1.soru için:
Verilen transformatör, 30 kVA gücünde ve 400/100 V'luk bir fazlı transformatördür. Bu nedenle, primer tarafındaki voltaj V1 = 400 V ve ikincil tarafındaki voltaj V2 = 100 V'dir.
Demir kayıpları Pfe = 200 W olarak verilmiştir.
Bos çalısma akımı Ib = 10 A'dır.
Mıknatıslanma akımı ve enerji bileşenini bulmak için aşağıdaki adımlar takip edilebilir:
- Bos çalışma akımı, sadece manyetik akıyı oluşturur. Bu nedenle, mıknatıslanma bileşeni Ib1, manyetik akının oluşması için gereken akımdır. Bu akım, sekonder tarafındaki gerilim ile orantılı olduğundan,
Ib1 = (V2 / N2) * √2
N2, sekonder sargının sarım sayısıdır. Burada N2 = V2 / 100 = 1 olacaktır.
Ib1 = (100 / 1) * √2 = 141,42 Bir
- Enerji bileşeni Ib2, manyetik akıyı sabit tutmak için gerekli olan akımdır. Bu akım, demir kayıplarını telafi etmek için gerekli olan akımdır. Demir kayıpları Pfe, manyetik akının karesi ile orantılıdır. Bu nedenle,
Pfe = Kfe * Ib2^2
Burada Kfe, demir kayıp sabiti olarak adlandırılır.
Ib2^2 = Pfe / Kfe
Verilen demir kayıpları Pfe = 200 W olduğundan, buradaki Kfe sabiti bulunmalıdır. Demir kayıp sabiti, transformatörün yapısına ve malzemesine bağlı bir sabittir. Verilerde bu sabit verilmediği için, genellikle benzer transformatörlerin değerleri kullanılır. Örneğin, bir fazlı transformatör için demir kayıp sabiti yaklaşık olarak 0.0005 ile 0.003 arasındadır.
Kabul edilen bir Kfe değeri kullanarak,
Kfe = Pfe / Ib2^2 = 200 / (0,003)^2 = 22,222 kohm
Ib2 = √(Pfe / Kfe) = √(200 / 22,222) = 2,74 A
Bos çalısma akımı, Ib = Ib1 + Ib2 şeklinde yazılabilir.
Ib = 141,42 Bir + 2,74 Bir = 144,16 Bir
Böylece, manyetik akımın bileşenleri şu şekilde olacaktır:
Ib1 = 141.42 Bir
Ib2 = 2,74 Bir
2.soru için:
Verilen transformatör 400/80V'luk bir transformatördür.
a) Kısa devre testinde, primer taraf kısa devre edildiği için, sekonder taraftaki gerilim'in RMS değeri ölçülmüştür. Verilen değer UM=40 V'dir.
Transformatörün nominal gerilimi Unp=400 V ve nominal gücü Sn=250 kVA olarak verilmiştir. Bu bilgilere dayanarak kısa devre gerilim yüzdesi aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Kısa devre gerilim yüzdesi = (UM / (Unp / √3)) * 100
Burada √3, faz açısı nedeniyle gerilimin büyüklüğüne dönüştürmek için kullanılır.
Kısa devre gerilim yüzdesi = (40 / (400 / √3)) * 100 ≈ 9.24%
b) Aynı transformatörün sekonder taraftaki kısa devre testinde uygulanması gereken gerilim, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
USC = (Sn / (√3 * Inom * Zsc))
Burada, USC, sekonder tarafındaki kısa devre gerilimini temsil eder. Inom, transformatörün nominal akımını ve Zsc, transformatörün eşdeğer kısa devre empedansını temsil eder.
Transformatördeki sekonder nominal akım değeri:
İçinde = Sn / (Ons * √3)
Burada Uns, sekonder tarafın nominal gerilimidir. Bu durumda Uns=80 V'dir.
Inom = 250000 / (80 * √3) ≈ 2025 A
Sekonder tarafindaki eşdeğer kısa devre empedansı:
Zx = (Rsc^2 + Xsc^2)^0,5
Burada Rsc ve Xsc, sırasıyla eşdeğer kısa devre direnci ve reaktansıdır.
Rsc = R' * (Uns / Unp)^2
Xsc = X' * (Uns / Unp)^2
Burada R' ve X', transformatörün eşdeğer devre parametreleri olarak belirtilen değerlerdir.
Rsc = 0,00852 * (80 / 400)^2 ≈ 0,00042 ohm
Xsc = 0,004 * (80 / 400)^2 ≈ 0,00008 ohm
Böylece,
Zsc = (0,00042^2 + 0,00008^2)^0,5 ≈ 0,00043 ohm
Sonuç olarak, sekonder taraftaki kısa devre testinde uygulanması gereken gerilim hesaplanabilir:
USC = (250000 / (√3 * 2025 * 0,00043)) ≈ 12,8 V
3. soru için:
Verilen transformatör, 250 kVA gücünde ve 4000/200 V'luk bir dağıtım transformatörüdür. Bu nedenle, primer tarafındaki gerilim V1 = 4000 V ve ikincil tarafındaki gerilim V2 = 200 V'dir.
Eşdeğer devre parametreleri aşağıdaki gibidir:
- R'p = 20,52 ohm
- Deneyim = 20,52 ohm
- Rp = 0,00852 ohm
- Xs = 0,004 ohm
- Xm = 30 kg (manyetik reaktans)
Primer taraf eşdeğer devre şeması aşağıdaki gibi çizilebilir:
|-----Rp-----Xp-----|
V1 --| |--+
| |