t - IEA
Generering av trefassystem – Synkrongeneratorn S k t R S’ N 1 uR ωm 0.8 0.6 0.4 T’ 0.2 uS 0 -0.2 -0.4 T S -0.6 S uT -0.8 -1 0 0.005 0.01 0.015 R’ Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 1 0.0 Innehåll • Synkronmaskinens S k ki uppbyggnad b d – Stator och Rotor • Växelspänning – Enfas och Trefas – Jordfelsbrytare • Moment – Momentbildning – Infasning – Momentbalans Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 2 Statorlindning • Koppar leder ström bra • Många varv Lindning med två varv sedd längs axeln Poltalet p=2 • • • • Radiellt flöde Rak längs axeln Härvändarna böjda Härva upptar 360°/p Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 3 Stator • • • • Står still Järn leder flödet bra Lindningar i spår Tre lindningar – Åtskilda 120°/(p/2) • Plats för rotor Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 4 Rotor • R Roteras t av tturbin bi • Här ä ttvåpolig åpo g (ä (även e 4-polig, po g, 6 6-polig…) po g ) – Permanentmagnet – Elektromagnet med likström matad via släpringar Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 5 Induktion dφ dB(t) () e(t) ( )=− = −A dt dt • Flödesvariation ger spänning Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 6 Induktion vid rotation dφ dA(t) e(t) = − = −B dt dt • Rotation ger sinusspänning i vägguttaget • Roterande slinga eller fält kvittar Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 7 Induktion i trefaslindning • Mekaniska och elektriska vinklar samma vid tvåpolig maskin Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 8 Tre spänningskällor • Varje källa har inre impedans – Mest induktans men också lite resistans Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 9 D- eller delta-koppling Visare (eng. phasor) eˆ j 0 Ea = e 2 eˆ − j120° Eb = e 2 eˆ − j 240° Ec = e 2 • Belopp på komplexa storheter här effektivvärde • Toppvärde förekommer också Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 10 Stjärn- eller Y-koppling Huvudspänning = Nolla Exempel 400V = 380V = Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 3 Fasspänning 3 230V 3 220V 11 Trefaslast N Delta-kopplad Y-kopplad Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 12 Symmetrisk trefas • Spänning och ström – Samma amplitud i alla faser – Fasskillnad F kill d 120° mellan ll ffaserna • Last – Alla faser lika Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 13 Nolledare • Nolla saknas vid delta-koppling • Nolla kan saknas vid Y-koppling • Nolla skapas i transformator Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 14 Nolledare vid symmetri • Symmetri: nollan på nollpotential, in=0 • Nolledare behövs ej – Kraftledningar har bara tre ledare – Tre T faser f minimum i i för fö att tt uppnå å detta d tt Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 15 Enfaslast N Ansluts mellan fas och nolla All hushållslast utom spis o.likn. Faserna olika – ström i nolledaren Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 16 Enfasberäkningar • Symmetri antas – Nollpunkter i källa och last på samma potential (även om ingen nolledare) – Räkna på en fas - de andra lika ±120° – Delta-koppling Delta koppling kan räknas om till Y Y-koppling koppling Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 17 Elcentral 400 V Sverige Transformator PEN Säkringar • Nolla från transformator • PEN delas i två ledare • Neutral – Nolla till laster – Genom jordfelsbrytare JFB • Protective Earth Säkringar L1 L2 L3 N PE – Skyddsjord – Ingen säkring – Ej genom jjordfelsbrytare df l b t Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 18 Jordning • Nollpotential – Spett/nät/rör i marken • Jordanslutning av nollpunkt – Direkt (normalt på 400 V och 400 kV) – Ingen förbindelse – Genom resistans – Genom induktans (normalt 10-20 kV) Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 19 Skyddsjord • Ansluten till jord • Jordledare – Leder ström bara vid fel – Normalt strömlös • Kopplas till apparathölje – Håller å e på nollpotential o po e a o om de det spänningssätts Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 20 Jordfelsbrytare • Jordfel – ström går å till jord (ev. via människa) • Jordfelsbrytaren bryter vid tillräcklig felström – 30 mA för att förhindra personskada – 300 mA A fö för att tt fö förhindra hi d b brand d Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 21 Jordfelsbrytare Brytmekanism y • Standard Felströmsutlösare Testknapp – Fasledare L1, L2, L3 – Nolledare N blå – Skyddsjord gul/grön (PE Protective Earth) Summaströmstransformator L1 L2 L3 N PE • Brytvillkor: strömmarna L1+L2+L3+N>30 (300) mA • Broschyren ”Att installera jordfelsbrytare” • http://www.elsakerhetsverket.se/Global/Publikationer/Installation_av_jordfelsbrytare.pdf Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 22 Trefaslindning som trefaslast • Tre lindningar med olika huvudriktning • ejj0° • ej120 ° • ej240° Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 23 Animering • Trefaslindning • Trefasspänning • ”Trefasflöde” Trefasflöde • Roterande flöde Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 24 Analogi • Tre endimensionella rörelser • Rotation R t ti • Jämn fart och moment Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 25 Rotation • Kompassnål i statorn skulle rotera • Starkare magnet likaså Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 26 Momentbildning • Generator: Rotorn drar statorfältet • Motor: Statorfältet drar rotorn • Rotor och statorfält synkrona Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 27 Lastvinkel Generator Motor • Momentet maximalt vid ±90° • Vid större T tappas synkronismen Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 28 Tomgång • Varken motor eller generator • Inget I t vridmoment id t • Inga strömmar – Urkoppling skulle inte märkas – Återinkoppling Åt i k li skulle k ll iinte t märkas! äk ! Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 29 Infasning • • • • Synkrongenerator S k t kopplas k l till nät ät Turbin driver maskinen Målet är tomgång Rotor och statorfält ska stämma – Rotationsriktning – Varvtal och frekvens – Fasläge – Spänning Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 30 Infasning på lab Alternativ 1 • Fasningsdonets fasningsvillkor – Roterande:Överst släckt, undre tända Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 31 Infasning på lab Alternativ 2 • Fasningsdonets fasningsvillkor – Mörk: Alla lampor släckta Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 32 Sammanfattning • Roterande konstant rotorflöde ger växelspänning i tre statorlindningar • Trefas: Y, delta, symmetri, nolla, jord • Elcentral, skyddsjord och jordfelsbrytare • Växelspänning i tre statorlindningar ger roterande konstant rotorflöde • Motor, M tomgång å och h generator • Infasning Elenergiteknik G2 - Olof Samuelsson 33
© Copyright 2024