20. fejezet – Transzformátorok

20.1 A transzformátor szerepe és felépítése: vasmag, tekercselés, hűtés

Mire való a transzformátor?

A villamos gépeket a bennük végbemenő energiaátalakítás iránya szerint három csoportba soroljuk:
generátor (mechanikai energiából villamost), motor (villamosból mechanikait) és átalakító
(konverter), amely villamos energiát alakít át más jellemzőkkel bíró villamos energiává. A
transzformátor ebbe a harmadik csoportba tartozik, és a csoport legfontosabb képviselője.

Két tulajdonsága azonnal megkülönbözteti a IV. rész későbbi fejezeteinek gépeitől (forgógépek,
21–22. fejezet): nyugvó villamos gép –
nincs benne mozgó alkatrész, nincs csapágy, nincs kefe –, és a frekvenciát nem változtatja meg.
Amit megváltoztat, az a feszültség és az áram nagysága, egymással ellentétes irányban: ha a
feszültséget felemeli, az áramot ugyanannyiszor lecsökkenti, és fordítva.

Ez a látszólag egyszerű képesség tartja életben az egész villamosenergia-rendszert. A 14.
fejezetben láttuk, hogy az energiaátvitel vesztesége a vezetéken P_v = I² · R, tehát az
áram négyzetével nő. Ugyanakkora P = U · I · cos φ teljesítményt viszont tetszőleges
feszültség–áram párossal lehet szállítani. Ha a feszültséget a tízszeresére emeljük, az áram a
tizedére csökken, a vezetéki veszteség pedig a századára:

Miért kell a nagyfeszültségű átvitel? – gondolatmenet

Szállítandó teljesítmény:        P   = 10 MW
Vezeték ellenállása:             R   = 2 ohm  (fázisonként, példaérték)

a) 10 kV-on:
   I = P / (√3 · U) = 10 000 000 / (1,732 · 10 000)  = 577,4 A
   P_veszt = 3 · I² · R = 3 · 577,4² · 2 = 2 000 000 W = 2,0 MW   (20 %)

b) 100 kV-on:
   I = P / (√3 · U) = 10 000 000 / (1,732 · 100 000) =  57,74 A
   P_veszt = 3 · I² · R = 3 · 57,74² · 2 =    20 000 W = 0,02 MW  (0,2 %)

Tízszeres feszültség -> tizedakkora áram -> SZÁZADAKKORA veszteség.
A feszültségszint emelését és visszavételét kizárólag
a transzformátor teszi lehetővé.

Ezért épül a villamosenergia-rendszer feszültségszintek lépcsőjére: az erőművi generátor
néhányszor 10 kV-ot ad, a blokktranszformátor ezt 400 kV-ra emeli, az átviteli hálózat így
szállít, majd alállomásokban 132 kV (a régi, ma is használt megnevezéssel 120 kV), 20 kV, végül a
fogyasztói transzformátorállomásban 400/230 V lesz belőle. Minden egyes átlépésnél egy
transzformátor áll. (A hálózati szintek és a 132/120 kV elnevezés részletesen a 14. fejezetben.)

A felépítés három eleme

Egy transzformátor – akár egy 5 VA-es csengőtrafó, akár egy 400 kVA-es elosztótranszformátor –
mindig ugyanabból a három elemből áll: vasmag, tekercsek, szigetelés és hűtés.

A vasmag feladata, hogy a fluxust kis mágneses ellenállású, nagy permeabilitású, zárt úton
vezesse a két tekercs között. A forrásaink megfogalmazásában a transzformátor „lemezelt, jól
mágnesezhető vasmagból és tekercsekből áll”. Két szerkezeti része van: az oszlop, amelyen a
tekercsek ülnek, és a járom, amely az oszlopokat összeköti.

A vasmag anyaga és felépítése nem véletlen: szilíciummal ötvözött acél, egymástól szigetelt,
vékony lemezekből rétegelve. A miértjét a 9. fejezetben már részletesen levezettük, itt csak
alkalmazzuk:

A tekercsek anyaga jellemzően vörösréz, zománc- vagy papírszigeteléssel. Primernek azt az
oldalt nevezzük, amelyre a táplálást kapcsoljuk, szekundernek a fogyasztó felőlit –
függetlenül attól, melyik a nagyobb feszültségű. Lefelé transzformáló gépnél a primer a
nagyobb feszültségű oldal, felfelé transzformálónál viszont éppen a kisebb feszültségű. Ez tehát
nem szerkezeti, hanem üzemállapoti megkülönböztetés: ugyanaz
a transzformátor fordítva bekötve is működik. A két tekercset úgy helyezik el egymáshoz képest –
koncentrikusan, hengeres tekercseléssel, vagy egymás fölött váltakozva, tárcsás tekercseléssel –,
hogy a szórt fluxus (angolul: leakage flux) minél kisebb legyen, azaz minél nagyobb hányada
záródjon a fluxusnak a vasmagban, mindkét tekercsen áthaladva.

Szigetelés és hűtés

A transzformátorban keletkező veszteségi teljesítmény hővé alakul, és ezt a hőt el kell
vezetni, különben a tekercsek szigetelése tönkremegy. A hűtés módja szerint három nagy csoportot
különböztetünk meg:

⚠ Forrásállapot: a jegyzet forrásbázisa (kutatas/21 2.2) a száraz (levegőhűtésű) és az
olajhűtéses kivitelt igazolja; az öntött gyantás sor és annak alkalmazási példái ezen
túlmutató, forrásból nem igazolt kiegészítések. Tartalmilag nem kifogásolhatók, de a fejezet
következetesen jelöli az egyforrású és a forrás nélküli állításokat.

Az olaj kettős szerepű: egyszerre szigetelőanyag (jóval nagyobb átütési szilárdsága van,
mint a levegőnek, így kisebb távolságok is elegendők) és hűtőközeg (a melegedéstől kialakuló
természetes áramlás elszállítja a hőt a tekercsekről). Az olajtranszformátor jellegzetes
tartozéka a tágulási tartály (konzervátor) – az olaj hőtágulásának helyet adó, felül elhelyezett
edény – és a Buchholz-relé.

20.2 A működési elv; az indukált feszültség képlete

A kölcsönös indukció

A transzformátor működésének kulcsmondata a forrásainkban így hangzik: „a primer oldali váltakozó
feszültség fluxust indukál a vasmagban, amelynek a változása feszültséget indukál a szekunder
tekercsben”. Bontsuk lépésekre:

1. A primer tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk. Ennek hatására a tekercsben áram
   folyik, amely a vasmagban időben változó mágneses fluxust hoz létre.
2. Ez a fluxus a zárt vasmagban körbefut, és áthalad a szekunder tekercsen is.
3. A szekunder tekercsben a változó fluxus feszültséget indukál (Faraday indukciótörvénye –
   9. fejezet).
4. Ha a szekunder kört terheljük, abban áram indul meg; ez a szekunder áram a saját mágneses
   hatásával „visszahat” a primerre, amely ezért annyival több áramot vesz fel a hálózatból,
   amennyi a szekunder oldalon leadott teljesítménynek megfelel.

Az indukált feszültség: a 4,44-es képlet

Ez a fejezet legfontosabb, kívülről tudandó összefüggése. A tekercsben indukálódó feszültség
effektív értéke:

U_i = 4,44 · B_max · A · N · f

Honnan jön a 4,44? Nem varázsszám, hanem egy elemi levezetés végeredménye:

A 4,44-es tényező levezetése

1. A fluxus szinuszosan változik:        Φ(t)   = Φ_max · sin(2·π·f·t)
2. Faraday törvénye (N menetre):         u(t)   = N · dΦ/dt
                                                = N · Φ_max · 2·π·f · cos(2·π·f·t)
3. Az indukált feszültség CSÚCSértéke:   U_csucs = 2·π·f·N·Φ_max
4. Szinuszos jel effektív értéke:        U_i     = U_csucs / √2
                                                = (2·π / √2) · f · N · Φ_max
5. A számtényező:                        2·π / √2 = 6,2832 / 1,4142
                                                 = 4,4429 ≈ 4,44
6. A fluxus a keresztmetszetből:         Φ_max   = B_max · A
7. Végeredmény:                          U_i     = 4,44 · B_max · A · N · f

Egy gyakorlati következmény, amit érdemes megjegyezni. A képletből átrendezve
B_max = U / (4,44 · A · N · f), vagyis adott vasmag és menetszám mellett a vasmagbeli indukció
egyenesen arányos a feszültséggel és fordítottan arányos a frekvenciával: B_max ~ U / f.

• Ha a transzformátort a névlegesnél nagyobb feszültségre kapcsoljuk, B_max megnő, a vasmag
  telítésbe megy: az üresjárási áram és a vasveszteség ugrásszerűen nő, a trafó zúg és melegszik.
• Ugyanez történik, ha kisebb frekvencián üzemeltetjük. Klasszikus hiba egy 60 Hz-re tervezett
  transzformátort az európai 50 Hz-es hálózatra kötni: a frekvencia 17 %-kal kisebb, tehát az
  indukció 20 %-kal nagyobb lesz. Fordítva (50 Hz-es trafó 60 Hz-en) általában biztonságos.

Kidolgozott példa 20.1 – Menetszám a 4,44-es képletből

Feladat: 230 V / 50 Hz-es hálózatra transzformátort készítünk. A vasmag hasznos
         keresztmetszete A = 25 cm², a lemez anyagára megengedett indukció
         csúcsértéke B_max = 1,5 T. Hány menet legyen a primer tekercs?

Adatok átváltása:   A = 25 cm² = 25 · 10^-4 m² = 0,0025 m²

Egy menetre jutó feszültség:
   U / N = 4,44 · B_max · A · f
         = 4,44 · 1,5 T · 0,0025 m² · 50 Hz
         = 4,44 · 1,5 · 0,0025 · 50
         = 0,8325 V/menet

A primer menetszám:
   N1 = U1 / 0,8325 = 230 V / 0,8325 V/menet = 276,3 menet

Menetszám csak egész lehet, és a felfelé kerekítés a biztonságos irány
(több menet -> kisebb indukció -> nincs telítés):
   N1 = 277 menet

Ellenőrzés (a tényleges indukció 277 menettel):
   B_max = U / (4,44 · A · N · f)
         = 230 / (4,44 · 0,0025 · 277 · 50) = 1,496 T          OK

20.3 Feszültség-, áram- és impedanciaáttétel

Mivel ugyanaz a fluxus halad át mindkét tekercsen, mindkettőre igaz a 4,44-es összefüggés,
csak a menetszám más. A két egyenletet elosztva egymással a 4,44, a B_max, az A és az f
kiesik – marad a menetszámok aránya. Ez az áttétel.

Miért fordítva transzformálódik az áram? Mert a transzformátor nem termel energiát. Ha a
veszteségektől eltekintünk, a felvett és a leadott látszólagos teljesítmény egyenlő:
U1 · I1 = U2 · I2. Ebből azonnal adódik, hogy I1 / I2 = U2 / U1 = 1 / a.

Miért a négyzet az impedanciánál? Egyszerű behelyettesítés: a primer oldalról „látott”
impedancia Z1 = U1 / I1 = (a · U2) / (I2 / a) = a² · (U2 / I2) = a² · Z2. Ezt az összefüggést
hívjuk redukálásnak: a szekunder oldali elemeket a²-tel felszorozva átszámíthatjuk a primer
oldalra, és onnantól egyetlen, közös áramkörként kezelhetjük a transzformátort. A helyettesítő
kapcsolás (20.6) pontosan ezen alapul.

Kidolgozott példa 20.2 – Menetszám és áttétel

Feladat: egy 230 V / 24 V-os biztonsági transzformátor primer tekercse
         1000 menetes.
         a) Mekkora az áttétel?  b) Hány menetes a szekunder tekercs?

a) Feszültségáttétel:
   a = U1 / U2 = 230 V / 24 V = 9,583

   (a > 1, tehát lefelé transzformáló trafó – ez egyezik a várakozással)

b) Szekunder menetszám:
   a = N1 / N2   ->   N2 = N1 / a = 1000 / 9,583 = 104,4 menet

   Kerekítve N2 = 104 menet.

   Ellenőrzés:  U2 = U1 · N2/N1 = 230 · 104/1000 = 23,9 V     OK

Kidolgozott példa 20.3 – Áramáttétel és a primer áram

Feladat: az előző, 230/24 V-os transzformátor szekunder oldalán I2 = 5 A folyik.
         Mekkora a primer áram, és mekkora a látszólagos teljesítmény?

Áramáttétel:   I1 / I2 = 1 / a      ->    I1 = I2 / a

   I1 = 5 A / 9,583 = 0,522 A

Ellenőrzés a teljesítménnyel (ideális trafót feltételezve):
   S2 = U2 · I2 = 24 V · 5 A     = 120 VA
   S1 = U1 · I1 = 230 V · 0,522 A = 120 VA        egyezik   OK

Tanulság: ahol NAGY a feszültség, ott KICSI az áram.
A vezeték- és biztosítóméretezés mindig a saját oldal áramával történik!

Kidolgozott példa 20.4 – Impedanciaáttétel

Feladat: egy kisfrekvenciás illesztő transzformátor áttétele a = 20. A szekunder
         oldalára 8 ohmos hangszórót kötünk. Mekkora impedanciát „lát” a primer
         oldalról a meghajtó fokozat?

Impedanciaáttétel:   Z1 = a² · Z2

   Z1 = 20² · 8 ohm = 400 · 8 = 3200 ohm

Ellenőrzés más úton (P = 1 W hangszóróteljesítménnyel):
   U2 = √(P · Z2) = √(1 · 8)      = 2,83 V   ->  I2 = 2,83/8   = 0,354 A
   U1 = a · U2    = 20 · 2,83     = 56,6 V   ->  I1 = I2/a     = 0,0177 A
   Z1 = U1 / I1   = 56,6 / 0,0177 = 3198 ohm  ~ 3200 ohm       OK

Ezért nevezik a transzformátort ILLESZTŐ elemnek: az áttétel megválasztásával
tetszőleges terhelést tetszőleges forrásimpedanciához lehet igazítani.

20.4 Üresjárás: az üresjárási áram és a vasveszteség

A transzformátor két szélső üzemállapotát külön-külön megvizsgálva a gép összes fontos
jellemzőjét meg lehet határozni. Ez a két vizsgálat – az üresjárási és a rövidzárási mérés
– a szakma egyik legszebb mérnöki fogása, és a központi interaktív vizsga visszatérő kérdése.

Miért éppen a vasveszteséget kapjuk meg? Mert üresjárásban a szekunder áram nulla, a primer
oldalon pedig csak a mágnesező áram folyik, amely a névleges áramnak jellemzően csak néhány
százaléka. A tekercsben keletkező I² · R veszteség az áram négyzetével arányos, tehát ekkora
áramnál gyakorlatilag elhanyagolható. A wattmérő így szinte tisztán azt a veszteséget méri,
amely a vasmagban keletkezik: a hiszterézis- és az örvényáram-veszteség összegét.

Ez a veszteség a terheléstől független: amíg a transzformátor feszültség alatt van, a fluxus
ugyanúgy „lengeti át” a vasmagot, akár terheljük, akár nem. Ezért nevezik állandó vagy
üresjárási veszteségnek is. Az elosztóhálózatban ez komoly gazdasági tétel: egy
transzformátorállomás éjjel-nappal, az év mind a 8760 órájában feszültség alatt áll.

Az üresjárási mérésből ezen felül meghatározható:

• az áttétel: a = U1 / U_2ü, hiszen terheletlen állapotban a szekunder kapocsfeszültség
  gyakorlatilag az indukált feszültséggel egyenlő;
• az üresjárási teljesítménytényező: cos φ_0 = P_0 / (U1 · I_0) – jellemzően nagyon kicsi,
  mert az üresjárási áram túlnyomórészt meddő (mágnesező) jellegű;
• a helyettesítő kapcsolás keresztágának elemei: a vasveszteségi ellenállás (R_v) és a
  mágnesező (főmező-) reaktancia (X_m).

20.5 Rövidzárási vizsgálat: tekercsveszteség és a drop (u_z)

Miért éppen a tekercsveszteséget kapjuk meg? Mert a névleges áram eléréséhez elegendő
feszültség a névlegesnek csak néhány százaléka. A 4,44-es képletből tudjuk, hogy
B_max ~ U, tehát ekkora feszültségnél a vasmagbeli indukció is a névleges néhány százaléka, a
vasveszteség pedig – amely az indukció második hatványa körül változik – ennek is a
négyzetével csökken, vagyis elhanyagolható. A wattmérő tehát gyakorlatilag tisztán a
tekercsek ohmos ellenállásán keletkező I² · R veszteséget méri.

A drop (rövidzárási feszültség)

⚠ Egy forrásból: a drop jellemző értéke „tipikusan 5–12 %”; a gyakorlatban a kisfeszültségű
elosztótranszformátoroknál 4–6 %, a nagyobb teljesítményű hálózati transzformátoroknál 6–12 % a
szokásos. A tartomány második forrásból ellenőrizendő.

A u_z fizikai jelentése: a transzformátor belső impedanciájának mértéke, a névleges
impedanciára vonatkoztatva. Ha a drop 4 %, az azt jelenti, hogy a gép belső (rövidzárási)
impedanciája a névleges terhelőimpedancia 4 %-a. Ebből következik a két legfontosabb gyakorlati
üzenete, amelyek egymással ellentétesek:

A zárlati áram becslése a dropból

Mivel rövidzárt szekunder mellett az áram a primer feszültséggel arányos (a mágneses kör
lineárisnak tekinthető, mert az indukció kicsi), egyszerű aránypárral megkapjuk, mekkora áram
folyna, ha nem a U_zn, hanem a teljes névleges feszültség hajtaná a rövidzárt kört:

I_z = I_n · (100 % / u_z)

Ez „kisebb transzformátoroknál 16–25-szörös értékeket eredményezhet”. ⚠ Az összefüggést a
jegyzet forrásbázisában egy forrás közli, matematikailag azonban az arányosságból közvetlenül
következik.

20.6 A helyettesítő kapcsolás és a fazorábra

Az ideális és a valóságos transzformátor

Az ideális transzformátor egy tanulási modell: nincs tekercsellenállása, nincs szórt fluxusa,
nincs vasvesztesége, és a mágnesezéséhez nem kell áram. Erre a modellre pontosan érvényes minden,
amit a 20.3 alfejezetben tanultunk: U1/U2 = a, I1/I2 = 1/a, Z1/Z2 = a², és a hatásfoka
100 %.

A valóságos transzformátor négy ponton tér el ettől:

1. A tekercseknek ohmos ellenállásuk van (R1, R2) – ezen keletkezik a tekercsveszteség.
2. A fluxus egy része nem záródik a vasmagban, hanem a levegőn át „megszökik” – ez a szórt
   fluxus. Hatását a szórási reaktanciák (X_1σ, X_2σ) írják le. A szórás miatt a
   szekunder feszültség kisebb, mint amit a menetszámarány adna.
3. A vasmag mágnesezéséhez áram kell – ez a mágnesező áram, amelyet a főmező-reaktancia
   (X_m) képvisel.
4. A vasmagban veszteség keletkezik – ezt a vasveszteségi ellenállás (R_v) modellezi.

Ez a táblázat magyarázza meg, miért éppen ezt a két mérést végezzük el: a kettő együtt a
helyettesítő kapcsolás összes elemét megadja, és egyik sem igényli a gép szétszerelését vagy
teljes terhelését.

Az egyszerűsített (Kapp-féle) helyettesítő kapcsolás

A gyakorlati számításokhoz a teljes T-kapcsolás túl bonyolult, és fölöslegesen pontos. Mivel a
mágnesező áram a névleges áramnak csak néhány százaléka, a keresztágat elhagyhatjuk. Ekkor a
soros elemek összevonhatók, és a transzformátor egyetlen soros impedanciává egyszerűsödik:

R_z = R1 + R2'          (rövidzárási ellenállás)
X_z = X_1σ + X_2σ'      (rövidzárási reaktancia)
Z_z = √(R_z² + X_z²)    (rövidzárási impedancia)

Ez a Kapp-féle helyettesítő kapcsolás. Elegendő a terhelési feszültségesés és a zárlati áram
becsléséhez, és pontosan ez az a modell, amelyre az MSZ EN 60909-0 zárlatszámítási eljárása
épül: a szabvány a transzformátort a Z_T = (u_kr/100) · U_rT² / S_rT képlettel, azaz éppen a
dropból számítja (16. fejezet).

A fazorábra

A terhelt transzformátor fazorábrája azt mutatja meg, miért és mennyivel esik a szekunder
feszültség terheléskor. Az egyszerűsített modellben az üresjárási (indukált) feszültségből
kivonjuk a soros impedancián eső feszültséget:

U2' = U_2ü' − I2' · (R_z + jX_z)   (redukált, primerre vonatkoztatott alakban)

(A vessző itt is a 20.6 alfejezet konvencióját követi: a primer oldalra redukált
mennyiséget jelöli, ugyanúgy, ahogyan az R2' és az X_2σ' esetében.)

A kivonás vektoriális, ezért a feszültségesés mértéke a terhelés jellegétől függ:

• ohmos terhelésnél (cos φ = 1) a feszültségesés mérsékelt;
• induktív (késleltető) terhelésnél a legnagyobb – itt esik le legjobban a szekunder
  feszültség, mert a terhelőáram fázisban közel esik a szórási reaktancián eső feszültséghez;
• kapacitív (siettető) terhelésnél a szekunder feszültség akár az üresjárási fölé is
  emelkedhet.

20.7 Terhelési jelleggörbe, feszültségváltozás és hatásfok

A terhelési (külső) jelleggörbe

A terhelési jelleggörbe a szekunder kapocsfeszültséget ábrázolja a terhelő áram függvényében:
U2 = f(I2), állandó primer feszültség és állandó terhelésjelleg mellett. A görbe az üresjárási
feszültségből indul, és a terhelőáram növekedésével csökken. A csökkenés meredekségét a drop
hatásos és meddő összetevője és a terhelés jellege szabja meg – pontosan úgy, ahogyan azt a
fazorábra mutatta.

Ez a magyarázata annak a jelenségnek, amelyet minden szerelő ismer: a hálózati feszültség
terhelésre lecsökken. A transzformátor belső impedanciáján eső feszültség a fogyasztónál
„hiányzik”. Egy elosztótranszformátornál ezért van a névleges szekunder feszültség rendszerint
kissé a névleges hálózati feszültség fölé választva – hogy névleges terhelésnél a fogyasztónál
éppen a megfelelő érték jelenjen meg.

A hatásfok

Ha a terhelési fokot β = I2 / I_2n jelöli (β = 1 a névleges terhelés), akkor a tekercsveszteség
P_t(β) = β² · P_z, ahol P_z a rövidzárási méréssel meghatározott, névleges áramhoz tartozó
tekercsveszteség. A hatásfok tehát:

η(β) = (β · S_n · cos φ) / (β · S_n · cos φ + P_0 + β² · P_z) · 100 %

A hatásfok kis terhelésnél kicsi (mert az állandó vasveszteség aránya nagy), a terhelés
növekedésével gyorsan nő, elér egy maximumot, majd nagy terhelésnél ismét csökken (mert a
tekercsveszteség négyzetesen nő).

⚠ Szintén jelölendő: forrásaink szerint a hatásfok „a 90 %-ot is elérheti”; a nagy
teljesítményű hálózati transzformátorok hatásfoka a gyakorlatban ennél lényegesen magasabb
(98 % fölött), ezt az értéket azonban a jegyzet forrásbázisa nem igazolja, ezért csak
nagyságrendi tájékoztatásként szerepel.

Számított példák egy 400 kVA-es elosztótranszformátorral

A következő példák ugyanarra a gépre vonatkoznak, hogy összeálljon a kép. Az adattábla adatai:

Kidolgozott példa 20.5 – A névleges áramok a primer és a szekunder oldalon

Feladat: mekkora a 400 kVA-es, 20/0,4 kV-os transzformátor névleges árama
         a nagyfeszültségű és a kisfeszültségű oldalon?

Háromfázisú látszólagos teljesítmény:   S = √3 · U · I     ->   I = S / (√3 · U)
(A vonali feszültséggel és a vonali árammal számolunk – 12. fejezet.)

Nagyfeszültségű (primer) oldal:
   I_1n = S_n / (√3 · U_1n) = 400 000 VA / (1,732 · 20 000 V)
        = 400 000 / 34 641 = 11,55 A

Kisfeszültségű (szekunder) oldal:
   I_2n = S_n / (√3 · U_2n) = 400 000 VA / (1,732 · 400 V)
        = 400 000 / 692,8 = 577,4 A

Ellenőrzés az áttétellel:
   a = 20 000 / 400 = 50        I_1n = I_2n / a = 577,4 / 50 = 11,55 A     OK

Tanulság: ugyanaz a gép a 20 kV-os oldalon 11,55 A-t, a 0,4 kV-os oldalon
577 A-t vezet. A készülékeket MINDIG a SAJÁT oldal áramával méretezzük:
a KIF oldali főmegszakító ezért 630 A-es (az 577,4 A fölötti szabványos érték).

⚠ A KÖF oldali olvadóbiztosító névleges árama NEM olvasható ki közvetlenül
   a 11,55 A-ből: a transzformátorbiztosító kiválasztása a gyártói
   kiválasztási táblázat szerint történik (17. fejezet). Ezt a jegyzet
   forrásbázisa nem tartalmazza, ezért konkrét számot itt nem közlünk.

Kidolgozott példa 20.6 – A zárlati áram becslése a dropból

Feladat: mekkora zárlati áram folyhat a fenti transzformátor
         kisfeszültségű kapcsain, ha u_z = 4 %?

I_z = I_n · 100 % / u_z

   I_z = 577,4 A · 100 / 4 = 577,4 · 25 = 14 435 A ≈ 14,4 kA

Ellenőrzés a rövidzárási impedanciával (ugyanaz más úton):
   Z_T = (u_z/100) · U_2n² / S_n = 0,04 · 400² / 400 000
       = 0,04 · 0,400 = 0,016 ohm
   I_z = U_2n / (√3 · Z_T) = 400 / (1,732 · 0,016)
       = 400 / 0,0277 = 14 434 A                              OK

Mit jelent ez?
 - a zárlati áram a névleges áram 25-szöröse (100/4 = 25);
 - a KIF főelosztó megszakítójának megszakítóképessége legalább 16 kA legyen;
 - HA a drop csak 3 % lenne: I_z = 577,4 · 33,3 = 19,2 kA -> drágább készülékek;
 - HA a drop 6 % lenne:      I_z = 577,4 · 16,7 =  9,6 kA -> olcsóbb készülékek,
   de nagyobb feszültségesés terheléskor.

FIGYELEM: ez a transzformátor KAPCSAIRA vonatkozó, kábel nélküli becslés.
A tényleges zárlati áramot az MSZ EN 60909-0 szerint kell számítani (16. fejezet):
ott ugyanerre a gépre, 30 m kábellel, I″_k3 = 11 976 A ≈ 11,98 kA adódott.

Kidolgozott példa 20.7 – A veszteségek szétválasztása a két mérésből

Feladat: a gyártó a következő méréseket végezte el a 400 kVA-es gépen:
         üresjárási mérés:  U_1n mellett   P_0 = 750 W
         rövidzárási mérés: I_n mellett    P_z = 3250 W,  U_zn = 4 % · U_1n
         a) Melyik veszteség melyik? b) Mekkora a drop ohmos összetevője?

a) A veszteségek szétválasztása:
   P_0 = 750 W   ->  VASVESZTESÉG (hiszterézis + örvényáram),
                     TERHELÉSTŐL FÜGGETLEN, a hálózatra kapcsolás pillanatától
                     folyamatosan jelen van (8760 óra/év)
   P_z = 3250 W  ->  TEKERCSVESZTESÉG (rézveszteség), az áram négyzetével
                     változik: fél terhelésen 3250·0,5² = 812,5 W

b) A drop ohmos összetevője (MSZ EN 60909-0, 6.3.1 szerint):
   u_R = 100 · P_z / S_n = 100 · 3250 W / 400 000 VA = 0,8125 %

   A meddő (szórási) összetevő:
   u_X = √(u_z² − u_R²) = √(4² − 0,8125²) = √(16 − 0,66) = √15,34 = 3,917 %

   Látható: a drop TÚLNYOMÓRÉSZT MEDDŐ jellegű (a szórásból származik),
   az ohmos rész alig 1/5-e. Nagy transzformátoroknál ez még kifejezettebb.
   Az MSZ EN 60909-0 6.3.1 szakasza ezért kimondja, hogy nagy transzformá-
   toroknál az ellenállás olyan kicsi, hogy az impedancia a zárlati áramok
   számításakor TISZTÁN REAKTANCIA-jellegűnek vehető - az ellenállást
   viszont figyelembe KELL venni, ha az i_p lökőzárlati áramot vagy az
   egyenáramú összetevőt számítjuk.

Éves veszteségenergia becslése (a vasveszteségre, folyamatos üzemben):
   W_vas = 750 W · 8760 h = 6 570 000 Wh = 6570 kWh/év

Kidolgozott példa 20.8 – A hatásfok a terhelés függvényében

Feladat: mekkora a 400 kVA-es transzformátor hatásfoka cos φ = 0,9 mellett
         25 %-os, 50 %-os és 100 %-os terhelésnél?

Képlet:  η = P2 / (P2 + P_0 + β²·P_z) · 100 %,  ahol  P2 = β · S_n · cos φ

100 % terhelés (β = 1,0):
   P2  = 1,0 · 400 000 · 0,9 = 360 000 W = 360,0 kW
   P_t = 1,0² · 3250         =   3 250 W
   P_v =                         750 W
   η   = 360 000 / (360 000 + 750 + 3250) = 360 000 / 364 000 = 0,9890 -> 98,90 %

50 % terhelés (β = 0,5):
   P2  = 0,5 · 400 000 · 0,9 = 180 000 W = 180,0 kW
   P_t = 0,5² · 3250 = 0,25 · 3250 = 812,5 W
   η   = 180 000 / (180 000 + 750 + 812,5)
       = 180 000 / 181 562,5 = 0,9914 -> 99,14 %

25 % terhelés (β = 0,25):
   P2  = 0,25 · 400 000 · 0,9 = 90 000 W = 90,0 kW
   P_t = 0,25² · 3250 = 0,0625 · 3250 = 203,1 W
   η   = 90 000 / (90 000 + 750 + 203,1) = 90 000 / 90 953,1 = 0,9895 -> 98,95 %

Megfigyelés a három érték alapján:
   a hatásfok NEM a teljes terhelésnél a legnagyobb, hanem valahol 25 % és 100 %
   között. Ha megkeressük, hol lesz a két veszteség egyenlő:
      β² · 3250 = 750    ->    β² = 0,2308    ->    β = 0,480 (48 %)
   és ide behelyettesítve:
      P2  = 0,48 · 400 000 · 0,9 = 172 800 W
      P_t = 0,48² · 3250 = 749 W ~ P_v = 750 W
      η   = 172 800 / (172 800 + 750 + 749) = 0,99138 -> 99,14 %

⚠ A „maximum ott van, ahol a két veszteség egyenlő” szabályt a jegyzet forrás-
   bázisa nem igazolja (lásd a 20.7 figyelmeztetést); a fenti számok azonban
   ezzel összhangban vannak. Gyakorlati üzenet: az elosztótranszformátort
   szándékosan úgy választják meg, hogy a napi átlagos terhelése a hatásfok-
   görbe lapos maximuma körül legyen – ezért NEM baj, ha a gép „túl nagy”.

Kidolgozott példa 20.9 – Transzformátor kiválasztása adott teljesítményigényhez

Feladat: egy telephely csúcsteljesítmény-igénye P = 250 kW, a mért
         teljesítménytényező cos φ = 0,85. Mekkora névleges teljesítményű
         elosztótranszformátort válasszunk 20 % bővítési tartalékkal?

1. A látszólagos teljesítmény igénye:
   S = P / cos φ = 250 000 W / 0,85 = 294 118 VA = 294,1 kVA

2. Bővítési tartalékkal (20 %):
   S_szükséges = 294,1 · 1,2 = 353,0 kVA

3. A szabványos teljesítménysorból (…, 250, 315, 400, 630, 800, 1000 kVA)
   a következő nagyobb: S_n = 400 kVA

4. A választott gép terhelési foka a jelenlegi csúcson:
   β = 294,1 / 400 = 0,735 -> 73,5 %
   Ez a hatásfokgörbe lapos, kedvező szakaszán van.

5. Ellenőrzés a KIF főelosztó szempontjából:
   I_2n = 577,4 A  ->  630 A-es főmegszakító
   I_z  = 14,4 kA  ->  legalább 16 kA megszakítóképesség

Megjegyzés: a fázisjavítás (11. fejezet) a cos φ növelésével CSÖKKENTI a
szükséges látszólagos teljesítményt: cos φ = 0,95 esetén S = 263 kVA lenne,
ami a 315 kVA-es gépbe is beleférne.

20.8 Háromfázisú transzformátor; kapcsolási csoportok és az óraszám

A háromfázisú transzformátor felépítése

Elvileg három darab egyfázisú transzformátorral is meg lehetne oldani a háromfázisú
transzformálást, és nagy teljesítményen (szállíthatósági okokból) ez elő is fordul. A szokásos
megoldás azonban a közös, háromoszlopos vasmag: mindegyik oszlopon egy fázis primer és
szekunder tekercse ül, az oszlopokat közös felső és alsó járom köti össze.

Ennek az az elvi alapja, hogy szimmetrikus háromfázisú rendszerben a három fluxus pillanatnyi
összege nulla – ugyanúgy, ahogyan a három áram összege nulla a csillagpontban (12. fejezet).
Így nincs szükség a fluxusok külön visszatérő útjára: a három oszlop egymásnak szolgál
visszavezetésül. Ez a megoldás lényegesen kevesebb vasat, kisebb tömeget és kisebb vasveszteséget
jelent.

A kapcsolási módok és jelölésük

A három primer és a három szekunder tekercs egymástól függetlenül háromféleképpen köthető össze:

A jelölés szabálya:

• nagybetű a nagyfeszültségű, kisbetű a kisfeszültségű oldal kapcsolására;
• az n (illetve N) betű azt jelenti, hogy az adott oldal csillagpontja ki van vezetve
  (van nullavezető);
• a végén álló szám az óraszám.

Így a Dyn11 jelentése: nagyfeszültségű oldal deltában, kisfeszültségű oldal csillagban,
kivezetett csillagponttal, az óraszám 11.

Az óraszám: a 30°-os logika

Miért éppen 30°? Mert a csillag- és a deltakapcsolás fázisviszonyai között éppen ekkora eltérés
adódik: a csillagkapcsolás fázisfeszültsége és a hozzá tartozó vonali feszültség között 30° van
(ez a √3-as összefüggés geometriai párja, 12. fejezet). Ha mindkét oldal azonos kapcsolású,
nincs fázisforgatás (óraszám 0 vagy 6); ha az egyik csillag, a másik delta, akkor páratlan
óraszám (1, 5, 7, 11) adódik.

⚠ A táblázat forrásállapota. A jegyzet forrásbázisa (kutatas/21 7.2) a Yy0, Dy5,
Dyn11 és Yzn5 sort igazolja, a hozzájuk tartozó óraszámmal és fáziseltolással. Az Yd11
sor és a teljes „Tipikus alkalmazás" oszlop ezen túlmutató, forrásból nem igazolt gyakorlati
kiegészítés. A vizsgán a jelölés értelmezése és az óraszám ×30° számítása a számonkérhető
tartalom.

⚠ Egy fontos, forrásból nem igazolt gyakorlati állítás: a magyar közcélú kisfeszültségű
elosztóhálózat jellemző transzformátora a Dyn11. Ezt a jegyzet forrásbázisa nem tudta
dokumentumból igazolni (a hálózati engedélyesek műszaki előírásából pótolandó), a szakmai
gyakorlatban azonban általánosan ismert. A vizsgára a jelölés értelmezését kell biztosan
tudni, a magyar gyakorlatot pedig fenntartással kezelni.

Miért éppen a Dyn kapcsolás való az elosztóhálózatba? Két gyakorlati okból, amelyek a
kapcsolás szerkezetéből következnek:

1. A kisfeszültségű oldal csillagkapcsolású, kivezetett csillagponttal – enélkül nem lenne
   nullavezető, márpedig a 400/230 V-os hálózatra egyfázisú fogyasztókat kell csatlakoztatni, és
   a csillagpont közvetlen földelése a TN-rendszerű áramütés elleni védelem alapja
   (19.2 és 19.7, valamint a 33. fejezet).
2. A nagyfeszültségű oldal deltakapcsolású – a delta zárt hurok, amelyben az aszimmetrikus
   terhelésből és a mágnesezésből származó áramösszetevők körbefolyhatnak, ahelyett hogy a
   középfeszültségű hálózatra jutnának.

20.9 Párhuzamos járatás feltételei

Nagyobb telephelyeken és alállomásokban gyakori, hogy két (vagy több) transzformátor közös
gyűjtősínre dolgozik. Ennek oka lehet a teljesítményigény növekedése, a rendelkezésre állás
javítása (az egyik gép kiesésekor a másik átveszi a fontos fogyasztókat), vagy a jobb hatásfok
(kis terhelésnél az egyik gép lekapcsolható).

A párhuzamos üzem feltételei a forrás szerint:

1. azonos áttétel (azonos névleges primer és szekunder feszültség);
2. azonos kapcsolási óraszám;
3. lehetőleg azonos drop (u_z).

Miért kell mindegyik?

A harmadik feltétel gondolatmenete a Kapp-féle helyettesítő kapcsolásból következik: két
párhuzamosan kapcsolt feszültségforrás a belső impedanciájuk arányában osztja meg a
terhelést – a kisebb impedanciájú (kisebb dropú) gépre több jut. ⚠ A terheléselosztás
számszerű képletét a jegyzet forrásbázisa nem tartalmazza, ezért itt csak a minőségi
összefüggést közöljük.

20.10 Különleges transzformátorok

Az autotranszformátor (takaréktranszformátor)

⚠ Ezt a szerkezeti leírást a jegyzet forrásbázisa egy forrásból közli.

Előnye, hogy kevesebb réz és vas kell hozzá, ezért olcsóbb, kisebb és könnyebb, mint az
azonos teljesítményű, kéttekercses transzformátor – innen a „takarék” elnevezés. Ez az előny
annál nagyobb, minél közelebb van egymáshoz a két feszültség (például 400 V → 380 V). Tipikus
alkalmazásai: laboratóriumi szabályozható transzformátor (variak), motorindító
autotranszformátor, feszültségszint-illesztés eltérő szabványú hálózatok között, valamint
nagyfeszültségű hálózatok összekötése.

A biztonsági és az elválasztó transzformátor

A kéttekercses transzformátor legfontosabb védelmi tulajdonsága éppen az, amit az
autotranszformátor elveszít: a galvanikus elválasztás. Erre két, egymástól elhatárolandó
védelmi mód épül:

⭐ Utalás: a SELV, PELV és FELV rendszerek pontos meghatározása, a megengedett feszültségek,
az áramkörök szétválasztására és a földelésre vonatkozó előírások, valamint a védőelválasztás
alkalmazási feltételei a 34. fejezet (34.3 villamos elválasztás, 34.4 SELV/PELV, 34.5 FELV)
tárgyát képezik.
Itt csak annyit rögzítünk, hogy ezeknek a védelmi módoknak a fizikai alapja a transzformátor
galvanikus elválasztása – tehát az, amit ebben a fejezetben megtanultunk.

További, itt csak megnevezett transzformátorfajták

• Mérőváltók (áramváltó és feszültségváltó): nem energiaátvitelre, hanem mérésre és
  védelmi jelképzésre szolgáló, különleges pontosságú transzformátorok. ⭐ A mérőváltók
  teljes tárgyalása – az áttétel, a pontossági osztály, a terhelés (burden), az áramváltó
  szekunderjének nyitva hagyási tilalma – a 27. fejezetbe tartozik.
• Hegesztőtranszformátor: nagy szórású, meredeken eső jelleggörbéjű gép, amely az ívhez
  szükséges áramkorlátozást a saját szórásával valósítja meg.
• Gyújtótranszformátor, impulzustranszformátor, kapcsolóüzemű tápok ferritmagos
  transzformátorai: nagy frekvencián működnek, ezért a lemezelt acélmag helyett ferrit
  vagy porvasmag kell (a 9. fejezet örvényáram-összefüggése miatt).

20.11 A transzformátor üzemeltetése és védelme

⚠ Ez az alfejezet szándékosan rövid: a transzformátorvédelem részletes tárgyalása a hálózati
védelmek fejezetébe (18. fejezet) és a 19.2–19.3 alfejezetbe tartozik, a jegyzet jelen
forrásbázisa pedig csak a
következőket dokumentálja.

Amit az olajtranszformátorról a források alapján rögzíthetünk:

• Az olajtranszformátor tartozéka a tágulási tartály (konzervátor) és a Buchholz-relé.
  ⚠ A Buchholz-relé (gázrelé) működésének leírását a jegyzet forrásbázisa nem tartalmazza;
  csak annyi rögzíthető, hogy a konzervátor és az edény közötti csővezetékbe épített, az
  olajtranszformátorok jellegzetes védelmi tartozéka. A működés és a beavatkozási fokozatok
  leírása forrás pótlása után kerül a jegyzetbe.
• Az olajhőmérséklet figyelése az üzemeltetés része; a hőmérséklet a veszteségekből
  (vasveszteség + tekercsveszteség) és a hűtés hatásosságából adódik.
• A túlterhelés a tekercsveszteség négyzetes növekedésén keresztül melegedést okoz; a
  megengedett terhelhetőség a hűtés és a környezeti hőmérséklet függvénye.

Az üzemeltetés két, elsődleges forrásból igazolt biztonsági szabálya (MSZ 1585:2016, a
19.6, 19.9 és a 38. fejezet részletes tárgyalásával):

20.12 Az elosztótranszformátor a gyakorlatban: adattábla és feszültségszabályozás

Az adattábla olvasása

Az adattábla nem dísz, hanem a gép „személyi igazolványa”: a méretezéshez, a
készülékkiválasztáshoz és a zárlatszámításhoz szükséges minden adat rajta van.

Feszültségszabályozás: a fokozatkapcsoló

A hálózati feszültség nem állandó: a terhelés és a hálózati viszonyok szerint ingadozik, és a
transzformátor szekunder feszültsége is változik a terheléssel (20.7). Ezért az
elosztótranszformátorok primer oldalán menetszám-megcsapolásokat (fokozatokat) alakítanak ki.

• A közcélú elosztótranszformátorokon jellemzően üresjárási fokozatkapcsoló van, tipikusan
  ±2 × 2,5 % tartománnyal (öt állás) ⚠ – ez a tartomány a jegyzetben példaértékű adat, a
  konkrét gép adatlapjáról ellenőrizendő. Az állást a hálózati engedélyes az adott állomás
  feszültségviszonyaihoz igazítva egyszer beállítja.
• A nagyfeszültségű alállomások hálózati transzformátorain terhelés alatti fokozatkapcsoló
  van, amely automatikus feszültségszabályozóval együtt működik.

A fokozatkapcsoló állása a zárlatszámítás szempontjából sem közömbös: az MSZ EN 60909-0
kifejezetten kimondja, hogy „a transzformátorok impedanciája a fokozatkapcsoló alaphelyzetére
vonatkozik”, és a K_T impedanciakorrekciós tényezőt a fokozatkapcsolós és a fokozatkapcsoló
nélküli gépre egyaránt alkalmazni kell (16. fejezet).

Kidolgozott példa 20.10 – A fokozatkapcsoló beállítása

Feladat: egy 20/0,4 kV-os elosztótranszformátort olyan hálózatpontra telepítenek,
         ahol a középfeszültségű hálózat tartósan 21 kV-on üzemel (5 %-kal a
         névleges fölött). A fokozatkapcsoló ±2 × 2,5 %-os. Melyik fokozatot
         kell beállítani, hogy a kisfeszültségű oldalon 400 V legyen?

1. Az ALAPÁLLÁSBAN (0 fokozat) az áttétel:
   a = 20 000 / 400 = 50
   A tényleges üresjárási szekunder feszültség 21 kV-os betáplálásnál:
   U_2ü = 21 000 / 50 = 420 V      ->  5 %-kal a névleges FÖLÖTT, túl nagy

2. A fokozatkapcsoló a PRIMER menetszámot változtatja. Ha több primer menetet
   kapcsolunk be (+ irányú fokozat), az áttétel nő, a szekunder
   feszültség csökken.
   A szükséges áttétel:
   a_szükséges = 21 000 V / 400 V = 52,5

3. A szükséges áttétel-növekedés:
   52,5 / 50 = 1,05      ->   +5 %

4. A ±2 × 2,5 %-os kapcsolón ez pontosan a +2. fokozat (2 · 2,5 % = 5 %).

Ellenőrzés:
   a = 50 · 1,05 = 52,5      U_2ü = 21 000 / 52,5 = 400 V      OK

FIGYELEM: az átállítást csak FESZÜLTSÉGMENTESÍTETT transzformátoron szabad
elvégezni (üresjárási fokozatkapcsoló)!

20.13 Tipikus hibák és vizsgacsapdák

1. „A transzformátor egyenfeszültséget is transzformál.” – Nem. Állandó fluxus mellett nincs
   indukált feszültség, a primer tekercs pedig kiég.
2. „A vasveszteség a terheléssel nő.” – Nem: a vasveszteség gyakorlatilag állandó; a
   tekercsveszteség nő az áram négyzetével.
3. „Az üresjárási mérés a rézveszteséget adja.” – Fordítva: az üresjárási a VAS-, a
   rövidzárási a TEKERCSVESZTESÉGET.
4. „A kis drop mindenképpen jó.” – Nem: kis drop = kis feszültségesés, de nagy zárlati
   áram (I_z = I_n · 100 / u_z), tehát nagyobb megszakítóképességű, drágább készülékek.
5. A menetszám és a feszültség arányának felcserélése. Ahol több a menet, ott nagyobb a
   feszültség és kisebb az áram.
6. Az áttétel négyzetének elhagyása impedanciaszámításnál. Z1 = a² · Z2, nem a · Z2.
7. „A 400 kVA azt jelenti, hogy 400 kW-ot ad le.” – Nem: kVA a látszólagos teljesítmény;
   a leadható hatásos teljesítmény P = S · cos φ (11. fejezet).
8. Az óraszám figyelmen kívül hagyása párhuzamos kapcsolásnál. Már egyetlen óraszámnyi (30°)
   eltérés is óriási kiegyenlítő áramot okoz.
9. Az autotranszformátor „elválasztó transzformátorként” használata. Életveszélyes: nincs
   galvanikus elválasztás.
10. A fokozatkapcsoló átállítása feszültség alatt (üresjárási típusnál).
11. 60 Hz-es transzformátor 50 Hz-en. B_max ~ U/f miatt telítés, nagy üresjárási áram,
    túlmelegedés.
12. A kisfeszültségű oldali visszatáplálás figyelmen kívül hagyása feszültségmentesítéskor.

Ellenőrző kérdések

1. Miért nevezzük a transzformátort nyugvó villamos gépnek, és mit változtat meg, illetve mit
   hagy változatlanul az átalakítás során?
2. Vezesse le, miért csökkenti a nagyfeszültségű átvitel a vezetéki veszteséget! Mennyivel
   csökken a veszteség, ha a feszültséget az ötszörösére emeljük?
3. Miből áll a transzformátor vasmagja, és miért ebből az anyagból és ebben a szerkezetben
   készül? Kösse a választ a 9. fejezet két vasveszteség-összetevőjéhez!
4. Sorolja fel a három fő hűtési kivitelt, és mondjon példát arra, hol melyiket alkalmazzák!
   Mi az olaj kettős szerepe, és milyen környezetvédelmi kockázata van?
5. Írja fel az indukált feszültség képletét, nevezze meg minden tényezőjét mértékegységgel
   együtt, és mondja meg, honnan származik a 4,44-es szám!
6. Mi történik egy 60 Hz-re tervezett transzformátorral, ha 50 Hz-es hálózatra kötjük? Miért?
7. Írja fel mindhárom áttételt! Miért fordítva transzformálódik az áram, és miért négyzetesen az
   impedancia?
8. ⭐ Mi az üresjárási vizsgálat célja, hogyan végezzük, és melyik veszteséget kapjuk meg
   belőle? Miért éppen azt?
9. ⭐ Mi a rövidzárási vizsgálat célja, hogyan végezzük, és melyik veszteséget kapjuk meg
   belőle? Miért éppen azt? Milyen biztonsági szabályt kell betartani a mérés közben?
10. Definiálja a dropot! Mit jelent fizikailag, ha egy transzformátor dropja 4 %?
11. ⭐ Hogyan becsülhető a zárlati áram a dropból? Mit vesz figyelembe és mit hanyagol el ez a
    becslés?
12. Melyek a helyettesítő kapcsolás elemei, és melyik elemet melyik méréssel határozzuk meg?
13. Miért csökken a szekunder feszültség a terheléssel, és milyen terhelésjelleg mellett a
    legnagyobb, illetve mikor emelkedhet az üresjárási fölé?
14. Írja fel a hatásfok képletét! Miért nem a névleges terhelésnél a legjobb a hatásfok?
15. ⭐ Mit jelent a Dyn11 jelölés betűről betűre, és mekkora fáziseltolást takar?
16. Miért a Dyn kapcsolást használják a közcélú kisfeszültségű elosztóhálózatban?
17. Sorolja fel a párhuzamos járatás feltételeit, és indokolja meg mindegyiket! (Jelölje, hogy a
    felsorolás egy forrásból származik.)
18. Miért nem használható autotranszformátor védőelválasztásra? Mi a különbség az elválasztó és a
    biztonsági transzformátor között?

Tudáspróba

1. Melyik állítás igaz a transzformátorra?
a) Nyugvó villamos gép, a frekvenciát nem változtatja meg.
b) Egyenfeszültséget is transzformál.
c) Megváltoztatja a frekvenciát is. d) Csak feszültséget emelni tud.

2. Az indukált feszültség képlete:
a) U_i = 2,22 · B · A · N · f b) U_i = 1,11 · B · A · N · f
c) U_i = 4,44 · B · A · N / f d) U_i = 4,44 · B · A · N · f

3. Egy transzformátor primer menetszáma 1000, a szekunderé 50. A primer feszültség 230 V.
Mekkora a szekunder feszültség üresjárásban?
a) 4,6 V b) 11,5 V c) 23 V d) 46 V

4. Az áram a transzformátorban:
a) az áttétel reciproka szerint b) az áttétellel egyenesen arányosan
c) az áttétel négyzetével d) az áttétel négyzetgyöke szerint transzformálódik.

5. ⭐ Az üresjárási mérés elsősorban melyik veszteséget adja meg?
a) a tekercsveszteséget b) a súrlódási veszteséget
c) a szórási veszteséget d) a vasveszteséget

6. ⭐ Egy 400 kVA-es, 20/0,4 kV-os transzformátor kisfeszültségű névleges árama kb.:
a) 11,6 A b) 100 A c) 577 A d) 1000 A

7. ⭐ Egy transzformátor névleges árama 500 A, dropja u_z = 5 %. Mekkora a zárlati áram
becsült értéke a kapcsain?
a) 2500 A b) 5000 A c) 10 000 A d) 25 000 A

8. A vasveszteség a terhelés függvényében:
a) az áram négyzetével nő b) lineárisan nő
c) gyakorlatilag állandó d) csökken

9. ⭐ A Dyn11 jelölés jelentése:
a) primer csillag, szekunder delta, 11°-os eltolás
b) primer delta, szekunder csillag kivezetett csillagponttal, 330°-os eltolás
c) primer delta, szekunder zegzug, 11°-os eltolás
d) primer csillag kivezetett csillagponttal, szekunder delta, 30°-os eltolás

10. Miért nem használható autotranszformátor biztonsági (SELV) célra?
a) Mert nincs galvanikus elválasztás a be- és a kimenet között.
b) Mert nincs benne vasmag. c) Mert túl nagy a vesztesége.
d) Mert csak egyenfeszültséggel működik.

Források

A fejezet forrásjegyzékéhez tartozó megjegyzések – ellenőrzésre váró és feltételes tartalmak: