1UNIVERSITATEA PETROSANIFACULTATEA DE INGINERIE MECANICA SI ELECTRICAMAINI I ACIONRI ELECTRICEPROIECT TRANSFORMATORTRIFAZATConf. univ. dr. ing. Uu IlieStudent: PETRIL MARCEL-GABRIELAnul III grupa IE21. Date iniiale1.1Puterea aparent nominal kVA Sn315 =1.2 Tensiunea nominal din primar kV U 61 =1.3 Tensiunea nominal din secundar kV U 4 , 02 =1.4 Frecvena Hz f 50 =1.5 Schema de conexiuni este stea-stea Yy 61.6 Tipul constructiv cuv cu evi si radiatoare.1.7 Sistemul de rcire este natural, cu ulei.1.8 Clasa de izolare A.1.9serviciul de funcionare1S .1.10 Pierderile n fier watt Po740 =1.11 Curentul de mers in gol A i 8 , 20 =1.12 Pierderile n nfurri watt Pk5650 =1.13 Tensiunea de scurtcircuit % 6 =kU1.14 Materialul conductor cupru1.15 Materialul miezului: tabl silicioas laminat la rece cu grosimeatolelor de 0,35 mm2. Solicitri electromagneticen funcie de puterea aparent a transformatorului din tabelul 2.1 de lapagina 9 se alege valorile preliminare pentru solicitrile electromagnetice aletransformatorului cu nfurri din cupru:Acestea sunt urmtoarele :- inducia n coloan T Bc65 , 1 =- valoarea pturii de curent cm A A / 290 =- densitatea de curent :o pentru primar21/ 5 , 2 mm A J =o pentru secundar22/ 3 , 3 mm A J =3. Dimensionarea circuitului magneticSeciunea transversal net a fierului coloanei ] [2m ScfSC Slt c =lS -putereaaparentaatransformatoruluipeocoloanaVA Sl1050003315000= =3f - frecvena tensiuni de alimentare Hz f 50 =tCconstant de calcul , )410 6 4 =tC, )) 7 0274954541 , 0 8 0183030287 , 0 (10 ) 9545417 , 274 30302878 , 183 (5010500010 6 44 4 == = = cS3.1 Dimensiunile geometrice ale coloanei rezult din valoarea tensiuniinete a coloanei pe baza relaiei:) (422mDkm Scct=unde:mk coeficientul de umplere al cerculuig fe mk k k=Fekcoeficientul de mpachetare al miezului 95 . 0 =Fekgk coeficientulgeometricdeumplerealcercului 92 , 0 =gk adoptatconform tabelului 2.2 din pagina 12875 , 0 92 , 0 95 , 0 ==mkcD diametrul coloanei ] [2m) 20007443 , 0 16330376 , 0 () 10003721 , 0 08165188 , 0 ( 2875 , 0) 7 0274954541 , 0 8 0183030287 , 0 (2 24 == =

= = =t t tmcmcckSkSDse adopt cm Dc17 =3.2 Numrul de trepte 6 =trnconform tabelului 2.2 pagina 123.3 Numrul canalelor de rcire 0 =cnconform tabelului 2.2 pagina 123.4 Limile treptei coloaneicm cm a cm cm acm cm a cm cm acm cm a cm cm a5 , 4 76 , 4 17 28 , 0 ; 5 , 7 905 , 7 17 465 , 0; 5 , 10 727 , 10 17 631 , 0 ; 13 175 , 13 17 775 , 015 045 , 15 17 885 , 0 ; 16 32 , 16 17 96 , 06 54 32 1~ == ~ ==~ =~ ~ ==~ =~ ~ =~3.4 Grosimea treptelor coloanei:Dinconstruciagraficlascaraaseciuniicoloaneirezulturmtoarelegrosimi ale treptelor:cm mm b cm mm b cm mm bcm mm b cm mm b cm mm b6 , 0 6 9 , 0 9 2 , 1 123 , 1 13 1 , 1 11 3 306 5 43 2 1= = = = = == = = = = =cm b bnii3 , 16 ) 6 , 0 9 , 0 2 . 1 3 , 1 1 , 1 3 ( 2 211~ + + + + + = = +=453.6 Seciunea net de fier a coloaneicS21179 , 197 ) 6 , 0 5 , 4 9 , 0 5 , 7 2 , 1 5 , 10 35 , 1 13 1 , 1 15 3 16 ( 2 95 , 0 2 cm b a k SniFe c=+++++ = =+=3,7 SeciuneajuguluijS sedeterminconsiderndcjugulvaaveacudoua trepte mai puin dect coloana.26 5 4 4 3 3 2 2 1 176 , 209 )] 6 , 0 9 , 0 2 , 1 (11 35 , 1 13 1 , 1 15 3 16 [ 95 , 0 2 )] ( [ 2cmb b b a b a b a b a k SFe j= + + +++ = + + + + + =c j j jS S B S ) 1 , 1 03 , 1 ( ==TSScjj06 , 1 060518732 , 179 , 19776 , 209~ = = = |Se observ c seciunea jugului este n limitele indicate.3.8 nlimea coloanei cm me ASLc54 535714286 , 07 280 10010500010011~ ~ = =V e 7 65 , 1 10 79 , 197 50 44 , 441~ =Figura 2. dimensiunile principale ale unui miez trifazatIn coloane3.9 Limea ferestrei T: cm D M Tc17 17 34 = = =n care distana dintre coloane cm D Mc34 17 2 === o , unde sa considerat=26Se menioneaz c valorile definitive vor fi confirmate dup aezareanfpurrilor i dup calculul caracteristicilor transformatorului(0, , P u Pk k).3.9 Lungimea medie a jugului magnetic:cm D M Lc j3 , 83 17 9 , 0 34 2 9 , 0 2 =+= + =3.10 Verificarea prealabil a pierderilor la funcionarea in gol:, )Fe j Fe C P FeG B G BfP k P P+

}

\|= ~223 , 15010 050WP PFe7035811 , 609) 3370224 , 267 557 , 1 121147 , 245 65 , 1 (505045 , 0 03 , 12 23 , 10==+

}

\|= ~unde:- inducia magnetica in jug=jB /S j= TBSS BjcjC C557 , 1 555842391 , 176 , 20979 , 197 65 , 1~ =

= =|- masa net a fierului :- pentru coloane :kg L S GFe C C Fei121147 , 245 10 65 , 7 54 79 , 197 3 33= = =- pentru juguri :kg L S GFe j j Fej3370224 , 267 10 65 , 7 3 , 83 76 , 209 2 23= = =- 07 , 1 03 , 1 ~pK-kgWP 45 . 05010= -cifra de pierderi specifice a materialului tolelor, din care estefcut miezul magnetic(tabla silicioas laminat la rece si grosimea de 0,35 mm).Dac pentruPkse ia valoarea rezultat din practica de fabricaie) 25 , 1 ( =Pk atunci rezult :W WKKPPPfab740 9315305 , 73903 , 125 , 170358811 , 609 7035811 , 6090~ ===, adic valoareaimpus prin tem, ceea ce nseamn ca dimensionarea miezului, pn n aceastetap este bine fcut.4. Calculul nfurrilor transformatorului4.1 Tensiunea electromotoare din :- nfurarea primar 101615 , 3464360001 1= = ~ f U E V7- nfurarea secundar V f U E 9401076 , 230340021 2= = ~4.2 Stabilirea numrului de spire:- pentru stabilirea numrului de spire pentru primar (de nalt tensiune) pentrutensiunea electromotoare nominal:495 8716593 , 4947101615 , 3464111~ = = =eEW spire- numrul de spire corespunztoare treptei maxime de reglaj a tensiuni20 8 , 19 49510041~ == Aw spire- numrul total de spire al nfurri primare este :spire w w wT515 20 4951 1 1= + = A + =- pentru nfurarea secundar(de joas tensiune):spireeEw 33 9914542 , 3279401794 , 230122~ = = =4.3 Recalcularea numrului de spire al nfurrii primare din condiiaraportului de transformare, impus prin datele nominale(pentru a nu modificaraportul de transformare).152121= = =wwEEK495 9914542 , 329401076 , 230101615 , 34642212 1~= = = wEEKw w spirespire w w 20 8 , 1910041 1~ == Aspire wT515 20 4951= + =4.4 Valorile definitive ale fluxului magnetic si induciilor magnetice:- fluxul magnetic util : WbfwE21110 1523356 , 3495 50 44 , 4101615 , 346444 , 4 = = = |- inducia magnetic n coloan:TSBCC593779059 , 179 , 19723356 , 315434 , 19510 1523356 , 310 434 , 19510 1523356 , 3242= =

=

= =|- inducia magnetic n jug:TSBJJ50282971 , 176 , 20923356 , 3151099 , 23610 1523356 , 310 1099 , 23610 1523356 , 3242= =

=

= =|Aceste valori se ncadreaz in limitele normale.4.5 Tensiunea electromotoare ntr-o spir:spiraVwEe 7 998185081 , 6495101615 , 3464111~ = = =84.6 Curenii nominali ai transformatorului:- n nfurarea de nalt tensiune :AnuSIfN31088913 , 30304845 , 10392315000101615 , 3464 310 315311= =

= =- n nfurarea de joasa tensiune :AnuSIfN6633371 . 4549401076 , 230 331500022=

= =unde n reprezint numrul de faze.4.7 Seciunile orientative ale conductoarelor:- pentru nfurarea de nalta tensiune:21112435565 , 125 , 231088913 , 301mmjISw= = =- pentru nfurarea de joas tensiune :2223321226 , 16575 , 26633371 , 4542mmjISw= = =S-a considerat c nfurrile nu au aceleai condiii de rcire, deoarecenfurarea de joas tensiune fiind mai subire se rcete mai bine, iar cea denalt tensiune fiind mai groas i cu izolaii ntre straturi(se ia nfurareastratificat) se rcete mai greu.De aceea, n conformitate i cu indicaiile din tabelul 2.1 pagina 16 s-aales:2 2 2 175 , 2 ; 5 , 2mmAJmmAJ = =4.8 Dimensiunile conductoarelor:- pentru nfurarea de nalt tensiune sa ales conductor profilat din cupru cuizolaie de email teretolic (conform STAS 685-74-tabelul A.2.1 pagina 182 iSTAS 6136-76 tabelul 2.1 pagina 312, CuEm 2x6,3, izolaie 0,3 ).2 ' '6 , 6 3 , 2 mm x xb a =- pentru nfurarea de joas tensiune s-a ales conductor profilat cu izolaie dinhrtie (din tabelul A-2.3 pagina 201, CuEm 4(4x10,6)grosimea izolaiei0.36mm).2 ' '96 , 10 36 , 4 mm x xb a =Valorile definitive ale densitilor de curent:2115 , 212435565 , 1231088913 , 301mmASIJw= = =22275 , 23321226 , 1656633371 , 4542mmASIJw= = =4.9 Tipul i dimensiunile nfurrilor:9- nfurarea de joas tensiune va fi de tip cilindric, cele doua conductoare nparalel aezndu-se suprapuse radial. Bobina va avea dou straturi la cte douconductoare suprapuse radial ntre care se prevede un canal de rcire mm aja3 =figura 4.- nfurarea de nalt tensiune va fi de tip stratificat ca n figura 6. bobina vaavea un canal axial de rcire n partea interioar(la o distancuprins ntre31i52 din numrul total de straturi) cu limea mm aia4 = .Nivelarea nlimi bobinei de joas tensiune se face cu ajutorul a doupene circulare din carton electrolitic.Bobina de nalt tensiune se aeaz direct peste cea de joas tensiune,rezultnd o nfurare monolit.a. b.Figura 3.4.10 nlimea bobinelor (orientativ):- pentru nfurarea de joas tensiune: cm S L Hmj c Bj6 , 49 2 , 2 2 54 2 = = =- pentru nfurarea de nalta tensiune: cm S L Hmi c Bj6 , 49 2 , 2 2 54 2 = = =unde din tabelul 2.3 pagina 18 pentru kV Un4 , 02 =si kV U n61 =sau stabilit:cm a cm a cm acm S cm Sii ji mjMi Mj7 , 0 ; 8 , 0 ; 6 , 02 , 2 ; 2 , 2= = == =10Figura 4 distantele de izolare4.11 Numrul de spire pe un strat:- pentru nfurarea de joas tensiune:22 40370022 , 21 101 , 1 192 , 26 , 491 ~ =

= =cK hh n Hwss t Bjsjspire /stratn care:iilor transpozit numarul nkcm mm mm b hts = == == =002 , 1 01 , 1192 , 2 92 , 21 96 , 10 2 ' 2ccm S Sim jm2 , 2 = =se stabilete 22 =sjwspire pe strat.nlimea bobinei de joas tensiune :Bi S t S Sj BjH cm h n K h W H = =+ = + + = 6 , 49 01 , 1 192 , 2 ) 1 40370022 , 21 ( ) 1 (cceea ce nseamn ca distanta de izolaie pana la jugul magnetic rezult:imBj cJmS cmH LS = === 2 , 226 , 49 542ceea ce este suficient(conform tabelului 2.3 pagina 18).- pentru nfurarea de nalt tensiune, numrul de spire pe un strat va fi:15151515 , 74 166 , 06 , 491'= = =dHWBisispire-strat11Se alege 58 =siW spire pe strat, ceea ce nseamn c nfurarea de naltatensiune va avea un numr de straturi:7 945239068 , 615151515 , 74515~ = = =SiiTSiWWm straturinfurarea de nalt tensiune va avea straturi nsi7 = din care 6 straturi cu74,15151515 de spire, iar pe ultimul strat avnd 70 de spire.4.12 Tensiunea ntre straturi (la nfurarea de nalta tensiune).V e W uSi s121212 , 1038 7 15151515 , 74 2 21= = =Pentru aceast tensiune ntre straturi din tabelul 2.4. pagina 21 rezulta ogrosime a izolaiei intre straturi : mm 36 , 0 12 , 0 3 == o , ea depindcapetelebobinei cu 1,6 mm in fiecare parte.Materialul izolant utilizat este sub forma de folie corespunztor clasei deizolaie.Bobina de nalt tensiune va avea un canal axial de rcire in parteainterioar la o distan de 6 straturi cu limea mm aia4 = .nlimea nfurrilor stratificate este:cm H Hcm W d HBj BiS Bi6 , 496 , 49 ) 1 15151515 , 74 ( 66 , 0 ) 1 ( '= == + = + =4.13 Grosimea nfurrilor:- pentru nfurarea de joasa tensiune:cm mm n n a n a n ai a S ja a s Sj j224 , 2 24 , 22 36 , 0 ) 1 1 7 ( 3 1 72 , 8 2 ) 1 (2= = ++= + + = ounde mm a as72 , 8 36 , 4 2 ' 2 == =este grosimea stratului- pentru nfurarea de nalt tensiune:cm mm mmn a d n aS s ja Si i3 , 2 23 9 , 2236 . 0 ) 2 7 ( 5 3 , 2 7 ) 2 (= ~ == + += + + = o4.14 Limea ferestrei transformatorului:cm cm a a a a a Tii i ji j mj13 548 , 12 7 , 0 ) 3 , 2 8 , 0 224 , 2 6 , 0 ( 2 ) ( 2 ~ = + + + + = + + + + =fata de 17 cm cat a fost estimata in paragraful 3.104.15 Prizele de reglaj si reducerea solenaiilor :Reglajul tensiuni se face in limitele standardizate.Prizele de reglaj sunt prevzute la nfurarea primar deoarece:- scoatere prizelor de reglaj este mai uoar tehnologic, nfurarea de naltatensiune fiind aezat la exterior iar seciunea conductorului este mai redus.12- numrul de spire necesar treptei de reglaj se poate ajusta mai uor fiind maimare si totodat permind o poziionare mai adecvat pentru reducerea foreloraxiale.- comutatorul de prize este mai simplu, avnd contactele i bornele pentrucureni mai mici, chiar cresc densitile de izolaie.Schema de principiu pentru reglajul tensiunii este prezentat in figura 7.Figura 5 Figura 6. Scoaterea prizelor lanfurrile stratificateLa nfurrile stratificate conectate n stea, legtura la borne se scoate, deobicei de la interior (figura 8), iar prizele de reglaj sunt aduse la un comutator denul.La nfurrile stratificate prizele de reglaj aezate pe ultimul strat nuproduc asimetrii prea mari i n consecin nici fore axiale nsemnate.Scoatere prizelor de reglaj de la nfurrile stratificate se fac sub formade bucl ntrindu-se izolaia.5. Calculul pierderilor i a curentului de mers n gol5.1 Rezistenele nfurrilor , pe faza, avnd conductorii de cupru i clasade izolaie A(transformator n ulei):- pentru nfurarea de joas tensiuneO=

= =322 275 210 81754 , 23321226 , 1656416388836 , 0 33022 , 0WmedCuSL WR 13in care:mmmcu275022 , 0 Om cm Dn Lmed6416388836 , 0 16388836 , 64 , 20 14 , 32 2= == = tunde diametrul mediu este(conform fig. 6)cm a an D Dj j e m424 , 20 224 , 2 6 , 0 2 17 22= ++ = + + =Pentru nfurarea de nalt tensiune:O =

= =746297388 , 012435565 , 12830888425 , 0 495022 , 011 175 1WmedCuSL WR unde diametrul mediu al nfurri (figura 6) este:m cm Dn Lmedi830888425 , 0 0888425 , 83 27 14 , 32= == = tcm a a a a D Di ji j mj C m448 , 26 2 , 2 ) 8 , 0 224 , 2 6 , 0 ( 2 17 ) ( 21= + + + + = + + + + =5.2 Pierderile n nfurri:- pentru nfurarea de joas tensiuneWI R nK Pr er655461 , 1776 10 461 , 17766556633371 , 454 10 81754 , 2 016791717 , 1 332 3 22 2 2 2=== = =unde:2 rK - factorul de majorare a pierderilor in curent alternativ:016791717 , 1) 2 , 0 16 ( 0256 , 0 051652893 , 0 803717478 , 0 1 ) 2 , 0 8 ( 436 , 022050803717478 , 0 1) 2 , 0 4 ( 4 , 010 022 , 050681598545 , 0 73 , 1 1 ) 2 , 0 ( )10( 73 , 1 1422 4242 2 4 242== + =

}

\|+ ==

}

\|

+ =

+ =s p rm atKjon care: a = 0,4cm, b = 1,06 sunt dimensiunile conductorului de joas tensiune.966474781 , 06 , 49 14 , 38 , 0 2 , 2 224 , 21 1681598545 , 06 , 4933 06 , 1966474781 , 0022 , 0275=

+ + =+ + ==

=

=O =Bjji i jrBir pCUHa a aKH n bKmmmton = 3mS= 4 numrul de conductoare pe limea bobinei(dou conductoare in paralelsuprapuse radial).- pentru nfurarea de nalt tensiune :W I R mK Pr Wi874063 , 2068 3108893 , 30 746297388 , 0 005781219 , 1 3 121 1== =unde:005781219 . 1) 2 , 0 49 ( 0016 . 0 051652893 . 0 828588416 . 0 73 . 1 1 ) 2 , 0 81 ( 00038416 , 0051652893 , 0 922316324 . 0 73 . 1 1 ) 2 , 0 ( 2 , 0 )10 022 , 050( 73 , 1 12 2 4 2421== + = + =

+ =s p rm K o14910268321 , 06 , 4915151515 , 74 63 , 0966474781 , 0 =

=

=Bir pH n bK oCu coeficientul lui Rogowski ) ( 966474781 , 0Bj Bi RH H K = =- n = WSi= 74,15151515 de conductoare pe nlimea bobinei- 7 = =Si Sn mconductoare pe grosimea bobinei5.3 Densitile de suprafa ale pierderilor n nfurri :- pentru nfurarea de joas tensiune:20438667 , 9965945706879 , 0 3655461 , 1776mwcsPqWjWjj=

= =unde: c = n = 3 coloane2 225945706879 . 0 706879 , 59456 , 49 ) 648 , 5 424 , 20 2 2 , 1 ( 8 , 0 ) 2 ( 8 , 0m cmH D D D SBj ej m ij Wj= = ++= + += t tin care : 0,8 tine cont de reducerea suprafeei de rcire de ctre distanri.cm a D Dmj C ij2 , 1 2 = = = estediametrul interior al nfurri de joasa tensiunecm a D Dj ij ej648 , 5 2 224 , 2 2 , 1 2 =+ = + =este diametrul exterior al nfurri dejoasa tensiune.- pentru nfurarea de nalt tensiune:cm a D Dm H D D D SmWS cPqi m iiBi ei n ii WiWeli288 , 24 2 , 2 488 , 26941230414 , 1 6 , 49 ] 688 , 28 ) 788 , 47 2 288 , 24 ( 8 , 0 [ ] ) ' 2 ( 8 , 0 [2513306 , 355941230414 , 1 3874063 , 2068121211= = ==++ = + + ==

=

=t tdiametrul interior al bobinei de nalt tensiunecm a D Di m ei688 , 28 2 , 2 488 , 261= + = + =diametrul exterior al nfurri de nalt tensiune, aceasta suprafa este splatn ntregime de uleiul de rcire.cm a a n D Dia S ii n788 . 47 5 , 0 3 , 2 5 2 288 , 24 ' ' 2 '1= + + = + + =este diametrul exterior mediu al canalului de rcire care este in interiorulgrosimi, nfurri de nalt tensiune la circa31din numrul de straturi adicdup nS= 3 straturi din cele 9 straturi cte are nfurarea.2 22 21200 0438667 , 9961200 2513306 , 355mwmwqmwmwqji< =< =se observ c qi i q jse ncadreaz n limitele normale.155.4 Pierderile electrice totale, sau pierderile la funcionarea n scurtcircuitla cureni nominali:W P P Pj iW W kn529524 , 3845 655461 , 1776 874063 , 2068 = + = + =valoarea se ncadreaz n limitele admise prin tem.5.5 Componenta activ a tensiuni de scurtcircuit:% 220803023 , 1 10010 315529524 , 38451003=

==nknKSPua5.6 Componena reactiv a tensiuni de scurtcircuit:% 093900265 , 3100 966474781 , 06 . 49 71 474666667 , 2 7582548029 , 0 31088913 , 30 495 50 10 4 2100' 2711 1 1 0==

==

=t to trBmKrKH ek L I W fujunde: ' olimea echivalent a canalului de scpricma a a aai j ia jaji474666667 , 232 , 2 224 , 245 . 0 3 . 08 , 03 4' =++++ =++++ = omL -lungimea medie echivalent a celor 2 nfurri:ma a a aa a D Lja j ia iji nj C m7582548029 , 0 82548029 , 75 ]2) 3 , 0 224 , 2 ( 3 5 , 0 2 . 28 , 0 2 , 1 17 [ 14 , 3]2) ( 32 [= =+ + ++ + + ==+ + ++ + + = tgK - corectarea nesimetriilor se face cu coeficientul:BXrBgHHx undeK r H xK = + = : ; 12 (figura 7)10 6 , 49 6 , 49~= = =gBi BJ XKcm H H H165.7 Tensiunea de scurtcircuit:% 32604553 , 3 06257887 , 11957221885 490360022 , 1 093900265 , 3 3 1,220803022 2 2 2= == + = + = + =Kr Ka Ku u u5.8 Componena activ, a curentului de funcionare n gol:Au nPIfFea071199945 , 0101615 , 3464 39315305 , 73910=

=

=5.9 Componena reactiv a curentului de funcionare n golAWBn L H L HI Iiiij j j C Cr378910251 . 00357134 , 70010 025 , 0 10418 , 12 3 , 83 135495 210 025 , 010 418 , 12 3 , 83 1 54 5 , 223 73700= + +==

++ =+ += =tton care : 2 =jnmi310 025 , 0 = opentru unghiul de mbinare dintre tolele coloanelor i jugurilor = 45 o .T B Bc i166726198 , 12265 , 1 cos === ounde:)`= == =cmAH T BcmAH T Bj jC C1 569 , 15 , 2 65 , 1conform anexei A 1 din pagina 1825.10 Curentul total de funcionare n gol:% 271957771 , 1 10031088913 , 3038554171 , 010038554171 . 0 143572978 , 0 005069432 , 0 378910251 . 0 071199945 , 0110102 2 2020 10= === + = + = + =nr AIIIsauA A I I IValoarea se ncadreaz n limitele normale admise.6. Caracteristici de funcionare6.1 Caracteristica de tensiune din secundar:22 222 2) sin cos (200) sin cos ( [%] | |Ka Kr Kr Kau u u u u + + + = A17n care:nII22= |valoarea relativ a sarcini secundare.6.2 Valorile externe se ridic n valori relative:); ( 73405088 , 19401076 , 23040010012202| fuuu= = =A =Pentru valori ale lui |cuprinse ntre 0 si 1,4 , valorile parametruluifactorului de putere fiind:capacitivrezistivinductiv = = = =4 , 0 cos6 , 0 cos8 , 0 cos ; 1 cos 6.3 Caracteristicile randamentului q:0222coscosP P SSKn nn+ +=| | |qRezultatele calculelor sunt trecute n tabelul de mai josnII22= |0 0,050,150,250,500,751,001,251 cos2 = 1064 , 00,192 0,321 0,649 0,983 1,323 1,669ind 8 , 0 cos2 = 1 0,061 0,184 0,308 0,622 0,942 1,269 1,608202uucap 8 , 0 cos2 = 1 0,067 0,200 0,329 0,272 1,042 1,377 1,7301 cos2 = 0 0,954 0,982 0,988 0,989 0,987 0,985 0,983q8 , 0 cos2 = 0 0,937 0,975 0,983 0,984 0,982 O,978 O,97618197. Verificarea solicitrilor mecanice7.1 Curentul de oc:AuIK IKnia Kn95978 , 219032604553 , 331088913 , 30 2 1007 , 12 100=

= =unde:aK - coeficientul de mrire a curentului datorit componenei aperiodice

}

\|+ =KrKauuae Kt17 , 1 =aKconform indicaiilor de la pagina 487.2 Fora radial:NHK L I WFbr med Knr327 121010 494303 , 1196496 , 0 2966474781 , 0 830888425 , 0 ) 95978 , 2190 495 (10 42) ( ==

= =t 7.3 Fora interioar, care acioneaz n direcia axial asupra fiecreinfurri:N FHFRB3 3010 84802993 , 29 10 494303 , 11966 , 49 2474666667 , 22' =

= =o7.4 Efortul unitar la ntindere n nfurrile exterioare:MPaS wFWrr729768 , 3112435565 , 12 495 14 , 3 210 494303 , 1196231 1=

= =tovaloarea se ncadreaz n limitele admisibile.MPaadm60 30 = o7.5 Eforturile unitare la compresie dintre conductoarele nfurrilor:- pentru nfurarea de joas tensiune:MPa MPaa L Fadmj medjaj20 417797529 , 26388836 , 641 24 , 1910 84802993 , 293'0= < =

= = o ounde: mm a a aja j j24 , 19 3 24 , 22,= = =este grosimea neta a nfurri de joastensiune- pentru nfurarea de nalt tensiune:MPa MPaa L Fadmj medjai20 006873192 , 2888425 , 830 9 , 1710 84802993 , 293'0= < =

= = o ounde: mm a a aia i i9 , 17 5 9 , 22,= = =este grosimea neta a nfurri de nalttensiune.207.6 Pentru ca la nfurarea interioara sa nu apar covoiere pe distanadintre doua pene consecutive, trebuie ca numrul de pene 2 sa ndeplineascurmtoarea condiie:oare disaDS w EFpjnWj jrtan 246108129 , 4 994648 , 1050354053 , 62749386503 , 201 2994648 , 1050354053 , 627410 10 86503 , 20931 215 , 3 224 , 2043321226 , 165 33 10 15 . 110 494303 , 1196 75 , 11 2275 , 11 2 25 32532=+ == + = }

\| + ==

}

\|

+ sdistaniere7.7 Efortul unitar la comprimare:MPaS WFWj jrC90274509 , 343321226 , 165 33 14 , 3 210 494303 , 119623=

= =tovaloare care se ncadreaz n limitele admisibile.8. Calculul termic8.1 Cderea de temperatur dintre nfurare i ulei:- la nfurarea de joas tensiune, de tip cilindric, temperatura medie a bobineise poate considera egala cu cea maxim i deci: 02 1= = 0 0Cderea de temperatur n izolaia conductoarelor este :C qi = = = 280627829 , 1 100014 , 0018 , 00438667 , 996 104 423o0unde :- cm 018 , 0 = ogrosimea unilateral a izolaiei de hrtie a conductorului de joastensiune.-C cmw= 0014 , 012tabelul 2,7. pagina 45 pentru hrtie impregnat n ulei.-la nfurarea de nalt tensiune, de tip stratificat,2 1u u =, pentru parteabobinei exterioar canalului axial, nu groas, cderea de temperatur este:Ca pmb ==

= =

=658082773 , 5959601936 , 5 8892 , 1 10 10 535885167 , 710 959601936 , 5 8892 , 1 10 535885167 , 782 3 232 2 210n care : P pierderile specifice ntr-un cm3 de cate nfurri.cmWb aab JK PS2 2 22010 535885167 , 7 1066 , 0 ) 036 , 0 23 , 0 (63 , 0 2 , 0 25 , 668 , 1 10' ) ' ( = + = +=o21unde: cm mmS036 , 0 36 , 0 = = o - grosimea izolaieintre straturi25 , 2mmAJ = - densitatea de curent68 , 10 = K - constanta de materialm - conductibilitatea termic medieC cmWbb asSi m = ++=++ ~ 3 310 959601936 , 566 . 0 ) 036 . 0 03 . 0 (63 , 0 ) 036 . 0 23 , 0 (10 549112426 , 1' ) 2 () (o oo C cmWSS Si =++=+ + = 33 33 310 549112426 , 1036 . 0 10 4 , 1 03 . 0 10 7 , 1) 036 , 0 03 , 0 ( 10 7 , 1 10 4 . 12) 2 (o o o o unde:C cmWS =310 7 , 1 - conductibilitatea termic a izolaiei dintre straturi(hrtie impregnat n lac).C cmW =310 4 , 1 - conductibilitatea termic a izolaiei de hrtieimpregnat n ulei a conductoarelor.cm a a 03 , 0 2 , 0 23 , 0 ' 2 = = = o - grosimea bilateral a izolaieiconductorului.ba - grosimea prii exterioare a bobinei de naltcare are 10 =Snstraturieste :cm n a n aS S S b826 , 1 036 , 0 ) 1 7 ( 23 , 0 7 ) 1 ( ', ,= += + = oCderea maxim de temperatur este:C == = 772055182 , 3 658082773 , 532321 20 0Cderea de temperatur ntre suprafaa bobinei i ulei:- pentru nfurarea de joas tensiune:C q j j === 93956629 , 17 0438667 , 996 285 , 0 285 , 06 . 0 6 , 040- pentru nfurarea de nalt tensiune:C qi i === 664208431 , 9 2513306 , 355 285 , 0 285 , 06 . 0 6 , 040cderea medie de temperatur de temperatur dintre nfurarea de nalttensiune i uleiul pentru nfurarea de joas tensiune, a crei valoare este maimare dect a nfurri de nalt tensiune.Ci mbu = + + = 71689144 , 144 3 20 0 0 0Aceast valoare este sub limita maxim indicat i anume :Cmbu < = 24 22 71689144 , 14 0pentru sistemul NL (circulaia natural auleiului i micarea liber a aerului care rcete cuva).Cmbu ca = = s 28310856 , 40 71689144 , 14 55 55 0 08.2 Cderea maxim de temperatur ntre miez i ulei:Cfu ==+ + +=+ + +=562897561 , 849549739 , 11 462942861 , 8 968619811 , 949549739 , 11 5 , 1 462942861 , 8968619811 , 95 , 1, ,1, ,4, ,1, ,4max0 0 00 00 0unde :22CPa =

= =661436635 , 12 , 0 8256 10 38397897 , 108312'10333 21323 , 1501010 38397897 , 10 95 , 010 65 , 7 593779059 , 15050045 25 , 150cmWK BfP k P K P PFe Fe C P Fe Fe Fe Fe =

}

\| =

}

\|= = = t ,1- conductibiliti-le termice ale pachetului de tole.C cmWC cmWt==03 , 02 , 01Ca Pconv =

=

=307183176 , 801 , 0 216 10 38397897 , 1023'4o0unde :C cmWconv=201 , 0 o - coeficient de transmisie prin corecie a cldurii.CabCpbCt = = = =

= = = + = + =462942861 , 8163 , 16307183176 , 849549739 , 1103 , 0 869 , 265 10 38397897 , 108968619811 , 9 307183176 , 8 661436635 , 1 ''4' '43 2' '1'4 10 000 0 08.3 Dimensiunile interioare ale cuvei i suprafeele de cedare ale cldurii:a. Considernd cuva dreptunghiular, dimensiunile cuvei sunt :cm H H H L Hcm d S S d S S D Bcm S D M ASj jc j C CVeiei116 3 27 16 2 54 2988 , 38 1 2 2 3 . 0 5 , 2 5 , 2 688 , 28688 , 102 3 2 688 , 28 34 2 2 22 4 3 1 2 15= + ++ = + + + == + + + + + + = + + + + + + ==+ += + + =unde distanele de izolaie conform tabelului 3.12 sunt :cm S cm S S cm S S 3 ; 2 ; 5 , 25 4 3 2 1= = = = =cm mm d 3 , 0 31= =din motive mecanicecm mm d 1 102= =cm mm H jc27 270 = =din tabelul 2.9 pagina 57v constructi cm HSj = 3b. Aria suprafeei verticale a cuvei:2 2 42868832 , 3 10 2868832 , 3 116 ) 988 , 38 688 , 102 ( 2 ) ( 2 m cm H B A Scv cv~=+= + =c. Aria suprafeelor de radiaie, considernd-o cu 50% mai mare dect acuvei (k=1,5).29303248 , 4 2868832 , 3 5 , 1 m S k Scr r===d. Aria suprafeei de convecie (aproximativ):225 , 1097704462 , 187135894 , 253734107 , 48144854358 , 101 5 , 2) 529524 , 3845 9315305 , 739 ( 05 , 128310856 , 40 5 , 2) ( 05 , 1mP PSKCo== =

+=

+=23e. Aria elementelor de rcire, ataate cuvei de arie218 , 2 m Ser =este :22868832 , 3 m S S Scv co er= = =8.4 Cderea de temperatur dintre cuv si aer (calculul definitiv):CS SP PC rKca ==(]1

+ +=(]1

+ +=83878153 , 3297704462 , 18 5 , 2 9303248 , 4 8 , 2) 529524 , 3845 9315305 , 739 ( 05 , 15 , 2 8 , 2) ( 05 , 18 , 08 , 00008.5 Cderea de temperatur ntre ulei i cuv calculul definitiv :CSP PKCkuc ==(]1

+=(]1

+ =571831146 , 497704462 , 18) 529524 , 3845 9315305 , 739 ( 05 , 11 165 , 0) ( 05 , 1165 , 06 , 06 , 000108.6 Determinarea temperaturii transformatorului :C t tCa nuc ca mbu ba = = = + + = + + =65 40 10512750412 , 52 571831146 , 4 83878153 , 32 71689144 , 14 0 0 0 0- C tn =105 - temperatura admis pentru clasa A de izolaie a transformatoruluin ulei.- C ta = 40 - valoarea standardizar a temperaturii mediului ambiantC t t Ca n ba = < = 65 35 , 61 u - transformatorul este bine dimensionat.24Bibliografie1. Ion Cioc,Ion Vlad,Gabriel Calot transformatorul electric, construcie,teorie, proiectare, fabricare. Scrisul Romnesc, Craiova 1989.2. Marcu Marius, Uu Ilie, Orban Maria Daniela Maini electrice,ndrumtor de proiectare. Petroani 1998.25Anexe 1Seciune transversal printr-un transformator: 1 cilindru izolat gros de 3mm; 2- nfurareade nalt tensiune; 3pene de consolidare i distanare din pertinax; 4- izolaiede carton grosde 2mm; 5- nfurarea de nalt tensiune; 6- izolaie de egalizare nfurare joas tensiune;7- izolaie de egalizare nfurare joas tensiune ; 8 inel izolant ca distanier26Anexe 2Seciune transversal printr-un transformator: 1 cilindru izolat gros de 4 mm; 2- nfurareade joas tensiune; 3 - izolaie de egalizare nfurare joas tensiune; 4- pene de consolidare idistanare din pertinax; 5- cilindru izolat gros de 2 mm; 6- pene de consolidare i distanaredin carton;7- cilindru izolat moale din straturi de hrtie, gros de 2mm; 8 aib rsfrnt(carton ) gros 2mm; 9- nfurarea de nalt tensiune n dou seciuni (galei); 10- egalizatoriizolanide nalt tensiune; 11- inel cu distanori din carton, 12 distanori; 13- inel izolantpentru egalizare bobin nalt tensiune; 14. inel izolant cu distanori.27Cuprins1. Date iniiale...22. Solicitri electromagnetice....23. Dimensionarea circuitului magnetic......2- 3.1 Dimensiunile geometrice ale coloanei .......3- 3.2 Numrul de trepte...3- 3.3 Numrul canalelor de rcire...3- 3.4 Limile treptei coloanei.....3- 3.5 Grosimea treptelor coloanei....3- Desenul la scara....4- 3.6 Seciunea net de fier a coloanei.5- 3.7 SeciuneajuguluijS sedeterminconsiderndcjugulvaaveacudoua trepte mai puin dect coloana..5- 3.8 nlimea coloanei..5- 3.9 Limea ferestrei T, Lungimea medie a jugului magnetic..................6- 3.10 Verificarea prealabil a pierderilor la funcionarea in gol:...64. Calculul nfurrilor transformatorului....6- 4.1 Tensiunea electromotoare...6- 4.2 Stabilirea numrului de spire..7- 4.3 Recalculareanumruluidespirealnfurriiprimaredincondiiaraportuluidetransformare,impusprindatelenominale(pentruanumodificaraportul de transformare).......7- 4.4 Valorile definitive ale fluxului magnetic si induciilor magnetice.....7- 4.5 Tensiunea electromotoare ntr-o spir....7- 4.6 Curenii nominali ai transformatorului...8- 4.7 Seciunile orientative ale conductoarelor...8- 4.8 Dimensiunile conductoarelor..8- 4.9 Tipul i dimensiunile nfurrilor......8- 4.10 nlimea bobinelor (orientativ)..9- 4.11 Numrul de spire pe un strat...10- 4.12 Tensiunea ntre straturi (la nfurarea de nalta tensiune).11- 4.13 Grosimea nfurrilor....11- 4.14 Limea ferestrei transformatorului....11- 4.15 Prizele de reglaj si reducerea solenaiilor..115. Calculul pierderilor i a curentului de mers n gol..12- 5.1 Rezistenelenfurrilor,pefaza,avndconductoriidecupruiclasa de izolaie A(transformator n ulei)....12- 5.2 Pierderile n nfurri..12- 5.3 Densitile de suprafa ale pierderilor n nfurri....1428- 5.4 Pierderileelectricetotale,saupierderilelafuncionareanscurtcircuit la cureni nominali....15- 5.5 Componenta activ a tensiuni de scurtcircuit ..15- 5.6 Componena reactiv a tensiuni de scurtcircuit ...15-5.7 Tensiunea de scurtcircuit...16- 5.8 Componena activ, a curentului de funcionare n gol ...16- 5.9 Componena reactiv a curentului de funcionare n gol......16- 5.10 Curentul total de funcionare n gol ...166. Caracteristici de funcionare....16- 6.1 Caracteristica de tensiune din secundar....16- 6.2 Valorile externe se ridic n valori relative...17- 6.3 Caracteristicile randamentului q ..17-Grafice (foaie milimetric)....187. Verificarea solicitrilor mecanice...19- 7.1 Curentul de oc.....19- 7.2 Fora radial..19- 7.3 Forainterioar,careacioneazndireciaaxialasuprafiecreinfurri..19- 7.4 Efortul unitar la ntindere n nfurrile exterioare.....19- 7.5 Eforturile unitare la compresie dintre conductoarele nfurrilor...19-7.6 Pentruca la nfurareainterioara sanuaparcovoiere pedistanadintredouapeneconsecutive,trebuiecanumruldepene2sandeplineascurmtoarea condiie.....20- 7.7 Efortul unitar la comprimare....208. Calculul termic....20- 8.1 Cderea de temperatur dintre nfurare i ulei..20- 8.2 Cderea maxim de temperatur ntre miez i ulei...21- 8.3 Dimensiunileinterioarealecuveiisuprafeeledecedarealecldurii.22- 8.4 Cderea de temperatur dintre cuv si aer (calculul definitiv).23- 8.5 Cderea de temperatur ntre ulei i cuv calculul definitiv.23- 8.6 Determinarea temperaturii transformatorului...23Bibliografie24Anexe..25