background image

 

1

 

 

Example

  1:-  A  (40  KVA,  50  Hz)  single  phase  transformer  has  (400)  turns  on  the 

primary  windings  and  (100)  turns  on  the  secondary  windings,  the  supply  voltage  is 
(2000 V) on the primary. Determine the followings:-

 

1-  The secondary voltage when the transformer is operating as open circuit. 
2-  The full load current of the both sides (primary and secondary). 
3-  The maximum value of the flux (ɸ 

max

). 

4-   

 

Example  2

:-

 

A  single  phase  transformer  has  (1.1  Volt  /turn)  .  when  the  primary 

winding    is  supplied  by  (220  V,  50  Hz)  the  secondary  winding  voltage  is  (550  V). 
Determine the followings:-

 

1-  The number of the primary and secondary windings. 
2-  The cross section area of the iron core if the flux density is (B= 1.2 Tesla). 

 

Example 3

:-

 

A (200 KVA) single phase transformer (V

1

=6600 V & V

2

= 400 V), the 

number of the secondary windings is (N

2

= 80 turn). If the transformer is operating at 

(50 Hz), then determine the followings:-

 

1-  The number of the primary windings (N

1

). 

2-  The maximum value of the flux (ɸ 

max

). 

3-   If the transformer is operating at (25 Hz), and the flux increased by (10%) of its 

value then determine the followings:- 

a-  The new value of the primary voltage (V

1

). 

b-  The  new  value  of  the  transformer  power  in  (KVA),  assuming  the  values  of  the 

primary and secondary (I

1

 & I

2

) remains constant. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 4:

-

 

A single phase transformer (V

1

=300 V & V

2

= 3300 V), at the no load 

the  current  is  (I

o

=  0.6  A)  and  the  power  is  (P

o

=60  W)  when  the  supply  voltage  is 

connected  to  the  low  voltage  side  and  the  high  voltage  side  is  open  circuited  ,  then 
determine the followings:- 

1-  The power factor at no load (PF). 
2-  The tow components of the no load current. 

 


background image

 

2

 

 

Example 5

:-

   

A single phase transformer (V

1

=440 V & V

2

= 110 V), at the no load 

the  current  is  (I

o

=  5  A)  at  power  factor  (Pf  =  0.2  lag),    the  secondary  delivered  the 

load  with  (I

2

=120  A)  at  power  factor  (0.8  lag).  Determine  the  primary  winding 

current (I

1

). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example  6

:-

 

  The  numbers  of  the  primary  and  the  secondary  turns  windings  of  a 

single  phase  transformer  are  (N

1

=  1000  turn  and  N

2

  =200  turn)  respectively.  When 

the load current on the secondary windings is (I

2

 = 125 A) at a power factor (0.8 lag). 

The  primary  current  was  (I

1

  =30  A)  at  power  factor  (0.707  lag).  Determine  the  no 

load current and its power factor. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example  7

:-

 

  A  single  phase  transformer  with  a  turns  ratio  (a=1/19.5),  (R

1

=25  Ω, 

X

1

=100 Ω, R

2

=0.06 Ω, X

2

=0.25 Ω), the no load current is ( I

o

=1.25 A) and leading 

the  flux  by  (30  ̊)  .  The  secondary  delivered  the  load  by  (I

2

=200  A)  at  a  terminal 

voltage  of  (500  V)  and  power  factor  of  (0.8  lag),  using  the  vector  diagram  (V.D) 
determine the primary supplied voltage (V

1

)  and its power factor (PF). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

8:-

 

  A  (30  KVA)  single  phase  transformer  (V

1

=2000  V  &  V

2

=  200  V), 

(R

1

=3.5 Ω, X

1

=4.5 Ω, R

2

=0.015 Ω, X

2

=0.02 Ω). Then determine the followings:- 

1- The values of (R

eq1

, X

eq1, 

and Z

eq1

) referred to the primary winding side (H.V Side). 

2- The values of (R

eq2

, X

eq2, 

and Z

eq2

) referred to the secondary winding side (L.V Side). 

3- The total copper losses by the three methods. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

9:-

 

 A (10 KVA) single phase transformer (V

1

=450 V & V

2

= 120 V), if the 

results of the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 120 V   ,    I

o.c

= 4.2 A ,        P

o.c

= 80 W             on the L.V side. 

V

s.c

= 9.65 V  ,    I

s.c

=22.2 A,        P

s.c

=120 W             on the H.V side. 

Determines the equivalent circuit of the transformer referred to the high voltage side. 

 

 

 


background image

 

3

 

 

Example 

10:-

 

  If  the  percentage  resistance  of  the  single  phase  transformer  is 

(%R=2.5 %), and on the percentage reactance is (%X= 5 %). Determine the lagging 
power factor (PF) at which the voltage drop is maximum value. And then determine 
the value of the drop as a percentage value. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

11:-

 

A single phase transformer (V

1

=200 V & V

2

= 400 V), if the results of 

the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 200 V   ,    I

o.c

= 0.7 A ,        P

o.c

= 70 W             on the L.V side. 

V

s.c

= 15 V     ,    I

s.c

=10 A ,           P

s.c

=85 W              on the H.V side. 

Determines the secondary voltage when the transformer delivering  (5 KW) at power 
factor (0.8 lag). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

12:-

 

A (10 KW) single phase transformer (V

1

=220 V & V

2

= 440 V), if the 

iron  losses  are  (P

iron

=200  W)  and  the  cupper  losses  are  (P

cu

=300  W),  find  the 

efficiency of the transformer at:- 

1- Full load.                     2- 0.5 Full load. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

13:-

 

If  the  cupper  losses  of  a  single  phase  transformer  are  (P

cu

=100  W), 

then determine the values of the cupper losses at (0.5 F.L, 0.75 F.L and 0.9 F.L). 

---------------------------------------------------------------------------------------------  

Example 

14:-

 

A  (10  KVA)  single  phase  transformer  (V

1

=450  V  &  V

2

=  120  V),  if 

the results of the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 450 V   ,    I

o.c

= 1.12 A ,        P

o.c

= 80 W             on the H.V side. 

V

s.c

= 9.68 V  ,    I

s.c

=22.2 A ,         P

s.c

=120 W             on the H.V side. 

Then determines the followings:- 

1- The equivalent circuit referred to the H.V side. 
2- The efficiency at full load (F.L) and power factor (0.8 lag). 
3- The efficiency at half full load (0.5 F.L) and power factor (0.8 lag). 
4- The voltage regulation factor (% Reg) at full load (F.L) and power factor (0.8 lag). 


background image

 

4

 

 

Example 

15:-

 

A single phase transformer (V

1

=250 V & V

2

= 500 V), if the results of 

the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 250 V   ,    I

o.c

= 1 A ,        P

o.c

= 80 W             on the L.V side. 

V

s.c

= 20 V     ,    I

s.c

=12 A ,        P

s.c

=100 W            on the H.V side. 

Then determines the followings:- 

1- The equivalent circuit referred to the primary (L.V) side. 
2- The primary supply voltage in order to obtain (500 V and 10 A) in the secondary at 

power factor (0.8 lag). 

3- The efficiency when the load current is (10 A), (V

2

= 500 V) and the PF=0.8 lag. 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

16:-

 

A  (5  KVA)  single  phase  transformer  (V

1

=230  V  &  V

2

=  2300  V),  if 

the  iron  losses  at  rated  voltage  are  (P

iron

=40  W)  and  the  cupper  losses  at  the  rated 

current are (P

cu

=112 W), determine the efficiency of the transformer at :- 

1- (1.25 KVA) and (PF=0.8 lag). 
2- (3.57 KVA) and (PF=0.8 lag). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

17:-

 

A (5 KVA) single phase transformer (V

1

=250 V & V

2

= 500 V), if the 

results of the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 250 V   ,    I

o.c

= 0.75 A ,        P

o.c

= 60 W             on the L.V side. 

V

s.c

= 9 V        ,    I

s.c

=6 A ,              P

s.c

=21.6 W           on the H.V side. 

Then determines the followings:- 

1- The no load current components. 
2- The efficiency at full load and unity power factor. 
3- The secondary voltage at full load and :- 

a) Unity power factor.    b) P.F=0.8 lag.        c) P.F=0.8 lead. 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

18:-

 

A  single  phase  transformer  (V

1

=440  V  &  V

2

=  110  V)  ,  (R

1

=0.3  Ω,  

R

2

=0.02 Ω), the iron losses at rated voltage are (P

iron

=150 W). Determine:- 

1- The secondary current when the efficiency is maximum value. 
2- The maximum efficiency at unity power factor (PF=1). 


background image

 

5

 

 

Example 

19:-

 

A  (1000  KVA)  single  phase  transformer,  the  iron  losses  are 

(P

iron

=8.8KW) and the cupper losses are (P

cu

=9.8 KW). determine the followings:- 

1-  The efficiency at (125% F.L) and (PF= 0.85 lag). 
2-  The load (output power) at which the maximum efficiency occur. 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Example 

20:-

 

A (25 KVA) single phase transformer (V

1

=2200 V & V

2

= 220 V), if 

the results of the open circuit and short circuit tests are shown below:- 

V

o.c

= 220 V   ,    I

o.c

= 4 A ,        P

o.c

= 150 W           on the L.V side. 

V

s.c

= 90 V     ,     I

s.c

=10 A ,       P

s.c

=350 W            on the H.V side. 

Then determines the followings:- 

1- The primary voltage at (PF=0.8 lag) and if the secondary voltage is (220 V). 
2- The voltage regulation factor (%Reg). 
3- The efficiency at full load and (PF= 0.8 lag).  

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

21:-

 

A  single  phase  transformer  (V

1

=110  V  &  V

2

=  220  V),  when  the 

transformer  is  operating  at  full  load  the  secondary  voltage  became  (210  V)  find  the 
regulation factor (%Reg). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

22:-

 

A  (100  KVA)  single  phase  transformer  delivered  lighting  load,  the 

total losses at full load are (3 KW) sharing equally between (P

iron

 & P

cu

 ). Through the 

day the transformer operates as bellow:- 

-  At full load for (3 Hours). 
-  At half full load for (4 Hours).   
-  No load for the remaining time. 

Determine the all day efficiency of the transformer at unity power factor. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

24:-

 

A single phase auto transformer (V

1

=500 V & V

2

= 400 V), the load 

current is (I

load

=100A). Show the current distribution and determine the saving of the 

cupper. 

 


background image

 

6

 

 

Example 

23:-

 

 The maximum efficiency of a single phase transformer is (98%) and 

occurs at (15 KVA & 1 PF). Through the day the transformer operates as bellow:- 

-  (  2 KW & PF =0.5 lag) for 12 Hours. 
-  (12 KW & PF =0.8 lag) for 6 Hours. 
-  (18 KW & PF =0.9 lag) for 6 Hours. 

Determine the all day efficiency of the transformer. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

25:-

 

A (5 KVA) single phase transformer (V

1

=480 V & V

2

= 120 V), it is 

used  as  auto  transformer  to  delivered  a  load  with  (480  V)  from  supply  voltage  of 
(600V),  sketch  the  winding  connection  in  this  case  and  then  determine  the  rated 
power  of  the  transformer  assuming  the  values  of  the  winding  currents  remains 
constant at the rated values. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

26:-

 

A (50 KVA) single phase transformer (V

1

=33000 V & V

2

= 230 V), If 

the percentage impedance (%Z=4 %),  and the cupper losses equal (1.8 %) of the full 
load power. Determine the followings:- 

1- The percentage reactance (%X). 
2- The ohmic values of (R

eq

, X

eq

, Z

eq

) referred to the primary side. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example 

27:- 

 

For  a  single  phase  transformer  the  percentage  cupper  losses  at  full 

load is (1.5 %) and the percentage reactance (%X=3.5 %). Determine the percentage 
value of the regulation factor at :- 

a)  Unity power factor.    b) P.F=0.8 lag.        c) P.F=0.8 lead. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example

 28:- A (440 V, 50 Hz) single phase transformer, the iron losses at the rated 

voltage  and  frequency  are  (2500  W).  and  the  iron  losses  is  (850  W)  at    (220  V  & 
25Hz), Determine the values of the hysteresis losses and eddy current losses. 

 

 

 


background image

 

7

 

 

Example

 29:- Two single phase transformer with equal voltage ratio and equal KVA 

rating have impedance of (0.5+j3 Ω) and (0.6+j10 Ω) referred to secondary winding. 
If they are connected in parallel determine how they will share total load of (100KW) 
of power factor (PF=0.8 lag). 

------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Example

  30:-  Two  single  phase  transformer  are  connected  in  parallel.  One 

transformer has an ohmic drop of (0.5%) at full load and an inductive drop (8%) at 
full load. The other  transformer has an ohmic drop of (0.75%) and an inductive drop 
(4%). Show how they are share a load of (180KW) at power factor (PF=0.9 lag) 

------------------------------------------------------------------------------------------------------ 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Bilal AL Qazzaz
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 135 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل