59367554-PROIECT-transformator-trifazat

8/2/2019 59367554-PROIECT-transformator-trifazat

1/18

TEM DE PROIECT

- Transformatorul trifazat


2/18

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 nominal2. raportul UjUi 3. schema i grupa de conexiuni :4. reglajul tensiunilor5. tensiunea de scurtcircuit,6. pierderile de scurtcircuit,7. pierderile la funcionarea n gol,8. curentul la funcionarea n gol,9. serviciu de funcionare,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. Verificarea solicitrilor mecanice;6. Verificarea nclzirilor nfurrilor la scurtcircuit;7. Calculul parametrilor la funcionarea n gol i dimensioarea

circuitului magnetic;

8. Caracteristicile de funcionare;9. Calcul termic al transformatorului;10.Accesoriile transformatorului.

III. Material dat :

1. Desenul de ansamblu din trei vederi, parial secionate, lascar i schema electric corespunztoare grupei deconexiuni;

2. Caracteristica de funcionare.

Il


3/18

If

Uf Ul

Fig. 1. Schema conexiunii stea

1. Calculul mrimilor de baz

lf UU *3

1=

fl II =

nnnfnfn IUIUS **3

1**3 ==

nfInfIn IUS **3=

3

nInfI

UU =

nfI

nnfI

U

SI

*3=

nfJnfJn IUS **3=

3

nJnfJ

UU =

nfJ

nnfJ

U

SI

*3=

S1=puterea pe coloana

31

nSS =


4/18

2.Determinarea dimensiunilor principale orientative

loj loi

aoj aij aii

aj aj

- nfurarea de joas tensiune- nfurarea de nalt tensiune

- date de catalog :aoj

aijaii

lojloi

diametrul coloanei4

22

1

***

**

kRcm

R

UfBk

SkaD =

= factor de suplee

3

ji

ij

aaaa

++= (cm)

41*

3Sk

aaa

ij=

+(cm)

Bc = inducia in coloan

km = factorul deumplere =kFe*kg

kR = factorul Rogovscki

ukR = componenta reactiv a tensiunii de sc.

n

kkkakkR

S

Puuuu

*10

222== (%)


5/18

422 79,5*50*65,1*874,0

210*95,0*98,31,2*16=D (cm)

Din datele de catalog se alege o valoare standard : aria coloanei

4*

2D

kA mC

=

Dm = D+2*aoj+aij+(aj+ai) =

HB = nlimea bobinei

m

B

DH = (cm)

3. Alegerea i dimensionarea nfurrilor

A. Determinarea numerelor de spire

Uw =* 2 *f*AC*BC (V)

w

jf

jU

Uw = (spire)

Alegem wj

j

if

ww

UU =

w

if

iUUW = (spire)

1w = numrul de spire de reglaj

B.Seciunile conductoarelorJ = densitatea medie de curent

m

w

n

kws

D

U

S

PkkJ *= (A/m

2)

J

IS

jf

j = (mm2)

J

ISif

i = (mm2)

C. Alegerea tipului de nfurri

pe joas tensiune nfurare cilindric pe nalt tensiune nfurare stratificat


6/18

D. Dimensionarea nfurrilor

a) nfurarea de joas tensiune- o alegem n nr. straturi, cu nr. canal de rcire

2

j

s

ww = spire /strat

hs = nimea unei spire

1+=

s

Bs

w

Hh (mm)

-grosimea unui strat =s

j

h

S(mm)

Aleg urmtoarea aranjare a conductoarelor n spir :

b b

b

a

aa

ba

banC

*

j

jf

jS

IJ = (A/m

2)

- calculm nimea real a bobinei :

HBj = (ws+1)*nC*b- aleg limea canalului de rcire

aj = 2*a+hC

Dj1 = D+2*a0j

Djm = Dj1+aj


7/18

Dj2 = Djm+aj (mm )

b) nfurarea de nalt tensiuneAleg un tipul conductor rotund

d

d

Si =4

* 2d(mm

2)

- izolat cu hrtie

i

if

iS

IJ = (A/m

2)

Presupunem HBi HBj

d

Hw Bis

= (spire/strat)

8161

1200==

s

it

sw

wn straturi

s

its

n

ww = (spire/strat)

HBi = (ws+1)*d

hx = HBj - HBi

ai = ns*d+hci+(ns-2)* iz

Us = 2*ws*Uw

-din tabel se alege: iz (mm)

Di1 = Dj2+2*aij (mm)

Dim = Di1+ai (mm)


8/18

Di2 = Dim+ai (mm )

4. Calculul parametrilor de scurtcircuit

A.Masele nfurrilor810****** = jjjmwwj wSDcM

810****** = jiimwwi wSDcM

B. ierderile de scurtcircuita. pierderile de baz din nfurri

Pwj = km*J2

j*Mmj (W)

Pwi = km*J2

i *Mmi (W)

b. factorii de majorarea a pierderilor

r

Bj

p kH

nb*

*=

r

Bi

R kH

nd*

*=

)2,0(***095,01 242 += mak PRJ

242 ***044,01 mdk rRI +=

c. pierderile n legturi

lY = 7,5 * HB

JJm

JwJJ

wD

lPP

***

= ( W)

Iim

JwII

wD

lPP

***

= ( W)

d. pierderi n cuv

Pcv = 10 * k * Sn (W)

- din tabel : k = 0,015e. pierderile totale de scurtcicuit

Pk= kRJ * PmJ + kRI * PmI + PJ + PI + Pcv

- din problem se d : Pk(W)


9/18

100*kd

kckdr

P

PP =

f. densitatea de suprafa a pierderilorAwJ = nauj * kp * * Djm * HBj

AwI = nauI * kp * * Dim * HBI

wJ

wJrJJ

A

Pkq

*3

*= (W/m

2)

wI

wIrII

A

Pkq

*3

*= (W/m

2)

- valorile trebuie sa se ncadreze n limitele impuse de standard

C.Tensiunea de scurtcircuita. componenta activ

n

kka

S

PU

*10= (% )

b. componenta reactiv

3

2

1

10**

******92,7

=Bw

qRm

kr HU

khalSf

U

3

ij

ji

aaaa

++= (cm)

lm = lungimea medie a spirei

)2

*3(* 1

ji

ijjm

aaaDl

+++=

)(2 ijij

B

aaa

H

++=

=

**2

1

1 Rk

Bj

X

H

Hx =

r

Bj

qkar

Hxk

**

*1

2

+=

krU

22

krkak uuU += (%)


10/18

5. Verificarea solicitrilor mecanice

A. Fore radiale

B

mkm

rH

lwIF *)

1000

*(628,0 2=

)1(*2*100*

kr

ka

U

U

k

nkm e

u

II

+=

HX/2

= +

ai-aj

HX/2aj ai ai ai ai

B. Fore axiale

B

raH

aFF

*2* =

lkr

HFF

R

Xra

=

l = 2*aoj + 2*aj + 2*aij + 2*ai + aii =

Faj = Fa FaFaj = Fa + Fa

C. Eforturile din nfurri

ii

rr

Sw

F

***2 =

)(** ciiim

aiai

haD

F

=


11/18

6. Verificarea nc

lzirilor nf

urrilor la scurtcicuit

n

kk

kk

tJ

U

t +

=2)(*5,12

*670

7. 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 7X, de 0,35

mm grosime.

a. seciunea coloanei

- cum D = 20 cm nt = 7 trepte

bc2

bc1

b. . seciunea jugurilor

- se pot alege diferite combinaii precum :

aceeai lime a primei trepte: aj1 = aj2 = ac1

aceeai lime a ultimei trepte: aj6 = aj7 = ac6

c. aria net seciuni coloanei

=7

1

2 iiFeci bakA

d. aria net a jugurilor

ac1

ac2


12/18

=7

1

2 jjFej bakA

- ciij aa )15,11,1( lund valori standard

212

1 )2

()2

( ccaD

b =

ntole =35,0

cib ntole

- numrul de tole trebuie s fie parDin tabelul standard rezult

Aci = aci*bci ; Aij = aij*bci

=cic AA *2

= jj AA *2

= ibb 2 mm

e. induciile reale

C

wC

Af

UB

=

2T

j

CCj

A

ABB *= T

f. dimensiunile miezului magnetic

H = nlimea coloanei

H = HB + l0I + l0j (cm)

C = distana dintre azele coloanelor

C = Di2 + aii (cm)

F = lrgimea ferestrei

F = C aI (cm)

g. modul de mpachetare a miezului

Se utilizeaz nfurri sub un unghi de 900i se

aleg dimensiunile tolelor n afara dimensiunilor miezului

magnetic.


13/18

B. Masa miezului magnetic

a. Masele coloanelor

++=

tn

ncncnjjccFeFeC baaaHbaHckM )(102 1116

b. Masele colurilor

== tn

njncncFeFeco abakcM6104

c. Masele jugurilor

= tn

njnjciFeFejbaaCkcM )(10)1(4 6

d. Masa total a miezului magnetic

Mnr = Mc + Mco + MjKg

C. Calculul pierderilor n fier

P0 = k0Fe*(poc*Mc + pj*Mj + poco*Mco)

d

cdr

P

PP

0

00

= %

D. Curentul la funcionarea n gol

Q0 = k0Fe*(qoc*Mc + qj*Mj + qoco*Mco) (Var)

2

0

2

00 ra iii += %

n

aS

Pi

*10

00 = %

n

aS

Qi

*10

00 = %

8. Caracteristicile de funcionareU1 = Un = ct.


14/18

A. Caracteristica randamentului : ( ) f= f = fn = ct.

.cos2 ct=

nI

I2= - factorul de ncrcare

0

2

2

2

cos

cos

PPS

S

Kn

n

++

=

Randamentul este maxim pentru valoarea :

Kn

mP

P

I

I 0==

U1 = Un = ct.A. Caracteristica extern : ( )fu =2 f = fn = ct.

.cos 2 ct=

)sincos(* 222 += KrKa uuu %

=

=

1001100 2202

20

220

2

uUU

U

UUu

)(1

220 VU

w

wU i=

9. Calculul termic al transformatorului

A.Cderea de temperatur dintre nfurare i ulei

a. nfurarea de joas tensiune

-la nfurarea de tip cilindric : 021 ==

CqIZ

4

3 10

=

b. nfurarea de nalt tensiune

-la nfurarea de tip stratificat : 21

( )2

22

0 10

+

=

dd

dJkp

S

dd

dm

= 43,1


15/18

m

bap

=

81

)(32 0

12 C =

)(1004

3 CqIZ

=

c. cderea de temperatur ntre suprafaa bobinei i ulei

)(285,006,0

4 Cqj =

)(285,006,0

4 Cqi =

d. cderea medie de temperatur dintre nfurarei ulei

)(0

432 Cmbui ++=

)(0432 Cmbuj ++=

B.Cderea maxim de temperatur ntre miez i ulei

)(3

= mWkpp FeFeoc

-pentru tole laminate la rece izolate cu carbit :

l

ap

=

8

2

1

conv

ap

=

24

t

bp

=

8

2

1

444 =b

a

141

141max

5,1

5,1

++

+=fu

C. Dimensiunile interioare ale cuvei i suprafeele de

cdere a cldurii


16/18

Hev

B

a.diminsiunile principale ale cuvei

A = 2C + Di2 + 2s5 (cm)

B = Di2 + s1 + s2 + d1 + s3 + s4 + d2 (cm)

Hcv = H + 2Hj + Hjc + Hjs (cm )

b. cderea de temperatur de la cuv la aer

)(5500 Cmbuca

c. aria supraei verticale a cuvei

Acv = 2*(A + B)Hcv (m2)

d. aria supraei de radiaie

Ar = k*Acv (m2)

Hjc

C C

Hj

D

H

Hsj

HBDi2

d1

s5 s


17/18

e. aria supraei de convecie

r

ca

kco A

PPA

+= 12,1

5,2

)(05,125,1

0

f. aria elementelor de rcireAer = Aco Acv (m

2)51

30

B+2*30cm

A+2*30cm

-aria de convecie este

Aco = Acv + 10*Aae (m2)

iar aria de de radiaie este

Ar = 2*(A+60+B+60)*Hcv (m2)

D.Definitivarea cderilor de temperatur din

transformator

a. cderea de temperatur de la cuv la aer

8,0

0

5,28,2

)(05,1

+

+=

cor

kco

AA

PP

Cca0

33

A

B


18/18

b. cderea de temperatur de la ulei la cuv

6,0

01

)(05,1165,0

+=

co

kuc

A

PPk

c. cderea medie de temperatur de la ulei la aer

))((2,1 0 Ccaucba +=

d. cderea de temperatur de la bobin la aer

)(0

Ccaucmbuba ++= )(

0Cabab +=

10. Accesoriile transformatorului

A. Conservatorul de ulei

Vu = Vc + Vur (Vw + Vm)

Vc = A*B*Hcv (cm2

)6

10)(

+= iiimjjjmizw swDswDkcV

)(7650

8,7801,1

7650

3mM

kV mFem ==

)(3m

mnV

ulei

urradur

=

Vcons = 0,1*Vu (m3

)

4

2

consconscons

DLV

=

59367554-PROIECT-transformator-trifazat

Documents

Transcript of 59367554-PROIECT-transformator-trifazat