7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
1/16
TEM DE PROIECT
Transformatorul trifazat
Coordonator:
...............................
Student : Stan CatalinGrupa :EM 321 (an II)
Electromecanica
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
2/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
2
Problem :I. Se va proiecta un transformator trifazat de putere n ulei, de tip
exterior pentru reele de 50Hz caracterizat de datele nominale :
1. putere nominal, Sn=160KVA;2. raportul Ui/Uj=15kv/0,4kv;3. schema i grupa de conexiuni : ` Yy 6;4. reglajul tensiunilor 5%;5. tensiunea de scurtcircuit, Uk=6%;6. pierderile de scurtcircuit, Pk=3850 W;7. pierderile la funcionarea n gol, P0=150 W;8. curentul la funcionarea n gol, i0=3,3%;
9. serviciu de funcionare, S1;10.nfurrile se realizeaz din cupru;11.circuitul magnetic se realizeaz din tabl laminat la rece cu
cristale orientate.
II. Proiectul va cuprinde :
1. Calculul mrimilor de baz ;
2. Determinarea dimensiunilor principale orientative ;3. Alegerea i dimensionarea nfurrilor ;4. Calculul parametrilor de scurtcircuit ;5. Calculul parametrilor la funcionarea n gol i dimensioarea
circuitului magnetic;6. Caracteristicile de funcionare n sarcin;
III. Material dat :
1. Schema electric corespunztoare grupei de conexiuni;2. Caracteristica de funcionare.
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
3/16
3
Il
If
Uf Ul
Fig. 1. Schema conexiunii stea
1. Calculul mrimilor de baz
Conexiune Y -lf UU *
3
1
fl II
nfInfIn IUS **3 RezultatulCalculul tensiunii de faz pe .t.(nalt tensiune)- mrimilor:
kVkVU
U nInfI 67,83
15
3 UfI = 8,67kV
Calculul curetului de faz pe .t.-nnnfnfn IUIUS **
3
1**3
de unde:
AkV
kVA
U
SI
nfI
nnfI 39,15
464,3*3
160
*3 IfI = 6,15A
Calculul tensiunii de faz pe j.t.(joas tensiune)-
kVkVU
U nJnfJ 230,03
4,0
3 UfJ = 0,230kV
Calculul curetului de faz pe j.t.-
AkV
kVAUSI
nfJ
nnfJ 88,231
230,0*3160
*3 IfJ = 231,88A
S1=puterea pe coloana-
kVAS
S n 33,533
160
31 S1 = 53,33kVA
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
4/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
4
2. Determinarea dimensiunilor principale orientative
-nfurareade joastensiune
loj loi- nfurarea
de naltaoj aij aii tensiune
-date de catalog:aoj = 5 mmaij = 12 mmaii = 10 mm
aj ai loj = 30 mmloi = 30 mm
- diametrul coloanei
422
1
***
**
kRcm
R
UfBk
SkaD
= factor de suplee-pt. ; =[1,8-2,4]; adopt = 1,8
95,275,12,13
ji
ij
aaaa cm
75,1706.2*65,0*3
41
Sk
aaa
ij cm
Bc = inducia in coloan = 1,65T
km = factorul deumplere =kFe*kg=0,95*0,92=0,874kR = factorul Rogovscki = 0,95ukR= componenta reactiv a tensiunii de scurtcircuit.
67,51600
31206
*102
22
2
222
n
kkkakkR
S
Puuuu % ukR=5,67%
15,1382,0*1667,5*50*65,1*874,0
33,53*95,0*95,28,1*16 4
22D cm adopt :
Din datele de catalog se alege o valoare standard : D =14 cm
- aria coloanei01345,0
4
14,0**874,0
4*
22
D
kA mC m2
AC=0,01345m2
- diametrul mediu al nfurrilor:Dm = D+2*aoj+aij+(aj+ai) =
= 14+2*0,5+1,2+3*1,75 21,5 cm Dm =21,5cm
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
5/16
5
- nlimea bobinei
52,378,1
5,21*
mB
DH cm HB =37,52cm
3.
Alegerea i dimensionarea nfurrilor
a. Determinarea numerelor de spire
Uw=* 2 *f*AC*BC=* 2 *50*0,0134*1,65 = 4,9V Uw =4,9V
479,4
230
w
jf
jU
Uw spire adopt-wj = 47spire
b. Verificarea induciei n coloan:
Bc=1,65T
7079,4
3464
w
if
iU
UW spire
1w = numrul de spire de reglaj
36707*100
51 w spire
wit = 707+ 36 = 743spire wit = 743spire
c. Seciunile conductoarelor
J = densitatea medie de curent
92,35,21
9,4*
160
3850*746,0*96,0*
m
w
n
k
wsD
U
S
PkkJ A/m2 J = 3,92A/m2
15,5992,3
231,88
J
IS
jf
j mm2
Sj=59,15mm2
92,392,3
15,39 JIS ifi mm2 Si=3,92mm2
TAf
UB
Vw
UU
c
w
c
j
if
w
65,10,0134502
9,4
2
;9,447
230
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
6/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
6
d. Alegerea tipului de nfurri
pe joas tensiunenfurare cilindric pe nalt tensiune nfurare stratificat
e. Dimensionarea nfurrilor
- nfurarea de joas tensiune- o alegem n dou straturi, cu un canal de rcire m=2
242
47
2
j
s
ww spire /strat ws=24spire/strat
hs = nimea unei spire
15
124
2,375
1
s
B
s
w
Hh mm hs=15mm
grosimea unui strat = 415
15,59
s
j
h
Smm grosimes =4mm
Aleg urmtoarea aranjare a conductoarelor n spir :
- nfurare cu 2 conductoaren paralelizolate cu hrtie, suprapuse axial.
bconform tabelului 5-I- din ndrumar de proiectare a
I.Cioc;N.Bichir;N.Cristea ;-aleg (a i b)funcie deSj=60 mm2i nc=2
La S=30mm2 corespunde a=5mm i b=6mmRespectiv: a=5,6mm b=7,4mm
b b
4,73,5
0,70,5*2*
ba
banC ; cruia i corespunde
seciunea: 302jS mm2
recalculez densitatea de curent J a
86,330*2
88,231
j
jfj
S
IJ A/mm2 a
Se impune condiia: HB HBj- calculm nimea real a bobinei : Sj=2*30 mm
2
HBj = (ws+1)*nC*b = (24+1)*2 *7,0 = 350mm HBj = 350 mmCondiie ndeplinit: 375,2>350
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
7/16
7
- aleg limea canalului de rcire : hC = 7,5 mmaj = 2*a+hC = 2*5,3+8 =18 mm aj = 18 mm
a) Calculul diametrelor de joas tensiune:Dj1 = D+2*a0j = 140+2*5 = 150 mm aoj = 5 mmD
jm= D
j1+a
j= 150+18= 168 mm
Dj2 = Djm+aj = 170+18 = 188 mm Dj2 = 18,8 cm
- nfurarea de nalt tensiuneAleg un conductor rotund:
Si = mmS
dd i 33,2
92,344
4
* 2
Si=3,92mm2
d=2,3mm d= 2,6 mmizolat cu hrtie: d= 2,6 mm- Densitatea de curent pentru seciunea corespunztoare:
92,392,3
39,15
i
if
iS
IJ A/mm2
Presupunem :HBi HBj = 35 cm
1346,2
350
d
Hw Bis spire/strat d
d
654,5134
743
s
it
sw
wn straturi Ji=3,92A/mm
2
1246
743
s
it
sn
w
w spire/strat ws=124sp/strat
f. nlimea real (HBi) a bobinei:HBi = (ws+1)*d = (124 + 1)*2,6= 325mm HBi = 32,5cmHx = HBj - HBi =350-325 25 mm Hx=14mm
nfurarea de nalt tensiune se divide n dou bobinepentru a asigura o mai bun rcire:-prima bobin cu 3 straturi ctre interior-a doua bobin cu 3 straturi ctre exterior.
Obs.ele sunt separate printr-un canal de rcire hci = 6 mm.g. Grosimea nfurriide nalt tensiune ai:
ai = ns*d+hci+(ns-2)* iz =6*2,6+6+4*0,6 24 mm ai = 24 mmUs = 2*ws*Uw = 2*124*4,9= 1215,2V-din tabel : iz = 5*0,12 = 0,6 mm
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
8/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
8
h. Diametrele nfurriide nalt tensiune:Di1 = Dj2+2*aij = 190+ 2*12= 214 mm aij=12mmDim = Di1+ai = 214 +24= 234 mmDi2 = Dim+ai = 234 +24= 258 mm Di2 = 25,8 cm
4. Calculul parametrilor de scurtcircuit
A.Masele nfurrilor810****** jjjmwwj wSDcM =
= 3*8990*16,8**(2*30)*47*10-8 =40,18 Mwj = 40,18 Kg8
10****** iiimwwi wSDcM =
= 3*8990**23,4*3,92*743*10-8 =57,72 Mwi = 57,72Kg
B.Pierderile de scurtcircuit
a) pierderile de baz din nfurri Jj=3,86A/mm2
Pwj = km*J 2j *Mwj = 2,4 * 3,862 * 40,18 = 1436,79W Ji=3,92 A/mm
2
Pwi = km*J 2i *Mwi = 2,4 * 3,922 * 57,77= 2130,52W kmCu=2,4
kmconstanta de material[2,4-2,72]la[7501150] Pwj=1436,79W
Pwi=2130,52W
b) factorii de majorarea a pierderilor
92,095,0*2,355
)23*2(*1,7*
* r
Bj
p kH
nb
84,095,0*
6,341
121*5,2*
* r
Bi
R kH
md
)2,0(***095,01242 mak PRJ
kRJ= 1+0,095*0,922*0,54*(22-0,2) = 1,019 kRJ=1,019242 ***044,01 mdk rRI
KRI= 1+0,044*0,842*0,254*62 = 1,004 KRI=1,004c) pierderile n legturi:
lY = 7,5 * HB
9,12546*92,16*
52,355,7*69,1155
***
JJm
J
wJJwD
lPP W Pj=119,09W
2,8724*2,239*
6,3415,7*64,1741
***
Iim
i
wIIwD
lPP W Pi=8,2W
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
9/16
9
d)pierderi n cuv Pcv = 10 * k * Sn = 10*0,015*160 = 24 W k = 0,015(tab)
Pcv=24W
e) pierderile totale de scurtcicuitPk = kRJ * PwJ + kRI * PwI + PJ + PI + Pcv =
= 1,019*1155,69+1,004*1741,64+125,91+8,2+24 Pk = 3084,36WAvem din datele iniiale: Pk = 3120 W r = 1,14 %
%14,1100*3120
3084,363120100*
kd
kckd
rP
PP valoarea este
f) densitatea de suprafa a pierderilor acceptabilAwJ = nauj * kp * * Djm * HBj =
=2 * 0,95 * * 0,1692* 0,3552 = 0,35 m2AwI = nauI * kp * * Dim * HBI =
= 4 * 0,9 * * 0,2392 * 0,3416 = 0,92 m2
54,112135,0*3
69,1155*019,1
*3
*
wJ
wJrJ
JA
Pkq W/m2
55,63392,0*3
64,1741*004,1
*3
*
wI
wIrI
IA
Pkq W/m2
- valorile se ncadreaz n limitele impuse
C.Tensiunea de scurtcircuit
a. componenta activ
88,1160*10
94,3018
*10
n
k
kaS
PU % Uka = 1,88%
b. componenta reactiv Ukr=2,68 %3
2
110*
*
******92,7
Bw
qRm
krHU
khalSfU
aj=1,92;ai=2,52cm
68,248,12,13
ijjiaa
aa cm =2,68cm
lm = lungimea medie a spirei
)2
92,1*339,22,115(*
)2
*3(* 1
ji
ijjm
aaaDl
lm = 63,69cm
=4,154,3
)39,292,12,1(2
52,37
)(2
ijij
B
aaa
H
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
10/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
10
953,04,3**2
11
**2
11
Rk
kR=0,953
0031,0056,02,355
20 2 xH
Hx
Bj
X
014,1953,0*68,2*352,35*0031,01
***1
2
r
Bj
qkar
Hxk
32
10*02,5*52,35
014,1*953,0*63,2*69,63*33,53*50*92,7krU Ukr = 3,82 %
%26,482,388,1 2222 krkak uuU Uk = 4,26%
5.Calculul parametrilor la funcionarea n gol idimensionarea circuitului magnetic
A.Determinarea dimensiunilor circuitului magnetic
Miezul magnetic se realizeaz din tabl laminat larece, cu cristale orientate, de tip ARMCO M5, de 0,30mm grosime.seciunea coloanei si a jugurilor D = 140 mm =14cmcum D = 14 cm nt = 6 trepte
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
11/16
11
calculul grosimii treptelor
mmaDb cc 4,192
1352
140)2
()2
(
22
2121
ntole = 33,6530,0
4,19
30,0
cib ntole = 64*0,30=19,2mm bci=19,2
mm
mmbaD
b cc
c 85,162,19)2
120()
2
140()
2()
2(
22
1
222
2
ntole = 18,5630,0
85,16
30,0
cib ntole =56*0,3=16,8mm bc2=16,8
mm
bbaDb ccc
c
3,10
8,162,19)2
105()2
140()2
()2
( 2221
232
3
ntole = 33,3430,0
3,10
30,0
cib
ntole =34*0,3=10,2mm bc3=10,2mm
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
12/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
12
mm
bbbaD
b cccc
c
2,72,108,16
2,19)2
95()
2
140()
2()
2(
22
321
242
4
ntole = 0,2430,0
2,7
30,0
cib ntole =24*0,3=7,2mm bc4=7,2mm
mm
bbbbaD
b ccccc
c
2,22,72,108,162,19
)2
85()
2
140()
2()
2(
22
4321
252
5
ntole = 33,730,0
2,2
30,0
cib ntole =10*0,3=3mm bc5=3mm
mm
bbbbbaD
b cccccc
c
86,232,72,108,162,19
)2
75()
2
140()
2()
2(
22
54321
252
6
ntole = 5,930,086,2
30,0
cib ntole =8*0,3=2,4mm bc6=2,4mm
Obs. - numrul de tole trebuie s fie parDin tabelul standard rezult
ntaci ntole
bci Aci aij Aijmm mm cm2 mm cm2
1 135 64 19,2 25,92 155 29,762 120 56 16,8 20,16 135 22,68
3 105 42 12,6 13,23 120 15,124 95 26 7,8 7,41 105 8,195 85 14 4,2 3,57 95 3,996 75 8 2,4 1,8 75 1,8
tot 210 63 72,09 81,54Aria coloanei:
Aria jugului:
242 015378,010*78,15389,762*2 mcmAA jj
Grosimea pachetului de tole:1266322 ibb mm 126b mm
ntole suprapuse = 2 * 196 = 392tolea) aria net a seciunii coloanei
24-6
1
01369,010*09,27*95,022 mbakA iiFeci Aci =0,01369m
2
24201441,010*18,14409,722*2 mcmAA
cic
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
13/16
13
b)aria net a jugurilor24-
6
1
0146,010*76,89*95,022 mbakA jjFej Aj =0,01461m2
c) induciile reale
65,101369,0502
02,52 C
wC
AfUB T Bc [1,3 1,7]T
546,10146,0
01369,0*65,1*
j
CCj
A
ABB T
d)dimensiunile miezului magneticH = nlimea coloaneiH = HB + l0i + l0j = 37,52+3+3=43,52cm H=43,52cm
C = distana dintre razele coloanelor
C = Di2 + aii =18,92+1=19,92cm C=19,92cmF = lrgimea ferestreiF = Cai = 19,92+2,52=22,44cm F=22,44cm
e) modul de mpachetare a miezuluiSe utilizeaz nfurri sub un unghi de 900i se aleg dimensiunile
tolelor n afara dimensiunilor miezului magnetic
A.Masa miezului magnetica.Masele coloanelor
kg
baaaHbaHckMtn
ncncnjjccFeFeC
8,14311,35040436,0
24,05,75,75,1552,43
42,05,8652,4378,05,9552,43
26,15,105,352,4368,112252,4392,15,1352,43
1065,795,032
)(102
3
111
6
Mc =143,8 Kg
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
14/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
14
b.Masele colurilor
kg
abakcM
tn
njncncFeFeco
53,839,9570872,05,724,05,75,942,05,8
5,1078,05,91226,15,10
5,1368,1125,1592,15,13
1065,795,03410436
Mco =83,5 Kg
c.Masele jugurilor
kg
baaCbaaCbaaC
baaCkcM
jjcjjcjjc
n
njnjciFeFej
t
74,3838,66305814,0
24,05,75,792,1942,05,95,892,1978,05,105,992,19
26,1125,1092,1968,15,131292,1992,15,155,1392,1905814,0
.. .10765095,0134
)(10)1(4
666222111
6
6
Mj =38,7 Kg
d.Masa total a miezului magnetic
Mnr = Mc + Mco + Mj = 143,8+83,5+38,7= 266kg Mnr =266 Kg
B.Calculul pierderilor n fier
Tabla aleas este de tip ARMCO M5, groas de 0,30 mmpentru BC = 1,65 T, avem poc = 1,63;pentru Bj = 1,546 T, avem pj = 1,2;pentru Bmed = 1,5 98 T, avem poco = 1,44;
P0c = k0Fe*(poc*Mc + pj*Mj + poco*Mco)== 1,17*(1,63*143,8 + 1,2*83,53 + 1,44*38,74)=456,8W P0c = 456,8W
Eroarea relativ:
%19,0475
3678,456
0
00
d
cr
P
QP
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
15/16
15
C.Curentul la funcionarea n gol
36,023,028,0222
0
2
00 ra iii % i0=0,36%
28,0160*108,456
100
0
N
ca
SPi % Q0 =367Var
23,0160*10
367
10
00
N
rS
Qi %
36774,389,053,831,18,1434,112,10000
jjcococco MqMqMqkQ Var
6.Caracteristicile de funcionare n sarcin:
U1 = Un = ct.
A.Caracteristica randamentului : f f = fn = ct..cos
2 ct 7,0cos
2
nI
I2 - factorul de ncrcare 1
969,04568,0084,317,01601
7,01601
cos
cos2
0
2
2
2
PPS
S
Kn
n
0,969
Randamentul este maxim pentru valoarea :
384,03084
8,4560 Kn
mP
P
I
I
B.Caracteristica extern :U1 = Un = ct.f = fn = ct
22
2
sincos
.7,0cos
ct
%192,37,068,27,088,11)sincos(* 222 KrKa uuu 1
u2 =3,192 %
Vu
UUU
UUu 370
100
192,312,381
1001100 2
202
20
2202
7/31/2019 Stan Catalin Proiect ME Transformatorul Trifazat
16/16
ProiectTRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
16
VUw
wU i 2,3816000
724
46
1
220
Top Related