Proiectarea transformatorului 1

of 30

  • date post

    08-Apr-2018
  • Category

    Documents

  • view

    216
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Proiectarea transformatorului 1

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    1/30

    Predimensionarea miezurilortransformatoarelor de putere

    Calcule de predimensionare

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    2/30

    Tema de proiectare

    Date nominale :Numrul de faze: mf = 3

    Puterea aparent : SN = kVATnsiunea primar: U1 = kVTensiunea secundar: U2 = kVFrecven"a: f = 50 HzConexiunea :Prize de reglare pentru : u = 5 %

    Date de catalog

    pierderile n fier : p0 = Wcurentul de mers n gol: i0 = %pierderile n nf,urri : pk = Wtensiunea de scurtcircuit : uk = %

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    3/30

    Tema de proiectare

    Condiii de exploatare:tipul constructiv : cuv cu "evi sau radiatoaresistemul de rcire : natural, cu ulei n circuit nchis; NL

    clasa de izola"ie : Aserviciul de func"ionare : S1mediul climatic : normal

    Restriciimaterialul conductoarelor : . . . . . . . . . .materialul miezului tabla silicioasa: laminat la . . . . . . .

    grosimea:gt = 0,35 mmmateriale izolante:

    pentru conductoare : email sau hrtiepentru bobinaj : carton presat, prespan

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    4/30

    Bibliografie:

    1. C Bl Proiectarea mainilor electrice- Ed. Didactic ,i PedagogicBucure,ti , 1967.

    2. K. Biro, D Coma, I.A. Viorel Maini electrice . Indrumar de

    proiectare.- Lit. IP Cluj, 19693. I. Cioc, N. Bichir, N. Cristea Maini electrice. Indrumar de

    proiectare. Vol. I, II, III, - Ed. Scrisul Romnesc Craiova, 1981.4. T. Dordea- Proiectarea i construcia mainilor electrice. Vol. I, II, Lit.

    IP Timi,oara, 1979.5. I.S. Gheorghiu Maini electrice. Probleme i aplicaii industriale.-Ed. Tehnic Bucure,ti, 1966.

    6. A. Nicolaide Maini electrice.Teorie i proiectare. Vol I, II. - Ed.Scrisul Romnesc Craiova, 1981.

    7. R. Richter- Maini electrice. Vol. I, II, III, IV, V. - Ed. TehnicBucure,ti, 1959-1962.

    8. K.A.Biro Maini electrice. Curs predat.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    5/30

    Calcule preliminare

    Tensiunea de faz a nf,urrilorprimare = 1 ,isecundare = 2 se calculeaz din tensiunea de linie dat"innd seama de conexiunea nf,urrii.Pentru conexiunea stea (Y) ,i n zig-zag (Z):

    pentru conexiunea n triunghi

    ][3

    kVU

    Uf

    =

    ][kVUUf =Uf1 = [kV]Uf2 = [kV]

    Curentul de faz se determin din puterea nominal SN [kVA],

    numrul de faze m ,i tensiunea de faz Uf [kV].Pentru orice conexiune

    ][AUm

    SI

    f

    Nf

    =

    If1 = [A]If2 = [A]

    Calculul curenilor de faz$.

    Calculul tensiunilor de faz$.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    6/30

    Alegerea solicitrilor magnetice i electrice

    Alegerea induciei magnetice.Induc"ia magnetic n coloana transformatorului se alege n func"ie de ;

    - materialul miezului magnetic,- puterea transformatorului,

    - sistemul de rcire,.- materialul conductoarelor

    b

    a

    S [kVA]

    BC [T]

    1 101 102 103 1041

    1.2

    1.4

    1.6

    1.8

    Induc"ia magnetic n coloana transformatoarelor trifazate n uleicu nf,urri din cupru, a-tole laminate la cald, b- tole laminate la

    rece.

    Pentru nf,urri dinaluminiu induc"iiledate pe grafic se reduccu 10 15 %.

    BC = [T]

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    7/30

    Alegerea solicitrilor magnetice i electrice

    Densitatea de curent n conductoare se alege n func"ie de :- materialul conductoarelor :

    - puterea transformatorului,- sistemul de rcire,- materialul miezului magnetic

    Valorile medii ale densit"ii curentului la transformatoare cu rcira

    natural n ulei.

    j

    S [kVA]

    Cu

    M

    E

    M

    1 101

    102

    103

    104

    1

    1.5

    2

    2.5

    3

    3.5

    4[A/mm2]

    Al

    j = A/mm2

    Alegerea densit$ii de curent.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    8/30

    Alegerea solicitrilor magnetice i electrice

    101 102 103 10420

    30

    40

    5060

    70

    80

    90100

    110

    120A [kA/m]

    S [kVA]

    6 kV35 kV

    15 kV

    60 kV

    Ptura de curent la transformatoare trifazate de putere cu rcire natural n ulei.

    Alegerea p$turii de curent. A

    In cazul folosirii aluminiului valorile din diagram se mic,oreaz cu 10 15 %

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    9/30

    Calculul seciunii coloanei

    Determinarea diametrului i a seciunii coloaneintre diametrul coloanei ,i sec"iunea coloanei exist rela"ia:

    unde coeficientul de umplere cu fier kuFe.

    uFe

    C

    C k

    DA

    =

    4

    2

    aC2

    DCbC1bC2

    aC1Forma sec"iunii coloanei n 2

    trepte.

    bCz

    DC

    aC1

    Forma sec"iunii coloanei n 6trepte.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    10/30

    Calculul seciunii coloanei

    Exist multe metode de calcul a diametrului ,i sec"iunii coloanei.- se conoa,te componenta reactiv a tensiunii de scurtcircuit ,i

    sortimentul de tabl;- se cunosc pierderile n fier,i nf,urri ,i caracteristicile

    materialelor active;- se cunoa,te constanta transformatorului,- se dau tolele din care se realizeaza circuitul magnetic,- se alege tensiunea pe spir, etc.

    Determinarea diametrului i a seciunii coloanei prin alegerea tensiunii pe spir$.

    CC

    ff

    w ABfw

    U

    w

    UU === 2

    2

    2

    1

    1

    Tensiunea pe spir:

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    11/30

    Calculul seciunii coloanei

    Valorile medii ale tensiunii pe spir la transformatoare cu rcire natural n uleicu nf,urri de cupru ,i tabl laminat la rece.

    1 10 1 10 2 10 3 10 40

    10

    20

    30

    40

    5060 Uw [V]

    S [kVA]

    10.Uw

    Pentru transformatoare la care difer materialul nf,urrii sau miezuluitensiunea pe spir se scade. Uw = V

    La utilizarea tablei laminate la cald valorile din figur se mic,oreaza cu 10 15 %;la utilizarea aluminiului pentru nf,urri valorile din figur se mic,oreaza cu 20 %.

    Exemplu: S = 100 kVA, aluminiu ,i tabl laminat la cald Uw = 4,5/1,2/1,15 = 3,26 V

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    12/30

    Calculul seciunii coloanei

    0,9250,9240,9220,9170,9120,8770,851kuf

    9876543nzC

    36 40273519 2610 189868DC [cm]

    ][2

    2mBf

    UAC

    wC

    =

    ][102 2 cmk

    AD

    uFe

    CC

    =

    Sec"iunea coloanei va fi:

    Diametrul coloanei . Calculul diametrului necesit cunoa,terea cu aproxima"ie acoeficientului de umplere cu fier a cercului circumscris coloanei, kuFe

    Se procedeaz n felul urmtor : pentru kuFe = 1 rezult diametrul DC .

    nzC =kuf =

    Coeficientul de umplere cu fier kuFe are dou componente:

    - coeficientul de umplere geometric kuf ,- coeficient de umplere datorit izola"iei kui .

    Din tabel se alege numrul de trepte a coloanei si coeficientul de umplere geometric:

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    13/30

    Calculul seciunii coloanei

    0,980,930,8750,5

    0,9550,9050,850,35

    carlitlachrtiegt [mm]

    Izola"iaGrosimea tolei

    Coeficient de umplere datorit izola"iei kui depinde de grosimea tolei, materialulizolant ,i modul de izolare a tolei. n cazul izola"iei simple valorile kui sunt daten tabela

    Pentru tabla: E IV- laminata la cald se folosesc materiale izolante: hrtie si lacM - laminata la rece se foloseste: carlit

    Cu eceast valoare se recalculeaz diametrul coloanei. Valoarea diametruluise rotunje,te la o valoare divizibil cu 5 mm

    DC = cm

    uiufuFe kkk =

    . . . 11,5 12 12,5 13 . . . cm

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    14/30

    Verificarea diametrului calculat

    DC [cm]

    10 10 2 10 3 10 4 10 50

    20

    40

    60

    80

    S [kVA]

    Diametrul orientativ al transformatoarelor trifazate cu ulei coloane in ulei.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    15/30

    Calculul seciunii coloanei

    0,7071

    0,5260,8502

    0,560,750,893

    0,50,670,840,9454

    0,330,550,7230,8640,9575

    0,2800,4560,6310,7750,8850,9646

    0,250,4250,5230,6780,7850,890,977

    aC7aC6aC5aC4aC3aC2aC1nz

    Cu ajutorul tabelei se calculeaz la"imile treptelor .

    aC1 =0,89*8=7,12 cm aC2 = 0,75*8=6 cm aC3 = 0,56*8=4,48 cm

    46,544,042,541,036,533,032,531,029,527,025,023,0215

    19,517,515,513,512,010,59,58,57,56,55,54,0aC [cm]

    L"imile normalizate ale tolelor:

    De exemplu DC = 8 cm, nzC =3.

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    16/30

    Calculul seciunii coloanei

    Se calculeaz grosimea pachetelor de tole:

    ][22 cmaDb CCC =

    00 =CbaC2

    DCbC1bC2

    aC1

    Forma sec"iunii coloanei n 2 trepte.

    cunoscnd grosimea gt a tolei se calculeaz

    numrul de tole din fiecare treapt:

    =

    t

    CCtC

    g

    bbrotunjitn 110

    3,52,31,4bC

    128169300aC *ntC

    322640ntC

    4,06,57,5aC

    321nz

    Numrul de tole n trepte trebuie sa fie par

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    17/30

  • 8/6/2019 Proiectarea transformatorului 1

    18/30

    Calculul seciunii jugului

    3,52,3bJ

    176495aJ *ntJ

    3266ntJ

    5,57,5aJ

    321nz

    bJ1

    aJ2

    aJ1

    bJ2

    aC1

    aJ2

    aJ1

    bJz

    Forme semicirculare ale sec"iunii jugurilor.

    L"imile pachetelor jugului coincid cu l"imile pachetelor coloanei. Secalculeaz numrul de tole ntJ din pachetele jugului.

    Aria sec"iunii transversale ajugului:

    2

    1

    24,21

    10)176495(3