznosi nekoliko decenija. Naznaena snaga je ona koja je istaknuta na natpisnoj ploici, to jest ona za koju je transformator deklarisan. Stvarna snaga je ona pri kojoj je zagrijavanje transformatora jednako dozvoljenom. Sa stanovita korisnika

33

prihvatljivo je da stvarna snaga bude vea od naznaene snage, tj. da se transformator moe opteretiti veom snagom u odnosu na deklarisanu. Propisima je za pojedine vrste izolacije definisan odgovarajui najvii dozvoljeni porast temperature u odnosu na okolinu. Za uljne transformatore, gdje se redovno upotrebljava izolacija papir u ulju (klasa A), temperatura najtoplije take (negdje u gornjem dijelu transformatora) ne smije da pree 140C normalnim uslovima rada (trajni i ciklini rad), dok srednji porast temperature namotaja maksimalno smije da bude 65K ( 65K Cu ). Kod suhih, vazduno hlaenih transformatora ide se na znatno vie temperature namotaja, pa se mora upotrebiti kvalitetnija izolacija, koja se razvrstava u klase. Kod uljnih transformatora moramo voditi rauna i o ogranienju vezanom za porast temperature ulja u odnosu na okolinu. Za zatvorene sisteme sa dilatacionim sudom dozvoljena vrijednost porasta temperature ulja u odnosu na okolinu iznosi 60K ( 60K u ). Za ostale dijelove transformatora nisu propisana ogranienja, ve propisi nalau da njihova temperatura ne smije nikada dostii takvu vrijednost koja bi mogla da izazove oteenja u transformatoru. Kao i u drugim procesima, i ovde moemo da posmatramo ustaljena (stacionarna) stanja i prelazna (nestacionarna) stanja. Ustaljeno stanje nastupa, kada se izjednai dovedena i preneena (odvedena) toplota, odnosno kada se temperatura ustali na nekoj vrijednosti. Kod prelaznih stanja usljed nejednakosti izmeu dovedene i preneene toplote temperatura raste (zagrijavanje), odnosno opada (hlaenje). Dovod toplote nastaje usljed gubitaka, dok se odvod toplote vri na tri poznata naina: provoenjem (kondukcijom), stujanjem (konvekcijom) i zraenjem (radijacijom). Provoenje toplote slino je provoenju elektrine struje i odigrava se uglavnom u vrstim tijelima. Provoenje se odigrava u namotajima i jezgru sa konstrukcionim dijelovima. U provoenje se uraunava i prelaz toplote preko kontaktnih povrina. Strujanje je vezano za fluide - tenosti i gasove, kod kojih se osim toplote kreu i molekuli, odnosno odnosno grupe molekula. Kod transformatora ovo je najvaniji vid prenosa toplote, a fluidi su najee ulje i vazduh. Obino se strujanje svrstava u dijve podvrste: prirodno i prinudno. Prirodno strujanje - npr. usljed razliite gustine zagrijanih i hladnih molekula, odnosno grupa molekula ulja, topliji dijelovi idu gore, hladniji dole i u svom kretanju,

34

dodirujui zagrijane povrine aktivnih dijelova odnose sa sobom izvjesnu koliinu toplote hladei tako te dijelove. Putujui dalje, oni stiu do hladnjaka (rebara ili radijatora) i njima predaju sada tu toplotu, koja se sa ovih iri na okolinu. Prinudno strujanje se primjenjuje kada je odvoenje toplote prirodnim strujanjem nedovoljno, to je sluaj kod transformatora velikih snaga. Cirkulacija se naini intenzivnijom ako se za tenost (ulje) primjeni pumpa, a za vazduh ventilator.

Slika 14.1. Cirkulacija ulja u sudu i vazduhaspolja

Zraenje je vid prenoenja toplote putem elektromagnetskih talasa relativno niske uestanosti. Njihova talasna duina je utoliko kraa ukoliko je temperatura via. Kod transformatora se odavanje toplote zraenjem odigrava na povrini suda koji zrai u okolinu i na taj nain se prenoenje toplote na tom mjestu odvija sloeno - sabira se snaga strujanja i zraenja, pri emu je prva znaajnija, pogotovu kod prinudnog strujanja vazduha. Prirodno je da su najvanije temperature namotaja, posebno najvea vrijednost koja je ve definisana pod nazivom temperatura najtoplije take. Na alost, ona je rijetko dostupna mjerenju, pa se zato odreuje posredno, primjenjujui obrasce definisane odgovarajuim propisima (standardima). Ameriki propisi preporuuju, za transformatore ija je dozvoljena srednja vrijednost porasta temperature namotaja sr

= 65K, ovu jednostavnu formulu zavt sr

izraunavanje porasta temperature u najtoplijoj taci: = + 15K.

35

Slika 14.2. Priblini raspored porasta temperatureu horizontalnom poprenom presjeku

Slika 14.3. Priblini raspored porasta temperature u vertikalnom poprenom presjeku

36

15. ZakljuakTransformator je elektrina maina koja pretvara naizmjeninu struju jednog kola u naizmjeninu struju drugog kola i ova maina se naziva statika elektrina maina. Imaju veoma vanu ulogu da se elektrina energija pod visokim naponom prenosi na velike udaljenosti. Koriste se kao pomone naprave pri putanju asinhronih maina u rad za mjerenje napona i strujeza elektrine pei, za elektrino zavarivanje, za ispravljake svrhe, u medicini, u tehnici slabe struje...

37

Koritena literatura:

1. Hakija eki Elektrine maine za III i IV razred elektrotehnike kole, Svjetlost Sarajevo 2000. godine. 2. Miodrag Homori Elektrine maine za III i IV razred elektrotehnike kole, Svjetlost Sarajevo 1990. godine.

38

Miljenje mentora o radu: ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... .

Predlaem ocjenu: ................................................. ( Ispitiva: .................................................................

)

lanovi komisije saglasni sa ocjenom: 1. ......................................................... 2. .........................................................

Izdvojeno miljenje: ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... .

39

............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... . ............................................................................................................................................... .

40