Transformatoare de putere

INTRODUCERE

Din teoria mașinilor electrice se cunoaște că transformatorul este elementul de bază al rețelelor electrice.

Transformatorul este un dispozitiv electromagnetic cu două sau mai multe înfășurări cuplate magnetic, care prin fenomenul de inducție, transformă parametrii energiei electrice în curent alternativ (frecvența rămâne aceeași). Transformatorul are două funcții:

- de transportare a energiei electrice

- de distribuție a energiei electrice.

Domeniul de aplicație a transformatorului electric este extrem de vast și construcția este foarte variată. Un rol deosebit îl au transformatoarele în energetică, deoarece permite să se transforme parametrii energiei electrice din primar (tensiune, curent), obținându-se în secundar parametrii necesari receptorului. Transformatorul în energetică îndeplinește două funcții de bază: transformă energia electrică și o repartizează între consumatori prin intermediul liniilor electrice. Astfel de transformatoare se numesc de putere și se instalează la stațiile electrice pentru ridicarea sau coborârea tensiunii.

Procesul de elaborare și proiectare a transformatorului electric reprezintă rezolvarea în complex a mai multor sarcini tehnice, economice, probleme ce țin de fiabilitate, exploatare etc.

În sistemul electroenergetic național sunt utilizate transformatoare cu un diapazon variat de puteri. Transformatoarele cu puterea de până la 4 kVA monofazate și până la 5 kVA trifazate sunt considerate transformatoare de distribuție, iar transformatoarele cu puterea de peste 5 kVA monofazate și peste 6,3 kVA trifazate se consideră transformatoare de putere.

Transformatoarele pentru instalațiile de utilizare a energiei electrice sunt de o mare diversitate constructivă, în funcție de rolul concret pe care trebuie să-l îndeplinească. Astfel se construiesc: transformatoare pentru sudură, trnasformatoare pentru acționări electrice, transformatoare pentru protecția muncii, transformatoare pentru cuptoare electrice, transformatoare de măsură, transformatoare pentru redresare, transformatoare pentru circuite electronice (care la rândul său pot fi foarte diverse în funcție de construcție, destinație, frecvența tensiunii de alimentare, performanțele impuse), etc.

După modul de răcire transformatoarele se clasifică în:

- transformatoare cu răcire cu lichid (de obicei cu ulei de transformator),

- transformatoare cu răcire cu gaz (de obicei cu aer):

- naturală;

- forțată.

Din punct de vedere al utilizării transformatoarele se clasifică în:

- transformatoare de putere;

- transforamtoare de construcție specială;

După numărul de înfășurări transformatoarele se clasifică în:

- transformator cu două înfășurări;

- transformatoare cu mai multe înfășurări.

Regimul nominal de funcționare al transformatorului esteregimul pentru care a fost proiectat și construit transformatorul și este definit prin ansamblul valorilor mărimilor electrice sau de altă natură înscrise pe plăcuța trnasformatorului. Funcționarea în regim nominal este fixată de următoarele mărimi: putere, tensiune primară și secundară, curenți, tensiune de scurtcircuit, raport de trnasformare, frecvență.

SARCINA

pentru proiectul de curs la mașini electrice

Tema: „Transformatoare de putere”

1. Puterea nominală Sn = 63 kVA

2. Tensiunea nominală de linie a înfășurării

- de joasă tensiune U1n = 0,4 kV

- de înaltă tensiune U2n = 6 kV

3. Numărul de faze m = 3

4. Frecvența nominală f = 50 Hz

5. Schema și grupul de conexiune Y/ Y0 - 0

6. Procedeul de răcire aer

7. Regimul de lucru continuu

8. Materialul înfășurării cupru

9. Metoda de instalare extern

10. Pierderile nominale la scurtcircuit Psc = 1280 W

11. Tensiunea nominală la scurtcircuit Usc = 4,0 %

12. Pierderile la mers în gol P0 = 300 W

13. Curentul de mers în gol i0 = 4,5 %

1. CALCULUL MĂRIMILOR ELECTRICE DE BAZĂ ȘI DISTANȚELE IZOLANTE

1.1. Calculul se efectuează pentru transformatorul trifazat cu înfășurare concentrică.

1.1.1. Puterea unei faze a transformatorului (vezi formula 3.1 pag.97), kVA

,

unde: S = 63 kVA - puterea aparentă nominală a transformatorului;

m = 3 - numărul de faze.

1.1.2. Puterea aparentă pe o coloană (vezi formula 3.2 pag.97), kVA

,

unde: c = 3 - numărul de coloane.

1.1.3. Curentul nominal de linie a înfășurării pe o coloană a transformatorului trifazat (vezi formula 3.3 pag. 97), A

J.T. ,

Î.T. .