| CATEGORII DOCUMENTE |
| Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Transformatorul trifazat -
Problema :
I. Se va proiecta un transformator trifazat de putere in ulei, de tip exterior pentru retele de 50Hz caracterizat de datele nominale :
putere nominala, Sn=630 KVA;
raportul
;
schema si grupa de conexiuni : Yy 012;
reglajul tensiunilor 5%;
tensiunea de scurtcircuit, Uk=6%;
pierderile de scurtcircuit, Pk=9720 W;
pierderile la functionarea in gol, P0=1920 W;
curentul la functionarea in gol, i0=2,4%;
serviciu de functionare, S1;
infasurarile se realizeaza din cupru;
circuitul magnetic se realizeaza din tabla laminata la rece cu cristale orientate.
II. Proiectul va cuprinde :
Calculul marimilor de baza ;
Determinarea dimensiunilor principale orientative ;
Alegerea si dimensionarea infasurarilor ;
Calculul parametrilor de scurtcircuit ;
Verificarea solicitarilor mecanice;
Verificarea incalzirilor infasurarilor la scurtcircuit;
Calculul parametrilor la functionarea in gol si dimensioarea circuitului magnetic;
Caracteristicile de functionare;
Calcul termic al transformatorului;
Accesoriile transformatorului.
III. Material dat :
Desenul de ansamblu din trei vederi, partial sectionate, la scara si schema electrica corespunzatoare grupei de conexiuni;
Caracteristica de functionare.
Il
If
Uf Ul
1. Calculul marimilor de baza
UnfI = 11,547kV
InfI = 18,18A
UnfJ
= 0,303kV
InfJ = 693A
S1=puterea pe coloana
S1 = 210kVA
2.Determinarea
dimensiunilor principale orientative
loj loi
aoj aij aii
aj aj
- infasurarea de
joasa tensiune
- infasurarea de inalta tensiune
date de catalog :
aoj = 5 mm
aij = 20 mm
aii = 20 mm
loj = 50 mm
loi = 50 mm
diametrul coloanei
β = factor de suplete
cm
cm
Bc = inductia in coloana =
1,65T
km = factorul
deumplere =kFe*kg=0,95*0,92=0,874
kR = factorul Rogovscki = 0,95
ukR =
componenta reactiva a tensiunii de sc.
cm
Din datele de catalog se alege o valoare standard : D = 240 mm
aria coloanei
cm2 AC= 0,0395 m2
Dm = D+2*aoj+aij+(aj+ai) =
= 20+2*0,5+2+3*1,98 = 28,94 cm
HB = inaltimea bobinei
cm
3. Alegerea si dimensionarea infasurarilor
A. Determinarea numerelor de spire
Uw =π*
*f*AC*BC
=π**50*0,0275*1,65
= 10,08 V
spire
Alegem wj = 30 spire
spire
= numarul de spire
de reglaj
spire
wit = 1143 + 57 = 1200 spire wit = 1200 spire
J = densitatea medie de curent
A/m2 J
= 3,79 A/m2
mm2
mm2
C. Alegerea tipului de infasurari
pe joasa tensiune - infasurare cilindrica
pe inalta tensiune - infasurare stratificata
a) infasurarea de joasa tensiune
- o alegem in doua straturi, cu un canal de racire
m=2
spire /strat
hs = inatimea unei spire
mm
grosimea unui strat
= 
mm
Aleg urmatoarea aranjare a conductoarelor in spira :
b b'
b
a
a
a'
mm2
A/m2
- calculam inatimea reala a bobinei :
HBj = (ws+1)*nC*b' = (15+1)*3*9,44 = 453,12 HBj = 453 mm
- aleg latimea canalului de racire : hC = 8 mm
aj = 2*a'+hC = 2*7,54+8 = 23,08 
23 mm aj = 23 mm
Dj1 = D+2*a0j = 200+2*5 = 210 mm
Djm = Dj1+aj = 210+23= 233 mm
Dj2 = Djm+aj = 233+23 = 256 mm Dj2 = 256 mm
b) infasurarea de inalta tensiune
d
d'
Si = 
mm2
- izolat cu hartie
d'= 2,8 mm
A/m2
Presupunem HBi 
HBj
= 453 mm
spire/strat
straturi
spire/strat
HBi = (ws+1)*d' = (150 + 1)*2,8= 423 HBi = 423 mm
hx = HBj - HBi = 30 mm
Infasurare de inalta tensiune se divide in doua bobine ;
prima bobina cu 3 straturi catre interior si bobina a doua
cu 5 straturi catre exterior. Bobinele sunt separate
printr-un canal de racire hci = 6 mm.
ai = ns*d'+hci+(ns-2)*
iz
= 8*2,8+6+5*0,6
31,4 mm ai = 31 mm
Us = 2*ws*Uw = 2*150*10,1= 3030 V
-din tabel : iz
= 5*0,12 = 0,6 mm
Di1 = Dj2+2*aij = 256 + 2*20= 296 mm
Dim = Di1+ai = 296 + 31= 327 mm
Di2 = Dim+ai = 327 + 31 = 358 mm Di2 = 358 mm
4. Calculul parametrilor de scurtcircuit
A. Masele infasurarilor
=
= 3*8990*23,3*
*(3*63)*30*10-8
= 111,9 Mwj = 111,9 Kg
=
= 3*8990*32,7**4,9*1200*10-8 = 162,9 Mwi = 162,9 Kg
B. Pierderile de scurtcircuit
a. pierderile de baza din infasurari
Pwj = km*J
*Mmj
= 2,4 * 3,662 * 111,9 = 3598 W
Pwi = km*J
*Mmi
= 2,4 * 3,712 * 162,9 = 5382 W
b. factorii de majorarea a pierderilor
= 1+0,095*0,8492*0,714*(22-0,2) = 1,066
= 1+0,044*0,8422*0,254*82 = 1,008
c. pierderile in legaturi
lY = 7,5 * HB = 7,5 * 45,3= 340 cm
557 W
15 W
d. pierderi in cuva
Pcv = 10 * k * Sn = 10*0,015*630 = 95 W
din tabel : k = 0,015
e. pierderile totale de scurtcicuit
Pk = kRJ * PmJ + kRI * PmI + PJ + PI + Pcv =
= 1,066*3598+1,008*5382 +557+15+95 Pk = 9928 W
din problema se da : Pk = 9720 W
= 2,14 %
f. densitatea de suprafata a pierderilor
AwJ = nauj
* kp * * Djm * HBj =
= 4 * 0,95 * * 23,3* 45,3 = 1,26 m2
AwI = nauI
* kp * * Dim * HBI =
= 4 * 0,9 * * 32,7 * 42,3 = 1,564 m2
W/m2
W/m2
- valorile se incadreaza in limitele impuse de standard
C. 
Tensiunea de scurtcircuit
a. componenta activa
% Uka = 1,57%
b. componenta reactiva
cm
lm = lungimea medie a spirei
lm
= 88 cm
Ukr = 5,78 %
Uk = 5,98%
5. Verificarea solicitarilor mecanice
A. Forte radiale
= 
= 23572 A Ikm = 23,5*103 A
= 606348 N Fr
= 606 kN
HX/2
= +
ai-aj
HX/2
aj ai ai ai ai
Pentru aceasta asezare r = 4
B. Forte axiale
F'a = 26,8 kN
F''a
= 26,6 kN
l' = 2*aoj + 2*aj + 2*aij + 2*ai + aii =
= 2*0,5+2*2,3+2*3,1+2*2 +2 = 17,8cm l' = 18 cm
Faj = F'a - F''a = 0,2*103 N
Faj = F'a + F''a = 53,4*103 N
C. Eforturile din infasurari
6. Verificarea i
ncalzirilor infasurarilor la scurtcicuit
- pentru cupru limita admisibila este de 250oC
7. Calculul parametrilor la functionarea in gol si
dimensionarea circuitului magnetic
A. Determinarea dimensiunilor circuitului magnetic
Miezul magnetic se realizeaza din tabla laminata la
rece, cu cristale orientate, de tip ARMCO 7X, de 0,35
mm grosime.
a. sectiunea coloanei
cum D = 20 cm nt = 7 trepte
bc2
ac1
bc1
b. . sectiunea jugurilor
- se pot alege diferite combinatii precum :
● aceeasi latime a primei trepte: aj1 = aj2 = ac1
● aceeasi latime a ultimei trepte: aj6 = aj7 = ac6
c. aria neta sectiuni coloanei
Aci
= 0,0273 m2
d. aria neta a jugurilor
Aj =
0,0303 m2
- 
luand valori standard
- alegem ac1 =0,96*D=0,96*200=192 mmac1=195
mm
bc1=22 mm
ntole = 
ntole
= 62 tolebci=21,7
mm
- numarul de tole trebuie sa fie par
|
nt |
aci |
ntole |
bci |
Aci |
aij |
Aij |
|
mm |
Mm |
cm2 |
Mm |
cm2 |
||
|
|
||||||
Aci = aci*bci ; Aij = aij*bci
mm
ntole suprapuse = 2 * 260 = 520 tole
e. inductiile reale
T
T
f. dimensiunile miezului magnetic
H = inaltimea coloanei
H = HB + l0I + l0j = 45,3 + 5 + 5 = 55,3 cm
C = distanta dintre azele coloanelor
C = Di2 + aii = 35,8 + 2 = 37,8 cm
F = largimea ferestrei
F = C - aI = 37,8 - 19,5 = 18,3 cm
g. modul de impachetare a miezului
aleg dimensiunile tolelor in afara dimensiunilor miezului
magnetic.
B. Masa miezului magnetic
a. Masele coloanelor
= 0,0436*8126,6 = 354,32 Mc = 354,3 Kg
b. Masele colturilor
= 0,08721*2619,1 = 228,41 Mco = 228,4 Kg
c. Masele jugurilor 
Mj = 198,1 Kg
d. Masa totala a miezului magnetic
Mnr = Mc + Mco + Mj = 354,3 + 228,4 + 198,1 = 780,8 Mnr = 780,8 Kg
C. Calculul pierderilor in fier
Tabla aleasa este de tip ARMCO 6x, groasa de 0,35 mm
pentru BC = 1,665 T, avem poc = 1,63;
pentru Bj = 1,511 T, avem pj = 1,2;
pentru Bmed = 1,588 T, avem poco = 1,44;
P0 = k0Fe*(poc*Mc + pj*Mj + poco*Mco)
= 1,6*(1,63*354,3 + 1,2*228,4 + 1,44*198,1) P0 = 1775,8 W
D. Curentul la functionarea in gol
pentru BC = 1,665 T, avem qoc = 7,9;
pentru Bj = 1,511 T, avem qj = 1,8;
pentru Bmed = 1,588 T, avem qoco = 3,1;
Q0 = k0Fe*(qoc*Mc + qj*Mj + qoco*Mco) =
= 1,12*(7,9*354,3 + 1,8*228,4 + 3,1 *198,1) Q0 = 4283,1Var
8. Caracteristicile de functionare
U1 = Un = ct.
A. Caracteristica randamentului : 
f = fn = ct.
- factorul de incarcare
Randamentul este maxim pentru valoarea :
|
|
|
I2 |
u |
U2 |
|
|
0.707l | |||||
|
0.707c |
| ||||
U1 = Un = ct.
A. Caracteristica externa : 
f = fn = ct.
= 1*(1,57+5,78)*0,707 u2
= 5,19 %
9. Calculul termic al transformatorului
a. infasurarea de joasa tensiune
-la infasurarea de tip cilindric : 
b. infasurarea de inalta tensiune
-la infasurarea de tip stratificat : 
p = 14,77*10-2
c. caderea de temperatura intre suprafata bobinei si ulei
d. caderea medie de temperatura dintre infasurare si ulei
-pentru tole laminate la rece izolate cu carbit :
;
C. Dimensiunile interioare ale cuvei si suprafetele de
cadere a caldurii
Hev
B
a.diminsiunile principale ale cuvei
-pentru o tensiune de 20 kV, avem :
s = s5 = 45 mm
s1 = s2 = 100 mm
s3 = s4 = 90 mm
A = 2C + Di2 + 2s5 = 2*37,8 + 35,8 + 2*4,5 = 120,4 cm
B = Di2 + s1 + s2 + d1 + s3 + s4 + d2 =
= 37,8 + 10 + 10 + 0,28 + 9 +9 + 0,71 = 76,8 cm
Hcv = H + 2Hj + Hjc + Hjs = 55,3 + 2*19,5 + 40 + 3 Hcv = 137,3cm
b. caderea de temperatura de la cuva la aer
c. aria supratei verticale a cuvei
Acv = 2*(A + B)Hcv = 2*(120,4 + 76,8)*137,3
= 5,42*104 cm2 = 5,42 m2
d. aria supratei de radiatie
Ar = k*Acv = 2*Acv = 2*5,42 = 10,83 m2
e. aria supratei de convectie
= 62,14 - 12,13 = 50 m2
f. aria elementelor de racire
Aer = Aco - Acv = 50 - 5,42 = 44,6 m2
-alegem radiatoare cu tevi drepte, cu lungimea
L = 140 cm, deci aria de convectie a unui element este :
Aer = 4,2 + 0,4 = 4,6 m2
-deci : 44,6 : 4,6 10 radiatoare
51
30
B+2*30cm
A+2*30cm
-aria de convectie este
Aco = Acv + 10*Aae = 5,42 + 10*4,6 = 51,42 m2
iar aria de de radiatie este
Ar = 2*(A+60+B+60)*Hcv = 2*(120,4+60+76,8+60)*
*137,3*10-4 = 2*317,2*137,3*10-4 Ar = 8,71 m2
D.Definitivarea caderilor de temperatura din
transformator
a. caderea de temperatura de la cuva la aer
b. caderea de temperatura de la
ulei la cuva
c. caderea medie de temperatura de la ulei la aer
d. caderea de temperatura de la bobina la aer
10. Accesoriile transformatorului
A. Conservatorul de ulei
Vu = Vc + Vur - (Vw + Vm)
Vc = A*B*Hcv = 120,4*76,8*137,3 = 1269575 cm2 Vc = 1,269 m2
= 3*1,2**(0,233*30*189+0,327*1200*4,9)*10-3
=
= 4,524*(1321,11+1922,76)*10-3 = 20,652 dm3 Vw = 0,0206 m3
Vu = 1,269 + 0,44 - (0,0206 + 0,1123) = 1,576 m3
Vcons = 0,1*Vu = 0,1*1,576 = 0,1576 m3
Dcons = 0,378 m
-aleg o dispunere pe latime , deci Lconv = A = 140 cm
B. Izolatoarele de trecere
- pentru o tensiune Un de 10kV se aleg izolatori cu doua
palarii de tip exterior sau de tip interior
C. Comutatorul de reglare a tensiunii
-dimensiunile lui se aleg in functie de Un astfel :
|
Un |
kV |
a |
b |
c |
D |
l |
h |
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 1277
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
