proiect mas _transformatorul trifazat

8/7/2019 Proiect MAS _Transformatorul trifazat

1/16

TEM DE PROIECT

Transformatorul trifazat

Coordonator:

...............................

Student : ..............An... Grupa :...

Electromecanica


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


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


4/16


- 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


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

=

=

===


6/16


- 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


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


8/16


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


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


10/16


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


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


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


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 ====


12/16


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


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


14/16


( ) ( ) ( ) ( )[ ]( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

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


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


16/16


16

proiect mas _transformatorul trifazat

Documents