8/6/2019 Curs Trafo

1/31

Transformatoare trifazate

Particulriti de construcie ifuncionare

8/6/2019 Curs Trafo

2/31

Particulariti constructive

miez :

- Miez cu cuplaj magnetic flux fortat - simetric- nesimetric

- Miez fr cuplaj magnetic cu flux liber

La puteri mici < 1kVA Miezuri monofazate

La puteri medii 3 kVA < S < 300 MVA Miezuri trifazate

La puteri mari > 300 MVA Miezuri monofazate

Miez monofazat cu coloane, n manta.

Fluxul fiecrei faze se nchide n miezuri separate.nu exist cuplaj magnetic ntre faze

Miez trifazat : cu 3 coloane, cu 5 coloane, n manta,

8/6/2019 Curs Trafo

3/31

Miezuri trifazate

Miez cu trei coloane

Miez n manta, cu cinci coloane

Miez trifazat simetric

Miez n manta ,cu trei coloane

8/6/2019 Curs Trafo

4/31

Yd-5 - primarul conectat n stea,

- secundarul conectat n triunghi,

- defazajul dintre tensiuniile de linie 1500

- conexiune: stea, triunghi, zig-zag,

Infurri:

- grupa de conexiune : 0, 1, .. 9, 11.

- schema de conexiune: Yd ; Zy;Dy;

Particulariti constructive

8/6/2019 Curs Trafo

5/31

B CA

Conexiunea stea

B CACA B

Conexiunea zig-zagConexiunea triunghi

Conexiuniile nf2urrilor transformatoarelor

0

Conexiunea stea cu nul

Scheme de conexiune

8/6/2019 Curs Trafo

6/31

b ca

B CA

ab

530

150=

1500

C

A

B

UA

5Yd

Sens

ales

Grupa de conexiune

n sens orar de la primar spre secundar

c

8/6/2019 Curs Trafo

7/31

la mers n gol:

Flux sinusoidal solena5ie nesinosoidal

Legtura dintre inducia magnetic i solenaia

solena5ie sinusoidal flux nesinosoidal

B

H

2

Hmax0

5

6

1

Bmax

3

Br

4

Hc

t

B,H

1

1

2 3

3 4

4

55

6

6

H1

1

B

H

8/6/2019 Curs Trafo

8/31

Efectul conexiunii la funcionarea n gol

cureni de faz nesinusoidali flux sinusoidal tensiuni electromotoare induse pe faz sinusoidale

conexiunea Y0

cureni de faz sinusoidali flux nesinusoidal

tensiuni electromotoare induse pe faz nesinusoidale.

conexiunea Y

B CA B CA 0

solena5ie sinusoidal flux nesinosoidal

8/6/2019 Curs Trafo

9/31

Efectul conexiunii la funcionarea n gol

cureni de faz nesinusoidali flux sinusoidal tensiuni electromotoare induse pe faz sinusoidale

conexiunea D

B CA

CA B

conexiunea Z

cureni de faz sinusoidali flux nesinusoidal tensiuni electromotoare induse pe faz sinusoidale.

DA

8/6/2019 Curs Trafo

10/31

Liniile cmpului magnetic simetric

A

BC

A

BC

A

BC

tt

t

A B C A B C

8/6/2019 Curs Trafo

11/31

Fluxul nesinusoidal

Fluxul nesinusoidal se descompune in seria Furier rezultnd:armonica fundamental 2i armonici superioare de ordin impar

0t

E A B C

3

3

3

Fluxurile armonice de ordinul 3 2i multipli de trei sunt simfazice.n orice moment pe cele trei faze sunt egale.

8/6/2019 Curs Trafo

12/31

Fluxul nesinusoidal

0 t

E A B C

5 55

Fluxurile armonice de ordinul 5, 7, .. = 6 k 1

Armonicile de ordinul au frecven5a f = f1 2i sunt defazate cu

..3

21elrad

8/6/2019 Curs Trafo

13/31

Efectul miezului la funcionarea n gol

- fluxurile armonice de ordinul 3 2i multiplu de 3, fiind simfazice,nu se pot inchide prin miez.

Miez cu cuplaj magnetic

fiecare flux se nchide independent

Miez fr cuplaj magnetic

-Rezult c armonicile de ordinul 3k ale tensiunii electromotoare induse sunt mic2orate

-Se nchid par5ial n jurul miezului, prin piesele ferro- magnetice, producnd

pierderi suplimentare, astfel sunt mic2orate.

8/6/2019 Curs Trafo

14/31

Linile de cmp ale fluxului armonic de ordinul 3

8/6/2019 Curs Trafo

15/31

Influiena conexiunii secundare

la cuplaj nesimetric rezult :cureni de magnetizare nesimetrici

conexiunea d n secundar

micoreaz armonicile de fluxdeci i de t.e.m. induse

E23

F13I23

F23F23

F3

B CA

B CA 0F13

F23

8/6/2019 Curs Trafo

16/31

Calculul curentului de magnetizare la miezul

transformatorului cu cuplaj nesimetric.

BcAjcmBmAFF += 2

j

c

A B C

B

0=++ mCmBmA FFF

A

FmA FmB FmC

BcCjcmCmBFF += 2

8/6/2019 Curs Trafo

17/31

( )

( )BjCjcmC

BjBcmB

BjAjcmA

F

F

F

++=

+=

++=

3

22

32

32

2

FmB

UC

UB

UA

FmA

FmC

mAspmAF 11 =

Diagrama solenaiilor

B

A

CcB

2Bj/3

j

c

A B C

BA

FmA FmB FmC

Care este curentul de mers in gol ?

3111

10mCmBmA IIII

++=

mA

8/6/2019 Curs Trafo

18/31

Cuplarea i funcionarea nparalel a transformatoarelor

8/6/2019 Curs Trafo

19/31

Necesitatea cuplrii n paralel.

Necesitatea cuplrii n paralel :

a dezvoltarea pe etape a investi5iei,

a siguran5a mai mare n exploatare,

aexplatarea mai ra5ional,

aputerea pe unitate limitat.

8/6/2019 Curs Trafo

20/31

Condiii de cuplare i funcionare n paralel

Condi5ii de cuplare 2i func5ionare n paralel: aceea2i tensiune primar U1 = U1

acela2i raport de transformare k = k

aceea2i grup de conexiune

aceea2i tensiune de scurtcircuit u1sc = u1sc

puteri apropiate

Dou sau mai multe surse pot lucra n paralel dac :n orice moment tensiunile lor sunt egale

8/6/2019 Curs Trafo

21/31

2222

21211

EIZU

EkIkZ

kU

=

=

'122

222

III

ZE

m

mm

+=

=

2

1

2

22122

ckU

cZ

kZIU

+

+=

2

222

m

m

Xc

+=

2

22

2

m

m

Z

ZZc

+=

Transformator raportat la secundar

U2

R2X2

Xm2

Rm2

I1k I2

k

U1

Im2

21

k 21

k

X

Se elimina

E2 ; I1 ; Im2

8/6/2019 Curs Trafo

22/31

Transformator raportat la secundar

scZ2

2

1

ck

U

2U

2I

2

221

2cZ

kZZ sc +=

2

1222

ck

UZIU sc

+=

I2

U2

R2X2Xm2

Rm2

I1k

21

k 21

k

X

k

U1

Im2

Se neglijeaz curentul de magnetizare

8/6/2019 Curs Trafo

23/31

U2 U1Z2sc

I2

02

122

2

122 =

+

ck

UIZ

ck

UIZ scsc

Schema echivalent

222 III += 2

1

ck

U

2

1

ck

U

I2Z2sc

2

1

222 ck

U

ZIU sc +

=

I2

8/6/2019 Curs Trafo

24/31

Curentul prin secundarul transformatorului este :

222

2

22

221

2

11

IZZ

Z

ZZ

ckckU

I scsc

sc

scsc ++

+

=

Curentul de circula5ie Curentul de sarcin

Expresia curentului de sarcina

Care sunt factorii care determina ?

-Diferenta dintre rapoartele de

transformare,

-Diferenta dintre curentii de

de mers in gol.

-Diferenta dintre tensiunile de

scurtcircuit,

-Diferenta dintre puterile nominale

ale transformatoarelor.

8/6/2019 Curs Trafo

25/31

Expresia curentului de sarcina

Tolerante admise:

005.0

kk

kk1.0

scsc

scsc

uu

uu5.0

SS

SS

S

SUU

U

ZZ

Z

scsc

sc

scsc

sc

+=

+

22

2

22

2

-Diferenta dintre tensiunile de

scurtcircuit,

-Diferenta dintre puterile nominaleale transformatoarelor.

8/6/2019 Curs Trafo

26/31

Valorile curentilor de sarcina

U2

k

k

k k

U2

U2

kk

k k=

zscZsc>

U2

>

Influienta raportului de transformare si a impedantei (tensiunii) de scurtcircuitasupra repartizarii sarcinii pe transformatoare.

U20

0 -0=

8/6/2019 Curs Trafo

27/31

Exemplu

puterea nominalraportul de transformare

Dou transformatoare notate cu 2i func5ioneaza n paralel.

SN = 1000 kVA SN = 630 kVAk = 50,7 k = 50,518

parametrii R1 = 9,4 ;X1 = 37,5 ;R2 = 7,85 ;

X2= 31,3 ;R1m= 5381 ;X1m= 55382 ;

R1 = 18 ;X1 = 58,988 ;

R2 = 14,51 ;X2= 53,527 ;R1m= 2631 ;X1m= 39144 ;

Cele dou transformatoare au aceeasi grup de conexiune, respectiv Yy-62i aceeasi tensiunea primar de U1 = 35 kV.

8/6/2019 Curs Trafo

28/31

Exemplu

00056,11

1'2

2

2

2

222 =

+=

+

m

m

m

m

X

XX

k

k

X

XXc

00136,1

1

1'2

2 =+

m

m

X

XXc

21

211 mmm XRZ +=

Constantele transformatoarelor

Impedan5ele de magnetizare

Z1m = 55642 Z1m = 39232 Curen5ii de mers n gol

mN ZS

Ui

1

21

0

=

Factorul de putere la mers n gol

m

m

Z

R

1

10cos =

i0 = 2,2 % i0 = 4,95 %

cos0 = 0,0967 cos0 = 0,0676

8/6/2019 Curs Trafo

29/31

Exemplu

- Impedan5ele de scurtcircuit dinspre primarZ1sc = Z1 + Z2 = 17,272 + j68,918

Z1sc = 32,51 + j112,515

2sc 2 1sc

2sc

Z = 1k

Z = 6,719 + j26,811 m

Z = 11,955 + j44,088 m

mjZZ scsc 899,70674,1822 +=+

- Impedan5ele de scurtcircuit raportate la secundar

8/6/2019 Curs Trafo

30/31

Exemplu

( )

+=

+

=

00136,1518,50

1

00056,17,50

1

10899,70674,18

103

3511

3

3

22

221

02 jZZ

ckckU

I scsc

( ) 452,294569,4028,7931058899,70674,18

811,26719,62

22

22 jj

j

jI

ZZ

ZI

scsc

scs =

+

+=

+

=

0202 704,14873,3 IjI =+=

Curentul de egalizare

Curentul de sarcina AjI 8,79310582

=

( ) 347,4996558,7931058899,70674,18

088,44955,112

22

2

2 jjj

jI

ZZ

ZI

scsc

scs =

+

+=

+

=

8/6/2019 Curs Trafo

31/31

Exemplu

AIjIII s 334,83605,514702,659 22022 ==+=

05,487748,279697,398 22 == IjI

AUkSI nn 333,836

3537,501000

3 12 =

=

=

Curenti totali

Curenti nominali secundari

AI n 998,5242 =

Factorul de incarcare { }

972,06301000

3 21

=

+

==

Ie

kk

U

S

S

ni

i

1

2

2==

n

I

I 9277.02

2==

nI

I