Proiect MAS _Transformatorul trifazat
-
Upload
grosu-ioan -
Category
Documents
-
view
259 -
download
0
Transcript of Proiect MAS _Transformatorul trifazat
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
1/16
TEM DE PROIECT
Transformatorul trifazat
Coordonator:
...............................
Student : ..............An... Grupa :...
Electromecanica
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
2/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
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=6kv/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=3120 W;7. pierderile la funcionarea n gol, P0=475 W;8. curentul la funcionarea n gol, i0=3,2%;
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.
2
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
3/16
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= Rezultatul
Calculul tensiunii de faz pe .t.(nalt tensiune)- mrimilor:
kV
kVU
UnI
nfI 464,33
6
3 === UfI = 3,464kV
Calculul curetului de faz pe .t.-
nnnfnfn IUIUS **3
1**3 ==
de unde:A
kV
kVA
U
SI
nfI
nnfI 39,15
464,3*3
160
*3=== IfI = 15,39A
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
kVA
U
SI
nfJ
nnfJ 88,231
230,0*3
160
*3=== IfJ = 231,88A
S1=puterea pe coloana-
kVAS
S n 33,533
160
31 === S1 = 53,33kVA
2. Determinarea dimensiunilor principale orientative
-nfurareade joastensiune
loj loi
3
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
4/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
- nfurarea de nalt
aoj aij aii tensiune-date de catalog:
aoj = 5 mm
aij = 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
cm75,1706.2*65,0*
34
1 ==+
Skaa
a
ij cm
Bc = inducia in coloan = 1,65Tkm = 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
22===D cm adopt :
Din datele de catalog se alege o valoare standard : D =14cm- aria coloanei
01345,04
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
- nlimea bobinei
52,378,1
5,21* ===
mB
DH cm HB =37,52cm
3. Alegerea i dimensionarea nfurrilor
4
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
5/16
Determinarea numerelor de spire
Uw =* 2 *f*AC*BC =* 2 *50*0,0134*1,68 = 5,02V Uw =5,02V
4602,5
231 ==
w
jf
jU
Uw spire adopt-wj = 46spire
a. Verificarea induciei n coloan:
Bc=1,68T
69002,5
3464==
w
if
iU
UW spire
1w = numrul de spire de reglaj34690*
100
51 =w spire
wit = 690 + 34 = 724spire wit = 724spire
Seciunile conductoarelor
J = densitatea medie de curent
22,35,21
02,5*
160
3120*746,0*95,0* ===
m
w
n
k
wsD
U
S
PkkJ A/m2 J = 3,22 A/m2
7222,3
231,88==
J
IS
jf
j mm2 Sj=72mm2
77,422,3
15,39 ==J
IS
if
i mm2 Si=4,77mm2
b. Alegerea tipului de nfurri pe joas tensiune nfurare cilindric pe nalt tensiune nfurare stratificat
Dimensionarea nfurrilor
5
TAf
UB
Vw
UU
c
w
c
j
if
w
68,10,0134502
02,5
2
;02,546
231
=
=
===
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
6/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
- nfurarea de joas tensiune- o alegem n dou straturi, cu un canal de rcire m=2
232
46
2===
j
s
ww spire /strat ws=23spire/strat
hs = nimea unei spire
63,15123
2,375
1
+=
+=
s
Bs
w
Hh mm hs=15,63mm
grosimea unui strat = 6,463,15
72=
s
j
h
Smm grosimes =4,6mm
Aleg urmtoarea aranjare a conductoarelor n spir :
- nfurare cu 2 conductoare n paralelizolate cu hrtie, suprapuse axial.
bconform tabelului 5-I- din ndrumar de proiectare aI.Cioc;N.Bichir;N.Cristea ;-aleg (a i b)funcie de
Sj=72 mm2 i nc=2La S=36,8mm2 corespunde a=5,3mm i b=7,1mmRespectiv: a=5,6mm b=7,4mm
b b
4,76,5
1,73,5*2*
=
ba
banC ; cruia i corespunde
seciunea: 8,362=jS mm2
recalculez densitatea de curent J a
15,38,36*2
88,231 ===j
jf
jS
IJ A/m2 a
Se impune condiia: HB HBj- calculm nimea real a bobinei : Sj=2*36,8mm2
HBj = (ws+1)*nC*b = (23+1)*2 *7,4 = 355,2mm HBj = 355,2mmCondiie ndeplinit: 375,2>355,2
- aleg limea canalului de rcire : hC = 8mm
aj = 2*a+hC = 2*5,6+8 =19,2mm aj = 19,2 mma) Calculul diametrelor de joas tensiune:
Dj1 = D+2*a0j = 140+2*5 = 150 mm aoj = 5 mmDjm = Dj1+aj = 150+19,2= 169,2 mmDj2 = Djm+aj = 170+19,2 = 189,2 mm Dj2 = 18,92cm
6
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
7/16
nfurarea de nalt tensiuneAleg un conductor rotund:
Si = mmS
dd i 46,2
77,444
4
*2
=
==
Si=4,77mm2
d=2,5mm d= 2,8 mmizolat cu hrtie: d= 2,8 mm- Densitatea de curent pentru seciunea corespunztoare:
22,377,4
39,15==
i
if
iS
IJ A/m2
Presupunem :HBi HBj = 35,52 cm
1278,1268,2
2,355==
=
d
Hw Bis spire/strat d
d
67,5127
724 ===s
it
swwn straturi Ji=3,22A/m2
1216
724==
s
it
sn
ww spire/strat ws=121sp/strat
c. nlimea real (HBi) a bobinei:HBi = (ws+1)*d = (121 + 1)*2,8= 341,6 HBi = 34,16cmHx = HBj - HBi =355,2-341,6 14 mm Hx=14mm
nfurarea de nalt tensiune se divide n dou bobine
pentru a asigura o mai bun rcire:-prima bobin cu 2 straturi ctre interior-a doua bobin cu 3 straturi ctre exterior.Obs.ele sunt separate printr-un canal de rcire hci = 6 mm.
d. Grosimea nfurrii de nalt tensiune ai:ai = ns*d+hci+(ns-2)*iz =6*2,8+6+4*0,6 25, 2 mm ai = 25,2mmUs = 2*ws*Uw = 2*121*5,02= 1214,84V-din tabel : iz = 5*0,12 = 0,6 mm
e. Diametrele nfurrii de nalt tensiune:Di1 = Dj2+2*aij = 190+ 2*12= 214 mm aij=12mmDim = Di1+ai = 214 +25,2= 239,2 mmDi2 = Dim+ai = 239,2 +25,2= 264,4mm Di2 = 26,44 cm
4. Calculul parametrilor de scurtcircuit
7
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
8/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
Masele nfurrilor810****** = jjjmwwj wSDcM =
= 3*8990*16,92**(2*36,8)*46*10-8 =48,76 Mwj = 48,53 Kg8
10******= iiimwwi wSDcM =
= 3*8990**23,92*4,77*724*10-8 =69,99 Mwi = 69,99Kg
Pierderile de scurtcircuit
pierderile de baz din nfurri Jj=3,15A/m2
Pwj = km*J2
j *Mmj = 2,4 * 3,152 * 48,53 = 1161,17W Ji=3,22 A/m2
Pwi = km*J 2i *Mmi = 2,4 * 3,222 * 69,99= 1741,64W kmCu=2,4km constanta de material[2,4-2,72]la[7501150] Pwj=1155,69W
Pwi=1741,64W
a) factorii de majorarea a pierderilor
92,095,0*2,355
)23*2(*1,7*
* === rBj
p kH
nb
84,095,0*6,341
121*5,2*
*=== r
Bi
R kH
nd
)2,0(***095,01 242 += 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=1,004b) 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
iwII
wD
lPP W Pi=8,2W
c) pierderi n cuv Pcv = 10 * k * Sn = 10*0,015*160 = 24 W k = 0,015(tab)Pcv=24W
d) 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 = 3084,36W
8
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
9/16
Avem din datele ini iale: P k = 3120 W r = 1,14%
%14,1100*3120
3084,363120100* =
=
=
kd
kckd
rP
PP valoarea este
e) densitatea de suprafa a pierderilor acceptabilAwJ = nauj * kp * * Djm * HBj ==2 * 0,95 * * 0,1692* 0,3552 = 0,35 m2
AwI = nauI * kp * * Dim * HBI == 4 * 0,9 * * 0,2392 * 0,3416 = 0,92 m2
54,112135,0*3
69,1155*019,1
*3
*===
wJ
wJrJJ
A
Pkq W/m2
55,63392,0*3
64,1741*004,1
*3
*===
wI
wIrII
A
Pkq W/m2
- valorile se ncadreaz n limitele impuse
Tensiunea de scurtcircuit
a. componenta activ
88,1160*10
94,3018
*10===
n
kka
S
PU % Uka = 1,88%
b. componenta reactiv Ukr=2,68 %3
2
110*
*
******92,7=
Bw
qRm
krHU
khalSfU
aj
=1,92;ai
=2,52cm68,248,12,1
3+=++= ijji
aaaa
cm =2,68cm
lm = lungimea medie a spirei
=+++=
=+
++=
)2
92,1*339,22,115(*
)2
*3(* 1
ji
ijjm
aaaDl
lm = 63,69cm
=4,15
953,0
4,3**2
11
**2
11 ==
=
Rk
kR
=0,953
0031,0056,02,355
20 2 ==== xH
Hx
Bj
X
9
4,3)39,292,12,1(2
52,37
)(2=
++=
++=
ijij
B
aaa
H
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
10/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
014,1953,0*68,2*3
52,35*0031,01
**
*1
2
=+=+=r
Bj
qkar
Hxk
=3
210*
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
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 i a jugurilor D = 140 mm=14cm
cum D = 14 cm nt = 6 trepte
calculul grosimii treptelor
mm
aD
bc
c 4,192
135
2
140
)2()2(
22
212
1
== 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( 221
222
2 ===
10
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
11/16
ntole = == 18,5630,085,16
30,0
cib ntole =56*0,3=16,8mm bc2=16,8
mm
bbaD
b ccc
c
3,10
8,162,19)2
105()
2
140()
2()
2( 2221
232
3
=
===
ntole = == 33,3430,03,10
30,0
cib ntole =34*0,3=10,2mm bc3=10,2mm
mm
bbbaD
b cccc
c
2,72,108,16
2,19)2
95()
2
140()
2()
2( 22321
242
4
=
==
ntole = == 0,2430,02,7
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( 224321
252
5
=
==
ntole = == 33,730,02,2
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( 2254321
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 22,683 105 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:
11
242 01441,010*18,14409,722*2 mcmAA cic ====
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
12/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
1266322 === ibb mm 126=b mmntole suprapuse = 2 * 196 = 392tole
a) aria net a seciunii coloanei24-
6
1
01369,010*09,27*95,022 mbakA iiFeci ===
Aci =0,01369m2
b) aria net a jugurilor24-
6
1
0146,010*76,89*95,022 mbakA jjFej === Aj =0,01461m2
c) induciile reale
65,101369,0502
02,5
2=
=
=
C
wC
Af
UB 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 coloanelorC = Di2 + aii =18,92+1=19,92cm C=19,92cm
F = lrgimea ferestreiF = C ai = 19,92+2,52=22,44cm F=22,44cm
e) modul de mpachetare a miezuluiSe utilizeaz nfurri sub un unghi de 900 i se aleg dimensiunile
tolelor n afara dimensiunilor miezului magnetic.
A. Masa miezului magnetica.Masele coloanelor
12
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
13/16
( ) ( )
( ) ( )
( )
k g
baaaHbaHc kMtn
n cn cn jjccF eF eC
8,1 4 31 1,3 5 0 40 4 3 6,0
2 4,05,75,75,1 55 2,4 3
4 2,05,865 2,4 37 8,05,955 2,4 3
2 6,15,1 05,35 2,4 36 8,11 225 2,4 39 2,15,1 35 2,4 3
1 06 5,79 5,032
)(1 02
3
111
6
=
=
++
+++++
++++
=
=
++=
Mc =143,8 Kg
b.Masele colurilor
k g
abakcMtn
n jn cn cF eF ec o
5 3,8 39,9 5 70 8 7 2,0
5,72 4,05,75,94 2,05,8
5,1 07 8,05,91 22 6,15,1 0
5,1 36 8,11 25,1 59 2,15,1 3
1 06 5,79 5,0341 04 36
=
=
+++++
++
==
Mco =83,5 Kg
c.Masele jugurilor
13
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
14/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
( ) ( ) ( ) ( )[ ]( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
k g
baaCbaaCbaaC
baaCkcM
jjcjjcjjc
n
n jn jc iF eF ej
t
7 4,3 83 8,6 6 30 5 8 1 4,0
2 4,05,75,79 2,1 94 2,05,95,89 2,1 97 8,05,1 05,99 2,1 9
2 6,11 25,1 09 2,1 96 8,15,1 31 29 2,1 99 2,15,1 55,1 39 2,1 90 5 8 1 4,0
. . .1 07 6 5 09 5,0134
)(1 0)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 mm
pentru 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:
C. Curentul la funcionarea ngol
36,023,028,0 22202
00 =+=+= ra iii % i0=0,36%
28,0160*10
8,456
10
00 ==
=
N
ca
S
Pi % Q0 =367Var
14
%19,0475
3678,456
0
00 =
=
=d
cr
P
QP
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
15/16
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.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
=++
=++
= PPSS
Kn
n
0,969=
Randamentul este maxim pentru valoarea :
384,03084
8,4560 ====Kn
mP
P
I
I
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 =
=
=
=
VUwwU i 2,3816000
72446
1
220 ===
15
-
8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat
16/16
Proiect TRANSFORMATOR TRIFAZAT [160KVA_6/0,4kv]
16