Transformatorul electric si Raportul de transformare

Transformatorul electric

Transformatorul electric este un dispozitiv care functioneaza doar in curent alternativ. Rolul sau este de a transforma parametrii energiei electrice (U,I).

Principiul de functionare al transformatorului monofazat

1 - miez magentic (feromagnetic)

2 - infasurarea primara (HT)

3 - infasurarea secundara (jt)

A, X - inceputul/sfarsitul infasurarii primare

a, x - inceputul/sfarsitul infasurarii secundare

Daca intre bornele A si X ale bobinajului primar se aplica o tensiune alternativa U₁ acesta va fi parcurs de un curent I₁. Acest curent produce in miezul magnetic un flux magnetic alternativ, care strabate bobinajul secundar si produce, pe baza fenomenului de inductie electromagnetica, o forta electromotoare de inductie, alternativa. Daca circuitul secundar este inchis atunci prin acesta va circula un curent alternativ I­₂, iar la bornele sale va fi tensiunea U₂.

Raportul de transformare

k - raport de transformare

Transformatorul electric primeste energie electrica la anumite valori ale lui U si I (U₁, I₁) si o transforma tot in energie electrica dar cu alte valori ale parametrilor U si I (U₂, I₂). Ceea ce nu se modifica este puterea aparenta (ce intra este egal cu ce iese).

Elementele constructive ale transformatorului trifazat

Principalele elemente constructive ale transformatorului sunt:

miezul feromagnetic;

infasurari;

constructie metalica - cuva

capac

conservator

accesorii: -  izolatoare de trecere

releu de gaze (Buchholtz)

supapa de siguranta

releu de temperatura (IT₂)

comutator de ploturi

filtru de aer

Schema de iluminat cu intrerupatoare cap scara

Subiectul nr.2

Releul intermediar

Principiul de functionare:

Daca infasurarea (2) este parcursa de curent miezul magnetic (1) se va comporta ca un magnet si va atrage parghia (3). Solidar cu aceasta se afla parghia de actionare a contactelor care se va deplasa astfel incat contactele isi vor modifica pozitia (cele normal inchise se deschid, iar cele normal deschise se vor inchide). In acest moment se vor transmite comenzi noi (corespunzatoare noilor pozitii ale contactelor).

La disparitia curentului prin infasurarea (2) parghia (3) este adusa in pozitie initiala de catre resortul (4) si astfel contactele revin la starea initiala (stare normala).

Subiectul nr. 3

Instalatii de iluminat

Categorii de instalatii de iluminat

1. Iluminatul de lucru - necesar pentru desfasurarea activitatii in incaperile respective. Este alcatuit din urmatoarele tipuri de iluminat:

general - destinat iluminarii generale a incaperii;

local - destinat iluminarii doar a anumitor suprafete de lucru;

mixt - foloseste atat iluminatul general cat si pe cel local.

Iluminatul de lucru general trebuie sa existe in toate incaperile; adoptarea numai a iluminatului local fiind interzisa. Iluminatul general trebuie sa asigure o iluminare de cel putin 10% din iluminatul de lucru. Se foloseste doar iluminat de lucru general in urmatoarele situatii:

ateliere la care intreaga suprafata serveste pentru lucru;

ateliere unde nu se poate introduce iluminat local.

Iluminatul local se realizeaza prin lampi instalate in mod corespunzator (cat mai aproape de locul de lucru) si orientate cat mai favorabil pentru desfasurarea lucrului.

Iluminatul mixt este indicat pentru:

suprafete ce necesita o iluminare mai mare de 50 lx (mese de control, de montaj, de desen, etc);

suprafete de lucru care cuprind o parte redusa din suprafata totala a incaperii;

suprafete de lucru pe care iluminatul general creeaza umbre proeminente, reflexe luminoase excesive, etc.

2. Iluminat de siguranta (avarie)

In cazul intreruperii iluminatului de lucru asigura conditiile de iluminat necasare pentru contnuarea temporara a activitatii sau pentru evacuarea persoanelor din incaperea respectiva. Este utilizat pentru iluminarea urmatoarelor:

incaperi industriale, laboratoare, unde activitatea personalului ramas fara iluminat poate provoca explozii, incendii, raniri, otraviri, etc;

incaperi in care lucreaza oameni care s-ar putea accidenta in lipsa iluminatului;

incaperi de interes social (spitale, sanatorii, teatre, cinematografe, sali de conferinte, restaurante, magazine, crese, gradinite, scari ale blocurilor de locuit);

incaperi in care trebuie asigurata continuitatea muncii (camerele de comanda ale dispecerilor, grupurile operatoare ale spitalelor, sali de operatii, etc).

3. Iluminat de paza

Necesar pentru asigurarea securitatii cladirilor sau a altor bunuri apartinand consumatorului.

4. Iluminatul public

Necesar pentru iluminarea strazilor localitatilor.

5. Iluminatul arhitectural

Necesar pentru iluminarea anumitor obiective arhitecturale.

Subiectul nr.4

5. Sigurante fuzibile

Elemente constructive: corpul sigurantei, fir fuzibil, capacele sigurantei

Rolul sigurantelor: intreruperea circuitului electric in caz de scurtcircuit sau in cazul in care acesta depaseste valoarea pentru care a fost dimensionata.

Principiu de functionare: in momentul in care prin circuit trece un curent mai mare decat cel pentru care a fost dimensionata siguranta, firul fuzibil al acesteia se incalzeste pana cand o portiune din el se topeste ducand la intreruperea circuitului.

Valori standardizate : 6 A, 10 A, 16 A, 25 A, 32 A, 63 A (LF - legatura fata)

80 A, 100 A, 160 A, 200 A, 250 A, 315 A, 400 A, 630 A (MPR - mare putere de rupere).

Avantajele sigurantelor

constructie simpla;

intrerup curenti foarte mari in foarte scurt timp.

Dezavantajele sigurantelor

variatia in timp a topirii fuzibilului;

functioneaza monofazat - se poate arde o siguranta pe o faza, celelalte ramanand in functiune

nu pot fi reglate precis.

Valorile curentilor nominali ai sigurantelor sau intreruptoarelor automate trebuie alese astfel incat sa se realizeze selectivitatea (sa fie izolata doar portiunea defecta).

Aparatele de protectie trebuie instalate in toate punctele unde se reduce sectiunea conductoarelor, afara de cazul in care aparatul de protectie din amonte asigura si conductorul cu sectiune redusa.

Circuitele protejate vor avea sigurante la toti polii sau toate fazele. Pe conductorul de nul si pe cel de protectie al circuitelor cu trei sau patru conductoare nu se vor monta sigurante. Pe conductorul de nul de protectie nu se va monta niciodata siguranta. Pe nulul de lucru se va monta doar in cazul circuitelor cu doi conductori.

Subiectul nr. 5

Protectia prin legare la pamant

Priza de pamant este formata din:

priza de pamant naturala (toate armaturile metalice ale constructiei);

priza de pamant artificiala (impamantare).

Priza de pamant artificiala este formata din electrozi verticali uniti intre ei cu electrozi orizontali. Intreaga priza de pamant se monteaza ingropata in pamant la distanta minima de 0,7 m fata de suprafata solului.

Are rolul de a proteja oamenii impotriva electrocutarii ca urmare a atingerii indirecte. Atigerea indirecta - prin intermediul unui material bun conducator electric (care normal nu se afla sub tensiune) se atinge o parte aflata sub tensiune. Aceasta protectie este considerata ca fiind cea mai eficienta metoda de evitare a pericolului de electrocutare. Ea este o protectie simpla si care, in majoritatea cazurilor, constituie si solutia cea mai economica.

In cazul in care o parte a corpului unei persoane atinge carcasa metalica a unui receptor intrat accidental sub tensiune, fara ca aceasta (carcasa) sa fie legata la pamant, prin corpul persoanei respective se inchide circuitul curentului electric a carui valoare este data de relatia:

in care: U­_f - tensiunea de faza (220 V);

I_h - curentul ce va trece prin corpul omului in cazul unui receptordefect si izolat fata de pamant;

R_h - rezistenta corpului uman (in medie 1000Ω);

r₁ - rezistenta instalatiei de exploatare pentru legare la pamant;

r₂ - rezistenta conductorului faza defecta;

r₃ - rezistenta izolatiei deteriorate.

Valorile rezistentelor r₁, r₂ si r₃ sunt neglijabile in raport cu R_h. Atunci:

Electrocutarea are loc daca valoarea curentului electric stabilit prin corpul omenesc este mai mare de 50 mA (0,005 A) si durata de actionare este mai mare de 0,2 secunde.

Curentul care trece prin corpul uman in situatia mai sus mentionata are valoarea de 0,22 A, deci supus actiunii acestuia omul se elecrocuteaza si poate rezulta moartea accidentatului.

Pentru evitarea acestei situatii este obligatorie legarea la pamant a carcasei tuturor receptoarelor. Ca aceasta protectie sa-si atinga scopul este necesar sa se realizeze prize de pamant cu rezistente cat mai mici, prin care sa se scurga curenti cat mai mari, care sa conduca la actionarea protectiei (arderea sigurantelor) si deci la intreruperea alimentarii cu energie electrica a receptoarelor respective.

Rezistentele prizelor de pamant nu vor trebui sa depaseasa urmatoarele limite:

4 Ω in cazul instalatiilor obisnuite de la suprafata;

2 Ω in cazul instalatiilor agrozootehnice;

1 Ω in cazul instalatiilor din subteran.

In situatia existentei prizei de pamant in momentul in care carcasa metalica a receptorului ajunge sub tensiune va lua nastere un curent care se inchide pe circuitul faza - nul de protectie. Prin circuit va trece curentul:

siguranta se arde si receptorul va fi scos de sub tensiune. Din acest moment orice atingere a carcasei receptorului nu va produce electrocutarea persoanelor.

Protectia prin legare la pamant constituie un mijloc de protectie atat pentru utilaje si receptoare fixe, cat si pentru cele mobile.