STUDIUL SCHEMELOR SI GRUPELOR DE CONEXIUNI LA TRANSFORMATOARELE TRIFAZATE

tehnica mecanica

ALTE DOCUMENTE

Sisteme de reglare automata a viteziei masinii asincrone cu orientare dupa flux rotoric

ASAMBLARI NEDEMONTABILE

AMPLIFICATORUL CU CIRCUIT ACORDAT DERIVATIE

MARCAREA BUTELIILOR care contin gaze si amestecuri de gaze

Utilizarea fisierelor de referinta

Manualul utilizatorului - Registrul SEVESO-II

EFECTUL CARMEI SI AL ELICEI

Analiza la frecvente joase si inalte

ORIENTAREA SI FIXAREA IN DISPOZITIVELE DE FABRICARE - tema de casa -

Undele electromagnetice aplicatii

Top of Form

Bottom of Form

Top of Form

Bottom of Form

STUDIUL SCHEMELOR sI GRUPELOR DE CONEXIUNI LA TRANSFORMATOARELETRIFAZATE1CuprinsArgument 31. Constructia si principiul de functionare la transformatoarele trifazate1.1. Constructia si principiul de functionare, generalitati 41.2. Functionarea transformatorului 81.3. Scheme si grupe de conexiuni la transformatoarele trifazate 93. Transformatoare pentru alimentarea instalatiilor de redresare 143.1 Instalatia trifazata cu simpla redresare 153.2 Instalatia trifazata n punte 17Norme de protectie a muncii 18Bibliografie 202ARGUMENTTransformatorul electric este construit din doua sau mai multe nfasurari bobinate pe un miez feromagnetic.

Un transformator trifazat poate fi privit ca o grupare de trei transformatoare monofazate identice.

Transformatoarele trifazate se conecteaza in circuite trifazate, fiind deci alimentate cu un sistem de tensiuni trifazat, simetric si echilibrat (reprezentat prin trei fazori identici ca amplitudine si defazati cu 120 intre ei).

Conexiunea (reprezentata de schema si grupa de conexiuni) intervine la transformatorul trifazat ca data nominala suplimentara fata de transformatorul monofazat.

Cunoasterea grupei de conexiuni este importanta la conectarea n paralel a doua transformatoare trifazate. Tensiunile lor secundare trebuie sa aiba aceeasi valoare si sa fie in faza, pentru a evita aparitia curentilor de circulatie ntre infasurarile lor secundare. Determinarea experimentala a grupei de conexiuni se realizeaza conectnd transformatorul la o retea de tensiune trifazata, simetrica si echilibrata de valoare cel mult egala cu tensiunea nominala a infsurarii de joasa tensiune.

Instalatia trifazata cu simpla redresare alimenteaza cu tensiune redresata un circuit R-L.

Instalatia trifazata n punte permite redresarea ambelor alternante ale tensiunii pe fiecare faza si elimina componenta continua a curentului de faza secundar.

3I. CONSTRUCIA sI PRINCIPIUL DE FUNCIONARE LA TRANSFORMATOARELE TRIFAZATE1.1 Constructia si principiul de functionare, generalitati.Transformatorul electric este construit din doua sau mai multe nfsurari bobinate pe un miez feromagnetic.

Elementele constructive ale transformatorului sunt puse in evidenta in figura 1.

1 - termometru2 - izolator de nalta tensiune

3 - izolator de joas tensiune

4 si 6 - capace filetate (pentru umplerea cuvei)

5 - indicator de nivel pentru ulei

7 - conservator de ulei

8 - miez feromagnetic9 - nfsurare de joasa tensiune

10 - nfasurare de nalta tensiune

11 - capac filetat (pentru golirea cuvei)

12 - cuva13 - tevi de racire

4

Figura 15Miezul feromagnetic are rolul circuitului de nchidere al fluxului magnetic, dar si rol mecanic de sustinere a nfasurarilor. El este realizat din otel electrotehnic, sub forma de tabla silicioasa (aliaj Fe+C+Si), laminata la rece, cu cristale orientate (la majoritatea constructiilor).

Tabla are un continut de siliciu mai mare dect pentru masinile rotative, cca.4%, tolele au grosimea de (0,3... .0,35) mm si sunt izolate cu lacuri sau oxizi ceramici. Aceste particularitati ale tablei de transformator au ca scop reducerea pierderilor in fler n timpul functionarii. La orice miez magnetic de tip transformator se disting: coloanele, pe care se afla asezate nfasurarile si jugurile, care asigura o cale de nchidere de minima reluctant pentru fluxul magnetic.

La puterile medii si mari (peste 1 kVA) miezul se realizeaza din tole dreptunghiulare, prin mpachetare, suprapunerea lor facndu-se prin ntretesere. La mbinarea coloanelor cu jugurile se formeaza ntrefieruri, a caror largime se cauta sa se minimizeze prin solutii tehnologice si printr-o executie ngrijit, deoarece de mrimea lor depinde consumul de energie reactiva la functionarea transformatorului. Taierea tolei la colturi se poate face la 90, sau la 45, solutie care reduce pierderile n fier.

Miezul transformatoarelor monofazate de mica putere (de ordinul sutelor de VA) se realizeaza n manta (cu trei coboane, dintre care cea centrala este activa, adica sustine nfasurarile, celelalte avnd numai rol pentru inchiderea fluxului magnetic). Aceste miezuri sunt construite din tole tipizate de tip E si I, sau din tabl roluita.

Sectiunea miezurilor magnetice se realizeaza de forma patrata, dreptunghiulara, sau n trepte dreptunghiulare, astfel inct forma geometrica sa se nscrie, cu un factor de umplere ct mai bun, ntr-un cerc.

6nfsurrile transformatorului se realizeaza din material conductor, cupru sau aluminiu, sub form de conductoare rotunde sau profilate, bobinate sub diverse forme, dintre care cel mai frecvent utilizate sunt bobinajele cilindrice stratificate. Bobinele nfasurarilor primara si secundar se aseaz concentric, sau suprapus pe naltimea coloanei (bobinele unei nfasurri alternnd cu ale celeilalte).

Conductoarele se izoleaza cu material apartinnd clasei de izolatie (hrtie pentru transformatoare n clasa de izolatie Y si stratificat cu sticla n clasa de izolatie F,. La unele nfasurari se prevede izolatie ntre straturi, de asemenea se prevede izolatie de aer cat si realizata cu materiale izolante ntre nfasurari si ntre acestea si miezul magnetic, respectiv sistemul de consolidare (desigur materialele se aleg tot n acord cu clasa de izolatie).

Sistemul de consolidare este n principal realizat din elementele de strngere a miezului (profile U si butoane sau chingi pentru strngerea tolelor, tiranti pentru strngerea pe verticala, toate realizate din otel nemagnetic) si elementele de consolidare a bobinajelor (pene, distantori, cilindri din materiale specifice clasei de izolatie).

Racirea transformatoarelor se face n ulei sau n aer. Transformatoarele n ulei au ntreaga constructie imersata ntr-o cuva cu ulei de transformator. Cedarea caldurii de la nfasurari si miez, n timpul functionarii, se face prin convectie naturala sau fortata, ctre ulei si de la ulei la cuv. Evacuarea caldurii n exterior este favorizata de o suprafata ct mai mare a cuvei, de aceea se ataseaz acesteia tevi sau radiatoare. Transformatoarele cu rcire n aer (se mai numesc uscate) cedeaza cldura direct aerului care nconjoara partile active.

n constructie uscata se fac toate transformatoarele de mica putere, transformatoarele care se utilizeaza n electronica de putere, ct si cele destinate n cladiri si mai ales n locuri cu protectie sporita la incendii.

7Transformatoarele sunt echipate cu o serie de accesorii: izolatori si borne pentru a permite legtura electrica ntre nfasurari si circuitele exterioare, placa de borne care permite fixarea acestora, elemente de control al bunei functionari (verificarea temperaturii, umiditatii si nivelului lichidului n cuva (la transformatoarele n ulei).

1.2 Functionarea transformatorului se bazeaza pe legea inductiei electromagnetice, transfernd putere electric dintr-un circuit (al nfasurarii primare) n altul (al nfasurarii secundare). Puterea transferata este aproximativ constanta, deoarece pierderile n transformator sunt foarte reduse (cca. 5% din puterea transferata). Transformatorul este utilizat pentru modificarea tensiunii si, deoarece puterea este aprox. constant, rezulta modificarea n proportie inversa a intensitatii curentului ntre cele dou circuite pe care le cupleaza. Constructia si principiul de functionare l caracterizeaza ca fiind reversibil.

81.3. Scheme si grupe de conexiuni la transformatoarele trifazateUn transformator trifazat poate fi privit ca o grupare de trei transformatoare monofazate identice, conectate ntre ele astfel: cele trei nfasurari primare n stea sau triunghi, analog cele trei nfsurri secundare (figura 2.a). Constructia tipic prezint nsa un miez magnetic cu trei coloane active, pe care sunt plasate perechile de nfsurri de joas tensiune, respectiv nalta tensiune, cte una pentru fiecare faz (figura 2.b).

Transformatoarele trifazate se conecteaza n circuite trifazate, fiind deci alimentate cu un sistem de tensiuni trifazat, simetric si echilibrat (reprezentat prin trei fazori identici ca amplitudine si defazati cu 120 ntre ei). ntre mrimile de linie si de faza (curenti, tensiuni) si puterea transformatorului exista urmtoarele relatii:

Conexiune stea:

Conexiune triunghi:

Teoria tehnica a transformatorului monofazat este valabila pe fiecare faza a transformatorului trifazat.

9Constructia asimetrica (relativ la cele trei faze) a miezului cu trei coloane dispuse n acelasi plan afecteaza doar forma si marimea curentilor de la functionarea n gol. Astfel, curentul absorbit la gol (curentul de magnetizare) pe coloana centrala este mai redus dect curentii n celelalte doua nfasurari ,datorita lungimilor diferite ale zonelor de circuit magnetic care corespund fiecarei coloane (deci reluctantelor magnetice diferite) Figura 2

10Conexiunea (reprezentata de schema si grupa de conexiuni) intervine la transformatorul trifazat ca data nominal suplimentara fat de transformatorul monofazat.

Schema de conexiuni reprezinta modul de conectare a celor trei nfasurari de faza (primar, respective secundar), iar posibilittile de conectare uzuale sunt stea sau triunghi existnd si conexiunea zig-zag pentru transformatoarele de distributie ce functioneaza de obicei ncrcate nesimetric pe cele trei faze (figura 3).

figura 3

Grupa de conexiuni este simbolizata printr-un numr ntreg m cuprins ntre 1 si 12 (respectiv 0), care multiplicat cu 300 conduce la un unghi a = m . 30 , care reprezinta defazajul ntre tensiunile de linie primara si secundara analoage, masurat pe o diagrama fazoriala, de la primar la secundar, n sensul succesiunii fazelor (figura 4).

11

figura 4

Combinatiile de conexiuni Yd, Dy, Yz conduc la grupe Cu m impar, iar combinatiile Yy, Dd si Dz conduc la grupe cu m par. La transformatoarele monofazate, grupa de conexiuni poate fi doar 6 sau 12 (respectiv 0), n functie de sensurile de bobinare si de asezarea bobinelor pe coloana.

Cunoasterea grupei de conexiuni este important la conectarea n paralel a doua transformatoare trifazate. Tensiunile lor secundare trebuie sa aiba aceeasi valoare si s fie n faza, pentru a evita aparitia curentilor de circulatie ntre nfasurarile lor secundare.

12

Determinarea experimentala a grupei de conexiuni se realizeaza conectnd transformatorul la o retea de tensiune trifazata, simetrica si echilibrata de valoare cel mult egala cu tensiunea nominala a nfasurarii de joasa tensiune.

Doua borne omoloage ale nfsurrilor de joas si nalta tensiune sunt aduse la acelasi potential printr-o legatura galvanica (figura 5.a). Se masoara tensiunile de linie corespunztoare celor doua nfasurari pentru a putea construi grafic, la o scara convenabila, diagrama de fazori (figura 5 .b); triunghiurile tensiunilor de linie ale celor doua nfasurari au un vrf comun, datorat legaturii galvanice de pe schema, iar pozitia relativa dintre cele doua triunghiuri se stabileste masurnd nca cel putin doua tensiuni ntre borne ale celor doua nfasurari, de exemplu: UBb si UCb.

Constructia diagramei fazoriale se face dupa cum sugereaz figura 5.b., iar defazajul se masoara pe diagrama.

figura 5

13

3. Transformatoare pentru alimentarea instalatiilor de redresare

n mod frecvent tensiunea nominala a retelelor de alimentare difera tensiunea necesara unor consumatori de current continuu, alimentati prin redresoare cu elemente semiconductoare si cele mai multe instalatii de functioneaza alimentate prin transformator. Functionarea redresorului (prin suprimarea unor alternante ale curentului care l strabate), deformeaza si curenti prin nfasurarile transformatorului. Regimul deformant aduce solicitari suplimentare transformatorului si impune o supradimensionare a acestuia, fata de cazul n care ar lucra n regim sinusoidal.

Pentru a evidentia cteva dintre particularitaile de functionare ale acestor transformatoare se impun o serie de ipoteze simplificatoare:

- transformatoarele se considera fara pierderi (ideale);

- conductia diodelor se presupune ideala (se neglijeaza timpii de comutatie);

- sarcina transformatorului are un character puternic inductiv, astfel nct constanta de timp a circuitului de sarcina (=) este mult mai mare dect perioada tensiunii de alimentare (T=).

14

3.1 Instalatia trifazata cu simpla redresare.

Reprezentata n figura 6 ea alimenteaza cu tensiune redresat un circuit R-L. Redresorul este conectat la o retea trifazata prin intermediul unui transformator trifazat cu conexiunea nfasurarilor Yyo-6, consumatorul fiind conectat ntre punctul neutru al stelei nfasurarilor secundare si catodul comun al diodelor.

Fiecare dioda conduce atta timp cat anodul ei este la un potential mai ridicat dect al celorlalte doua diode (fig. 7), iar curentul pe fiecare faza secundara a transformatorului este diferit de zero doar cat dioda de pe faza respectiva este n conductie. Curentul de faza secundar are o componenta continua (de ex.: pentru faza A, 12a reprezentat n figura 7), care nu se transmite n primar astfel,

15

Figura 716

Componentele continue ale curentilor de faza secundari produc n miezul transformatorului fluxuri constante n timp, care se nchid prin aer si elementele metalice de consolidare, producnd pierderi suplimentare si ncalziri.

3.2 Instalatia trifazata n punte

Figura 8 permite redresarea ambelor alternante ale tensiunii pe fiecare faza si elimina componenta continua a curentului de faza secundar.

n acest caz, tensiunea us avnd sase pulsuri pe o perioada este mai neteda, iar puterea transformatorului este:

17

Se produce astfel redresarea n conditiile unei foarte bune utilizari a transformatorului.

Norme de protectia muncii

Elevii vor desfsura activitatea fara sa se expuna la pericole si accidente profesionale.

n acest scop ei au urmatoarele obiigaii:

. sa-si nsuseasca si sa respecte normele de protectie a muncii masurile de aplicare ale acestora;

. sa utilizeze correct echipamente tehnice si substantele periculoase;

. sa nu procedeze la deconectarea, schimbarea sau mutarea arbitrara a dispozitivelor de securitate a echipamentelor tehnice, precum si sa utilizeze corect aceste dispozitive.

. sa aduca la cunostinta conductorului locului de munca orice defectiune tehnica sau alta situatie care constituie penicol de accidentare;

. sa aduca la cunostinta conducatorului locului de munca n cel mai scurt timp posibil accidentele de munca suferite de pensoana proprie sau de alti angajati;

. sa opreasc lucrul la aparitia unui pericol imminent de producere a unui accident si sa informeze de ndata conducatorul Iocului de munca;

. sa refuse intemeiat executarea unei sarcini de munc daca aceasta ar pune n pericol de accidentare persoana n cauz;

. sa utilizeze individual echipamentul de protecie din dotare, corespunzator scopulul pentru care a fost acordat;

. sa cooporeze cu colegi) de munca si cu responsabilul Iocului de munca n vederea mbunatatirii conditiilor de munca.

18

19

BIBLIOGRAFIE1. Micu Emil (1978) . Masini si actionari electrice, Baia Mare: Litografia Institutului de Subingineri.

2. M. Hogea. (1972). Masini electrice, Litografia Institutului Politehnic Bucuresti.

3. Ioan Novac, Emil Micu, Gheorghe Atanaslu, s.a. (1986). Masini si actionari electrice, Bucuresti: Editura Didactica si Pedagogica.

4. . Dordea T. (1970). Masini electrice, Bucuresti: Editura Didactica si Pedagogica.

5. Tunsoiu Gheorghe. (1978). Actionari si automatizari electrice, Bucuresti: Editura Didactica si Pedagogica.

20

COLEGIUL TEHNIC "ANGHEL SALIGNY" Baia MareSPECIALITATE:ELECTROTEHNICA_1491595035.unknown