proiectarea si intretinerea unui transformator electric trifazat.ppt

7/23/2019 Proiectarea si Intretinerea unui Transformator Electric Trifazat.ppt

1/26

Boboc Constantin EugenFacultatea de Inginerie ElectricaGrupa 112B


2/26

Capitolul 1. INTRODUCERE

Capitolul 2. ASPECTE GENERALE PRIVINDTRANSFORMATORELE

Capitolul 3. CALCULUL SIMPLIFICAT AL

TRANSFORMATORULUI. BREVIAR DE CALCUL

Capitolul 4. TRASAREA CARACTERISTICILOR DEFUNCIONARE ALE TRANSFORMATORULUI

Capitolul !. ANALI"A REGIMURILOR SPECIALE

Capitolul #. INTREINEREA$ REPARAREA %I &NCERCAREATRANSFORMATORULUI DUP' REPARAIE


3/26

Capitolul 1. INTRODUCERE

La sfritul anilor 1800 a aprut prima alimentare public cu energieelectric . Energia electric avea diferite tensiuni, fiind distribuit sub form de

curent continuu (c.c.) sau curent alternativ (c.a.).n ca!ul curentului alternativ nu e"ista un standard pentru frecven#a la

care aceasta $i sc%imb sensul.

&e msur ce utili!area energiei electrice cretea, a devenit evident c are"ista avanta'e de pe urma standardi!rii tensiunilor electrice.

n pre!ent, Energia Electric este distribuit sub form de curentalternativ deoarece tensiunea acestuia poate fi sc%imbat uor cu untransformator un dispo!itiv simplu, fiabil i eficient.

n forma sa elementar, un transformator electric const din * bobineseparate $nfurate $n 'urul aceluiai mie! de fier. +nd se aplic o tensiune

alternativ la una dintre bobine, numit bobin primar, aceasta creea! uncmp magnetic variabil $n mie!. ceasta induce o tensiune alternativ $n cealaltbobin, numit secundar. -ensiunea din bobina secundar depinde de raportuldintre numrul de spire din bobina secundar i cea primar. ac, de e"emplu,$n bobina secundar sunt 'umtate spire cte sunt $n bobina primar, atuncitensiunea secundar va fi 'umtate din tensiunea primar.


4/26

-/ transform energia electromagnetic primar de parametrii (u1

, i1

) $ntroenergie electromagnetic secundar de parametrii (u*, i*), frecven#a rmaneconstant (f1f*ct.)

Transformatoare cobortoare de tensiune - reduce tensiunea electric la unnivel sc!ut, pentru consumul mena'er2

Transformatoare ridictoare de tensiune - tensiunea secundar este mai maredect tensiunea primar creste tensiunea electric .

-ransformatorul electric este un aparat static a crui func#ionare se ba!ea! pelegea induc#iei electromagnetice, destinat s transforme un sistem de curen#ialternativi, care circul $n una din $nfurrile sale, $n unul sau mai multe altesisteme de curen#i aternativi, de aceeai frecven#, cu intensitatea i

tensiunea, $n general diferite i care circul $n alte $nfurri.


5/26

-ransformatorul electric este un subsistem intrinsec sistemului energetic.

3 func#ionare defectuoas a sa, datorit intercone"iunilor din re#ea, atrage ofunc#ionare defectuoas a $ntregului sistem energetic. at motivul pentru care, $ncondi#iile actualei cri!e energetice, este imperios necesar optimi!areaconsumurilor energetice att la distribuitorul de energie ct i la fiecare beneficiar$n parte al acestei energii.

4rmrirea continu a func#ionalit#ii acestor ec%ipamente este posibil numaiprin cunoaterea parametrilor ce determin o anumit stare.

Luarea deci!iilor $n timp util presupune o monitori!are continu a strilor,deci, $n ultim instan#, a parametrilor ce caracteri!ea! func#ionareaec%ipamentelor la un moment dat.

n ca!ul transformatorului electric este necesar cunoaterea parametrilorsc%emei ec%ivalente.

Capitolul 2. ASPECTE GENERALE PRIVIND TRANSFORMATORELE


6/26

n proiectarea transformatoare electrice de putere se urmrete o#inereaunor solu#ii te%nicoeconomice optime, inclu!nd volum redus, randament mare,transferul cldurii cu usurin# i cost redus.

-ransformatorul trifa!at-eoria e"pus pentru transformatorul monofa!at se poate utili!a de

asemenea i la studiul transformatorului trifa!at cu coloane $n regim simetricec%ilibrat.

Ecua#iile, sc%emele ec%ivalente i diagramele de fa!ori stabilite pentrutransformatorul monofa!at, ce pot folosi la studiul fiecrei fa!e a grupului

trifa!at de transformatoare, constituit din trei transformatoare monofa!ate.n continuare se va considera problema cone"iunilor transformatoarelor

trifa!ate.Conexiunea Stea- Steanfigura 2.6 sunt reprezentate diagramele de fazori ale tensiunilor electromotoare

de faz i de linie primare i secundare, induse de fluxurile rezultante utile.Defazajul dintre tensiunile electromotoare de linie este de 0. Deci, transformatorulaparine grupei 0.

Deoarece nfurarea de nalt tensiune este legat n stea, ceea ce se reprezintprin notaia !, iar nfurarea de joas tensiune este legat de asemenea n stea, ceeace se noteaz priny, transformatorul examinat se spune c aparine conexiunii Yy" 0


7/26

Fig. 2.6 Schema nfurrilor i diagramelor de faori ale tensiunilorelectromotoare !entru conexiunea "#-$


8/26

Conexiunea Stea - Triunghi

nfurarea de nalt tensiune se presupune legat n stea, iar cea de joastensiune n triung#i. $e presupune c nfurrile sunt %o%inate n acelai sens i au

aceeai notaie a %ornelor.

Fig. 2.% Schema infurrilor i diagramele de faori ale

tensiunilor electromotoare !entru conexiunea "d-&&


9/26

Conexiunea Stea ' (ig-ag) "-&&

Fig. 2.*. Schema i diagramele de faori ale tensiunilorelectromotoare !entru conexiunea "-&&


10/26

&articularit#i constructive ale transformatorului trifa!at

n re#elele trifa!ate se utili!ea! dou +ariante constructi+e detransformatoare trifa!ate." se folosesc trei transformatoare monofa!ate ale cror $nfurri primare,respectiv secundare, sunt legate $n stea sau triung%i. n acest ca!, fiecare fa! aremie!ul separat de acela al celorlalte fa!e.

"se utili!ea! pentru toate fa!ele un singur mie! cu mai multe coloane.

Fig. 2.9 Transformator trifazat construit Fig. 2.10 Transformator trifazat cu

din trei transformatoare monofazate trei coloane


11/26

Capitolul 3. CALCULUL SIMPLIFICAT AL TRANSFORMATORULUI.BREVIAR DE CALCUL

5e va proiecta un transformator electric trifa!at avnd $nfurrile dincupru i circuitul magnetic confec#ionat din tole de o#el electrote%nic laminatla rece i!olat cu carlit (0.67mm), pierdere specifice la 1- i 70!

-ensiunea nomoinal primar pe fa! 41 68092 -ensiunea nominal secundar pe fa! 4* 10092

:recven#a nominal f 70!2 :actorul de putere nominal $n secundarul transformatorului cos;0.872 5c%ema de cone"iune este< =12 5erviciul de func#ionare este continuu >aterialele electroi!olante se $ncadrea! $n clasa E +ircuitul magnetic este de tip cu coloane

&uterea aparent 5*17?9

/ela#iile utili!ate $n proiect sunt $n principal cu referire la -/ de mic imedie putere (ma". *00@9), la frecven#a industrial, de u! curent, avndrcire natural $n aer.


12/26

$u% aspect matematic calculul &' admite mai multe soluii, ntruc(t numrulnecunoscutelor este mai mare dec(t numrul ecuaiilor care leag aceste necunoscute.Datorit acestui fapt, la calcularea &' electric tre%uie adoptate anumite )alori iniialepentru unele mrimi electromagnetice i constructi)e, pe %aza experienei acumulate la

construcia i exploatarea transformatoarelor deja existente. *)(nd n )edere acestaspect, la proiectarea unui &' se o%in, de o%icei, c(te)a )ariante de calcul ale acestuia,dintre care se alege cea mai con)ena%il.

Circuitul magnetic i nfurrile transformatorului

" am ales circuitul magnetic trifa!at cucoloane+

" vom alege $nfurri dispuseconcentric, $nfurarea de tensiune mairedus se va dispune $nspre circuitul

magnetic+" nfurrile sunt izolate fa de circuitulmagnetic prin intermediul unor carcasecilindrice turnate, realizate dinpolipropilen cu temperatura critic ntre

-0 " -60/+


13/26

+lasa de i!ola#ie E a materialelor electroi!olante2 pelicula i!olant aconductoarelor emailate cu lacuri polivinil acetalice, poliuretanice. :olii i fibrede tereftalat de polietilen. -esturi din tereftalat de polietilen. adm 1*0 +.

nfurrile transformatorului trifa!at sunt i!olate cu lacuri sau ben!i

electroi!olante.nfurrile transformatorului trifa!at se conectea! $n ca!ul nostru $ncone"iune stea i triung%i.

,efinirea mrimilor nominale ale transformatorului

+urentul nominal i puterea aparent secundar &uterea activ $n secundar i primar +omponentele curentului primar i factorul de putere $n primarul -/ului &uterea aparent i curentul primar

Seciunea circuitului magnetic

La transformatoarele de medie puterese practic construc#ii $n trepte pentrucoloane i 'uguri.


14/26

,eterminarea numrului de s!ire ale nfurrilor

,eterminarea dimensiunilor conductoare) a ferestrei transformatorului idis!unerea nfurrilor

n &/>/ se alege din 5-5 A87B7, conductor de cupru, de seciunecircular, i!olat cu i!ola#ie din sticl *$nfurri

n 5E+4C/ se alege din 5-5 *8B6BA, un conductor de cupru, deseciune !rofilat cu i!ola#ia din sticla *$nfurri

:orma ferestrei influen#ea! att valoarea curentului de magneti!are cat

i costul transformatorului.


15/26

asa nfurrilor i !ierderile in nfurri

+ircuit magnetic cu coloane i $nfurrile dispuse concentric

asa i !ierderile in circuitul magnetic

Curentul de funcionare in gol i randamentul

5a calculat curentul de func#ionare in gol, in procente din curentul primarnominal (1)

Cderea de tensiune i !arametrii transformatorului

n ca!ul nostru am determinat< +derile de tensiune active /e!isten#ele $nfurrilor /e!isten#a de scurtcircuit (?app) +derea de tensiune total activ

+derile de tensiune inductive pentru $nfurrile concentrice +derea total de tensiune /eluctan#a inductiv de scurtcircuit (?app) mpedan#a de scurtcircuit -ensiunea de scurtcircuit +derea de tensiune relativ


16/26

/erificarea transformatorului la nclire

5upratemperatura $nfurrilor i a circuitului magnetic"9aria#ia temperaturii de la straturile interioare ale $nfurrilor la cele

e"terioare/erificarea solicitrilor mecanice

5e calculea! for#ele electrodinamice (:" i :=) care ac#ionea! asupra$nfurrilor la scurtcircuit

+urentul de oc in ca!ul unui scurtcircuit brusc la bornele secundare

9erificarea la $ncovoiere a consolelor de strngere a 'ugurilor. +onsolele destrngere a 'ugurilor care sunt reali!ate din o#el profilat, forma de 4.

Console de !resare a 0ugului


17/26

+apitolul D. -/5/E +/+-E/5-+L3/ E :4C+3C/ELE -/C5:3/>-3/4L4

se traseaz pentru cos21 0. inducti) icos21 0. capaciti)

cos 2= 0.85 inductiv cos 2= 0.85 caacitiv

)/((%) 22 nr IIfu =


18/26

+aracterictica e"terna, ur (F) f() pentru doua situatii< cos* 0.87inductiv si cos*0.87 capacitiv

cos 2= 0.85 inductiv cos 2= 0.85 caacitiv


19/26

Caracteristica randamentului

ceasta se determin in func#ie de factorul de incrcare altransformatorului la tensiunea primar constant (41 ct.) i factorul de putere

secundar constant (cos * ct.)

FW PPP

P

++

=2

2

2

34" pierderile in fier35" pierderile in nfurri la sarcina nominal


20/26

+apitolul 7. CLG /EH>4/L3/ 5&E+LE

Cu!larea la reea a transformatorului electric in gol

upa calcularea flu"ului >> care apare in regimul de conectare in gol, avalorilor ma"ime ale induc#iilor in coloan i 'ug, etc. se calculea!reluctan#ele circuitului magnetic al transformatorului.

+ircuitul magnetic altransformatorului, ec%ivalat cu uncircuit format din re!isten#e, estecel pre!entat in figura alaturata.


21/26

5e repre!int grafic varia#ia flu"urilor in func#ie de timp.

t [ms] 0 5 10 15 20 25 30 35 40

p 10-3[Wb] -15,98 0 15,98 0 -15,98 0 15,98 0 -15,98

ap 10-3

[Wb] 15,98 14,23 12,68 11,29 10,09 8,96 7,98 7,11 6,33

10-3[Wb] 0 14,23 28,66 11,29 -5,92 8,96 23,96 7,11 -9,65

4luxul fascicular total are doua componenete, una periodica si una aperiodica.

apa +=


22/26

5curtcircuitul trifa!at brusc la bornele secundarului

i1!1 i1! i1!a

5e repre!inta grafic i1@ap, i&1!i i&1in func#ie de timpt [ms] 0 5 10 15 20 25 30 35 40

i1kp [A] 1583,02 0 -1583,02 0 1583,02 0 -1583,02 0 1583,02

i1kap[A] -1583,02 -63,182 -2,521 -0,1006 -0,0040 -0,0001603 -0,00000639 -0,000000255 -0,00000001019

i1k

[A] 0 -63,182 -1585,54 -0,1006 1583,01 -0,0001603 -1583,02 -2,5510-7 1583,02

Variaia in timpa curentului i1kp


23/26

Variaia in timpa curentului i1k

Variaia in timpa curentului i1kap


24/26

CAPITOLUL #. INTREINEREA$ REPARAREA %I &NCERCAREATRANSFORMATORULUI DUP' REPARAIE

ntre#inerea transformatoarelorare in vedere urmatoarele aspecte

proiectarea si intretinerea unui transformator electric trifazat.ppt

Documents