ElMa 7, Transformatoren , Note 1, ILS

Ein Einphasentransformator wird an der Netzfrequenz 50 Hz betrieben. Er hat den Schenkel- und Jochquerschnitt von 7,5 cm2 für die Magnetflussdichte von 1,2 T. a) Berechnen Sie die Spannung U02, wenn die Sekundärwicklung 100 Windungen beträgt. b) Welche Windungszahl hat die Primärwicklung, wenn sie an die Netzspannung 230 V angeschlossen wird? c) Welchen Widerstand hat die Sekundärwicklung, wenn Z1 = 1 k beträgt? 2. Ein Einphasentransformator mit Mantelkern und Zylinderwicklung hat folgende Kennwerte: UN = 10 kV, UK = 500 V, IN = 15 A a) Berechnen Sie den Dauerkurzschlussstrom IKD. b) Bei welcher Kurzschlussspannung UK würde der Dauerkurzschlussstrom 100 A betragen? c) Durch welche konstruktiven Maßnahmen kann diese Veränderung der Kurzschlussspannung erreicht werden? 3. Erläutern Sie den Einfluss der Streuung auf die Kurzschlussspannung. 4. Es soll die Schaltgruppe Dy5 realisiert werden. a) Tragen Sie alle Klemmbezeichnungen ein. b) Vervollständigen Sie die Schaltung. c) Konstruieren Sie das Zeigerdiagramm. 5. Folgende drei Transformatoren (Dy5, gleiche Nennspannungen) sollen an einer Sammelschiene parallel betrieben werden: a) Berechnen Sie die mittlere Kurzschlussspannung. b) Prüfen Sie bitte, ob die Bedingungen für das Parallelschalten von Drehstromtransformatoren erfüllt sind. c) Bestimmen Sie bitte die von jedem Transformator übernommene Leistung bei einer geforderten Gesamtlast von 1945 kVA. Stellen Sie seine prozentuale Auslastung fest und bewerten Sie diese. d) Wie groß darf maximal eine Gesamtlast sein, um keinen Transformator zu überlasten? Machen Sie bitte einen Vorschlag, um die aus Aufgabenteil c) bekannte erforderliche Gesamtlast zu ermöglichen. 6. Die Auswahl von Wandlern und deren Anschlussleitungen ist abhängig von der Belastung durch die jeweiligen Messgeräte. a) Warum kann bei Spannungswandlern die Belastung durch die Anschlussleitungen vernachlässigt werden? b) Warum hat der Leitungsquerschnitt der Anschlussleitung von Messgeräten an Stromwandler besondere Bedeutung? c) An einem Stromwandler mit einem sekundären Wandlernennstrom von 5 A und einer Nennbelastbarkeit von 15 VA sollen eine in 25 m Entfernung befindlichen Messstelle angeschlossen werden. Die anzuschließenden Messgeräte sind: 1 Arbeitszähler mit 1 VA Eigenverbrauch im Stromfeld 1 Strommesser mit 1,5 VA Eigenverbrauch im Strompfad 1 Leistungsfaktor mit 1 VA Eigenverbrauch im Strompfad Welchen Querschnitt muss die Anschlussleitung aus Kupfer haben? 7. Warum dürfen Spartransformatoren nicht als Schutz- und Trenntransformatoren eingesetzt werden? 8. Ein Einphasentransformator mit den Spannungen Primär 6 kV/50 Hz, Sekundär 120 kV/50 Hz und einer Leistung von 8,1 MVA hat einen wirksamen Kernquerschnitt von AFe 0,201 m2 und eine maximale Flussdichte von 1,2 T. Es wird eine Leerlaufleistung von P0 = 9,1 kW bei einer Leerlaufspannung von 6 kV aufgenommen. Dabei fließt ein Leerlaufstrom von I0 = 2,6 A. a) Berechnen Sie die Nennströme und das Übersetzungsverhältnis. b) Berechnen Sie die primäre und sekundäre Windungszahl, c) Berechnen Sie die Eisenverluste, den Eisenverluststrom und den Magnetisierungsstrom