Constuctia Si Functionarea Transformatorului Trifazat

MINISTERUL EDUCATIEI SICERCETARIIGRUPUL SCOLAR”MATEI BASARAB”

STREHAIA

PROIECT PENTRU OBTINEREA CERTIFICATULUI DE CALIFICARE

PROFESIONALATEHNICIAN IN INSTALATII ELECTRICE

INDRUMATOR : ELEV EXECUTANT :PROF.ING.Jianu Maria SARBU ALEXANDRA

CLASA a.XII-a E ~2009~

MINISTERUL EDUCATIEI SICERCETARIIGRUPUL SCOLAR”MATEI BASARAB”

STREHAIA

CONSTRUCTIA SI FUNCTIONAREA TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT

INDRUMATOR : ELEV EXECUTANT :PROF.ING.Jianu Maria SARBU ALEXANDRA

CLASA a.XII-a E ~2009~

CONSTRUCTIA SI FUNCTIONAREA TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT :SARBU ALEXANDRA

CUPRINS

1.Consideratii teoretice............................................................4.2.Schema de montaj.................................................................12.3.Nomenclatorul componentelor montajului............................13.4.Modul de lucru.......................................................................14.5.Norme de protectie a muncii..................................................15.6.Bibliografia............................................................................16.


1.Consideratii teoretice transformatorul electric

1.1.Rolul transformatorului electric.Energia electrica este produsa,de regula centralizat,in centreleelectrice si apoi este transportata la distanta si este distribuita consumatorilor.In diferentele faze ale acestui proces de profucere ,transport,distributie si consum al energiei electrice rezulta tensiuni optime diferite din punct de vedere tehnic si economic.De regula se folosesc tensiuni medii la generatoare (in centralele electrice),tensiuni inalte pe liniile de transport si mai multe trepte de tensiuni joase pentru distributia energiei electrice la consumatori,dupa puterea si natura consumatorilor.Din aceste motive este necesar un dispozitiv electromagnetic care sa permita transformarea parametrilor energiei de curent alternativ –tensiunea si curentul-dupa necesitati.Transformarea trebuie sa fie insotita de pierderi de energie cat mai mici ,iar costul dispozitivului trebuie sa fie relativ scazut.Un asemenea dispozitiv este transformatorul electric.

1.2.Definitii,conventii si marimi nominaleSe numeste transofmator electric dispozitivul electromagnetic static , cu doua sau mai multe infasurari cuplate megnetic, care permite transformarea unor parametri ai energiei de curent alternativ –tensiunea, intensitatea curentului ,numarul de faze-fara a modifica frecventa marimilor alternative.Pentru marirea cuplajului magnetic , infasurarile se dispun pe un miez feromagnetic .Transformatorul are cel putin doua infasurari :infasurarea primara(1),care primeste enrgia de curent alternativ si infasurarea secundara(2),care cedeaza energia de curent alternativ transformata in studiul transformatorului,toate marimile care se refera la infasurarea primara se numesc marimi primare si poarta indicele 1, iar cele care se refera la infasurarea secundara se numesc marimi secundare si poarta indicele 2.Transormatorul poate fi coborat de tensiune,daca infasurarile transformatorului se mai denumesc si dupa marimea


relativa a tensiunii :infasurarea de unalta tensiune (IT)si infasurare de joasa tensiune (JT).Capetele infasurarilor si bornele la care se leaga acestea se marcheaza astfel :inceputurile –cu litere de la inceputul alfabetului (A,B,C sau a,b,c),sfarsiturile-cu litere de la sfarsitul alfabetului (X,Y,Z sau x,y,z),literele mari corespund infasurarilor de inalta tensiune (IT),iar cele mici infasurarilor de joasa tensiune (JT).In studiul functionari transformatorului sensurile de referinta ale tensiunilor la borne se considere orientate de la bornele de intrare spre cele de iesire (de la A la X etc) , iar sensurile de referinta ale curentilor sunt asociate ale tensiunilor la borne dupa regula de la receptoare in primar (primeste puterea electrica )si dupa regula de la surse in secundar (cedeaza puterea electrica ).Transformatoarele pot fi destinate transformari valori tensiunii si intensitatii curentului alternativ in procesele de transport si distributir a energiei electrice :in acest caz ele poarta denumirea de transformatoare de putere sau de forta . 1.3.Transformatoarele trifazate Retelele trifazate prezinta avantaje in domeniul distributiei energiei putandu-se utiliza in unele cazuri doua tensiuni monofazate (de rezerva si de faza) si un sistem trifazat. Tensiunile unei retele trifazate se pot modifica utilizand trei transformatoare monofazate sau un singur transformator trifazat cu un circuit magnetic unic. La tensiunile trifazate sunt simetrice (decalate la 120 de grade ) si reiese ca suma lor este nula. In acest caz un sistem de transformare format din trei transformatoare monofazate se poate echivala cu un transformator trifazat cu miez unic deoarece si fluzurile produse formeaza cu trei monofaze are cinsumuri de materiale mai mici , lucru care explica larga lui utilizare.Nu este competitiv la puteri mari, unde intervine puterea transformatorului si rezerva din statiile de transformare pentru cazurile de avarii, cand este de preferat transformatorul de constituire al transformatorului deoarece are acelasi principiu de functionare, studiul sau integrat se face la transformatoarele uniform incarcate . 1.4.Constituiurea transformatorului trifazat cu miez unic .La sistemele trifazate, tensiunile sunt simetrice (decalate la 120 de grade) si echilibrate (suma lor este nula ).In acest caz ,un sistem de transformare ,format de trei transformatoare monofazate


se poate echivala cu un transformator trifazat cu miez unic,deoarece si fluxurile produse formeaza tot un sistem simetric si echilibrat( ǾA +ǾB +ǾC=0)

Constituirea transformatorului trifazat monobloc din trei transformatoare monofazate :

a-trei transformatoare monofazate b-transformator trifazt cu trei coloane si sase juguric-transformator trifazat cu trei coloane si numai patru juguri

Transformatorul trifazat monobloc ,echivalent cu trei monofaze are consumuri de materiale mai mici ,lucru care explica larga lui utilizare .Nu este competitiv la puteri mari ,unde intervine problema transportului si rezervei din statiile de transformare pentru cazurile de avarii,cand este preferat transformatorul monofazat.Avand in vedere modul de constituire a transformatorului trifazat reese ca acelasi principiu de functionare ,iar studiul sau cu intreaga teorie,se face transformatoarele uniform incarcate pentru o faza ,ca la transformatorul monofazat. 1.5 Schemele si grupele de conexiuni la transformatoarele trifazateTranformatoarele trifazate au cate trei infasurari de faza , atat pentru primar cat si pentru secundar .Infasurarile de faza se pot conecta in stea ,in triunnghi,sau pentru joasa tensiune a unor transformatoare in zig-zag.Schema de conexiuni indica modul cum sunt conectate infasurarile de faza.La inalta tensiune,tensiuniile sunt notate cu litere


mari(Y-stea,D-triunghi),iar la joasa tensiune,cu litere mici (y-stea,d-triunghi si z-zig-zag).Corespunzator ,se notraza si inceputurile si sfarsiturile celor tri infasurari de faza ,iar punctul neutru(nulul)cu N respectiv n .Cu aceste notati se dau schemele de conexiuni YN Yn,DYn si Yz si diagramele de fazori corespunzatoare .

1.Conexiunea Xn Yn 2.Conexiunea DY n3.Conexiunea Yz


RELATII INTRE MARIMILE DE LINIE SI DE FAZA.EXPRIMATREA PUTERILOR LA SISTEMELE TRIFAZATE.

RAPOARTE DE TRANSFORMARE.

Marimile de linie sunt cele care se pot masura cand sunt acesibile numai inceputurile infasurarilor ,esxclusiv borna de nul.marimile de faza sunt acesibile toate capetele infasurarilor.

Relatii intre marimile de linie si de faza .La conexiunea stea,intre curenti de linie I, cei de faza If tensiunile de linie U si cele de faza Uf ,sunt relatiile :I=If,U=√3Uf

La conexiunea triunghi intre acelasi marimi sunt relatiile :I=√3 If,U=Uf

Conexiunea zig-zag se realizeaza din sase bobine egale conectand in serie pentru fiecare infasurare de faza cate doua bobine de pe coloane diferite ,apoi infasurarile de faza se conecteaza in stea .

Exprimarea puterilor in funcie de marimile de linie si de faza .Puterea aparenta S a unui transformator trifazat este de trei ori puterea Sf, a unei faze si daca se au in vedere relatiile intre marimile de faza si cele de linie , se afla expresia generala in marimi de linie , pentru toate schemele de conexiuni :S=3Sf=3U f i f=√3Ui

Corespunzator,se determina puterea activa :P=3U fif cos φ=√3 Ui cos φ=S cos φSi puterea reactiva.0=3Ufif sin φ=√3Ui sin φ=S sin φ unde este decalajul dintre tensiune si current .Intre S se masoara in V A, P in W si Q in var rezulta relatia :S=√P2=Q2


1.6.Particularitati privind caracteristicile transformatoarelor trifazate

Caracteristicile externe si cele ale randamentului au aceleasi definitii,aceleasi forme de variatieca ca si la transformatorul monofazat cu sectiunea ca tensiunile si curentii pentru o anumita sarcina se vor considera ca valori medii aritmetice ale celor masurate pe cele trei faze.Randamentul se va determina cu ultima forma a relatiei unde puterea nominala are forma iar PKm si PFC sunt cele masurate la transformatorul trifazat, la incercarea in scurtcircuit respectiv in gol.

Schema de montaj (cu doua wattmetre)pentru incercarea de mers in gol a transformatoarelor trifazate .

Schema de montaj (cu doua wattmetre pentru incercarea in scurtcircuit a transformatoarelor trifazate.


1.7.Functionarea in paralel a transformatoarelor trifazate .

Doua sau mai multe transformatoare se considera ca functioneaza in parallel daca au toate infasurarile primare legate la barele unei retea si infasurarile secundare la barele altei retele.

Necesitatea cuplarii in paralel a mai multor transformatoare se justifica printr-o investitie esalonata in timp, pe masura extinderii reletei de alimentare si printrun grad sporit de siguranta in exploatare,cand prin defectarea unui transformator celelalte pot prelua total sau partial sarcina ceruta .

Totodata la sarcini cu variati periodice cunoscute se pot cupla sau decupla transformatoare pentru a se livra energia cu un randament bun al statiei de transformatoare ,decat trei transformatoare slab incarcate mai bine unul sau doua la sarcina plina si se elimina pierderile in fierul celor care se decupleaza.

Cuplarea si functionarea in paralel nu sunt posibile daca transformatoarele nu au aceleasi scheme si grupe de conexiuni,aceleasi tensiuni de linie si rapoarte de transformare ,aceleasi tensiuni de scurtcircuit.


2.SCHEMA DE MONTAJ PENTRU VERIFICAREAFUNCTIONARI

TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT


3.NOMENCLATORULCOMPONENTELOR MONTAJULUI

MT3- Transformator trifazat :300VA ;3x380/3x2WMA11- Ampermetru :6A c.a.MC2- Intrerupator :16 A c.a.MV8- Voltmetru:60V c.a; cu comutator voltmetricMA8- Ampermetru :2,5A c.a.MR6- Rezistenta reglabila :3x 14,5 Ω ;5A.MI2- Bobina de inductie :0,04 H ;2,5 Amo –Autotransformator trifazat,reglabil :3x380/3x0-380V ;8A.


4.MODUL DE LUCRU

Se realizeaza montajul si se inchid aparatele din modulele MD1 ,MM1.Prin alimentarea contactorului C1 ,cu ajutorul butonului b1 ,se inchid contactele principale C1 care conecteaza la retea autotransformatorul m0.Se inchide intrerupatorul MC2 (0,8),alimentandu-se astfel consumatorul rezistiv din modulul MR6 .

Pentru diferite valori ale tensiunii secundare a autotransformatorului m0 se citesc indicatiile aparatelor, datele se trec folosindu-se diferite valori ale reostatului MR6

Se traseaza caracteristica externa a transformatorului :

U2=f(I2),pentru U1 =ct si cos φ2= ct.


5 REGULI DE PROTECTIE A MUNCII ,CARE TREBUIERESPECTATE IN CADRUL LABORATORULUI

DE ELECTROTEHNICA

Deoarece lucrarea experimentala aferenta a proiectului se realizeaza in cadrul laboratoruui de electrotehnica, la standul precizat lucrari si trebuie respectate normativele in vigoare referitoare la lucrul instalatiei electrice astfel :montajul se va realiza pe stand in conditiile in care tensiunea de alimentare 3x380 ,50Hz ,este decuplata.

Dupa realizarea montajului profesorul coordonator si sub strica supraveghere a acestuia se va realiza alimentarea cu tensiune a standului .

Montajul realizat va utiliza module de comanda din stand ,asigurandu-se in acest caz protectia automata in cazul unor manevre gresite .

In prezenta profesorului coordonator se efectueaza conexiunile necesare puneri in functiune a montajului.

Se interzice desfasurarea activitatilor la nivelul de stand in absenta semnalizari vizuale .

Se interzice deschiderea dulapului generator de distributie in timpul alimentari cu tensiune (energie) al acestuia.Se precizeaza ca standuriile si platformele de masini sunt conectate prin cablu cauciucat de 1x2,5m patrat tip MC.G la contura de legare la pamant cu care acestea sunt prevazute de asemenea prin conducte de nul a retelei ,este legat la borna de impamantare a dulapului de distributie.

Aceste masuri asigura protectie maxima pentru orice defectiune care poate sa apara in legatura cu functionarea standului.


6.BIBLIOGRAFIE

1.Gheorghiu, I.S, Fransua,A-Instalatii de masini electrice vol I,II ,III,IV, Editura Academica,1972.

2.Popescu,S,Popescu,C, Ghitulescu,I-Masini si instalatii electrice.Editura Didactica si Pedagogica,1977.

3.Fransua,A, Magureanu, R,Campeanu,A,Condruc,M ,Tocaci,M-Masini si sisteme de actionare fundamentale,Editura Tehnica, 1978.

4.Fransua,A, Niculaide,A, Trifu, Gh.-Masini electrice uzuale-exploatare si regiuni de functionare ,Editura Tehnica,1973

Constuctia Si Functionarea Transformatorului Trifazat

Documents

Transcript of Constuctia Si Functionarea Transformatorului Trifazat