Vector Diagram van Transformatoren: Een Essentieel Hulpmiddel voor Foutanalyse

Electrical4u

Veld: Basis Elektrotechniek

China

Een transformator is een apparaat dat elektrische energie van het ene circuit naar het andere overbrengt door middel van elektromagnetische inductie. Transformators worden wijdverspreid gebruikt in energievoorzieningen om de spanning op te voeren of af te voeren, circuits te isoleren en belastingen te balanceren. Transformators kunnen worden ingedeeld in verschillende typen op basis van hun constructie, windingconfiguratie en vectorgroep.

Een vectordiagram van een transformator is een grafische weergave van de fasorrelaties tussen de primaire en secundaire spanningen en stromen van een transformator. Het is een essentieel hulpmiddel voor het begrijpen van de prestaties en gedragingen van een transformator onder verschillende werkomstandigheden en storingsscenario's.

In dit artikel zullen we uitleggen wat een vectordiagram van een transformator is, hoe je het kunt tekenen en hoe je het kunt gebruiken voor storinganalyse. We zullen ook de verschillende types transformatorverbindingen en vectorgroepen bespreken en hun implicaties voor de bescherming en coördinatie van energievoorzieningen.

Wat is een Vectordiagram?

Een vectordiagram is een diagram waarop één of meer vectoren kunnen worden weergegeven. Een vector is een grootheid die zowel grootte als richting heeft. In de elektrotechniek worden wissel grootheden zoals spanningen en stromen vaak door vectoren weergegeven, omdat ze in grootte en richting variëren met de tijd.

Op een vectordiagram worden wisselgrootheden weergegeven door pijlen. De lengte van de pijl vertegenwoordigt de effectieve waarde van de wisselgrootheid. De hoekposisie vertegenwoordigt de fasehoek van de grootheid ten opzichte van een referentieas of een andere grootheid. De pijlpunt vertegenwoordigt de richting waarin de grootheid werkt.

Wanneer een elektrische grootheid weg van de bron naar de belasting werkt, wordt de vector die de grootheid vertegenwoordigt als positief beschouwd. Wanneer deze naar de bron vanaf de belasting werkt, wordt hij als negatief beschouwd.

Wat is een Vectordiagram van een Transformator?

Een vectordiagram van een transformator is een vectordiagram dat de fasorrelaties tussen de primaire en secundaire spanningen en stromen van een transformator toont. Het toont ook de faseverschuiving en polariteit van de transformator windings.

Een vectordiagram van een transformator kan worden getekend voor elk type transformator, zoals enkelefase of driefase, ster- of delta-verbonden, of met verschillende windingconfiguraties en vectorgroepen.

Een vectordiagram van een transformator kan ons helpen:

De equivalentcircuitparameters van een transformator bepalen, zoals impedantie, weerstand, reactantie, en verliezen.
De prestaties en efficiëntie van een transformator analyseren onder verschillende belastingsomstandigheden, zoals leegloop, volle belasting, overbelasting, of kortsluiting.
Storingen in een transformator of bijbehorende circuits identificeren en diagnosticeren, zoals open circuit, kortsluiting, aardingfout, of spoelfout.
Beschermapparatuur selecteren en coördineren voor een transformator, zoals vuses, schakelaars, relais, of differentiële beschermingsschema's.
De juiste verbinding en polariteit van een transformator controleren tijdens installatie of inbedrijfstelling.

Hoe teken je een Vectordiagram van een Transformator?

Om een vectordiagram van een transformator te tekenen, moeten we de volgende informatie kennen:

De nominale spanning en stroom van de primaire en secundaire windings van de transformator.
De windingconfiguratie en -verbinding van de transformator, zoals ster of delta.
De vectorgroep van de transformator, die de faseverschuiving en polariteit van de windings aangeeft.
De belastingsimpedantie en krachtfactor van de transformator.

De stappen om een vectordiagram van een transformator te tekenen zijn:

Kies een referentieas voor het diagram. Meestal wordt de horizontale as gekozen als de referentieas.
Teken de primaire spanningvector langs de referentieas met zijn positieve richting naar rechts. Label het als V1.
Teken de secundaire spanningvector met een lengte evenredig aan zijn effectieve waarde en een hoek overeenkomstig zijn vectorgroep. Label het als V2.
Teken de primaire stroomvector met een lengte evenredig aan zijn effectieve waarde en een hoek overeenkomstig zijn krachtfactor. Label het als I1. De richting van I1 moet tegenovergesteld zijn aan V1 als de primaire winding energie levert aan de secundaire winding.
Teken de secundaire stroomvector met een lengte evenredig aan zijn effectieve waarde en een hoek overeenkomstig zijn krachtfactor. Label het als I2. De richting van I2 moet tegenovergesteld zijn aan V2 als de secundaire winding energie ontvangt van de primaire winding.
Teken de belastingsimpedantievector met een lengte evenredig aan zijn waarde en een hoek overeenkomstig zijn krachtfactor. Label het als ZL. De richting van ZL moet tegenovergesteld zijn aan I2 als de belasting passief is (resistief of inductief).
Teken alle andere vectoren die relevant zijn voor de analyse, zoals impedantie, weerstand, reactantie, verliezen, etc.