Transformatorul Electric

PROIECTAREA TRANSFORMATORULUI

DE PUTERE

Transformatoarele de putere reprezinta unul din cele mai principale elemente ale reţelei electrice, deoarece transportarea energiei electrice de la producator la consumator la distante mari necesita cinci, sase trepte de transformare. Necesitatea distributiei energiei electrice pe diverse sisteme radiale spre un numar mare de consumatori de putere mica conduce la majorarea numarului de transformatoare fata de numărul de generatoare. Din acesta cauza puterea sumara a transformatoarelor din treapta ce urmeaza este mai mare fata de cea precedenta, ceea ce duce la usurarea manevrarii cu puterea livrata consumatorului. Cele mai raspandite transformatoare sunt cele cu racire cu ulei şi cele cu aer.

Proiectarea transformatoarelor este orientata spre reducerea la minim a pierderilor de mers in gol, ce nu depind de sarcina, şi pierderilor in scurtcircuit, dependente de sarcina in mod direct. Ca rezultat reducerea acestor marimi la minim duce la sporirea randamentului sistemului energetic national si mondial.

Regimul nominal al transformatorului: este regimul definit de ansamblul valorilor marimilor inscrise pe placuta indicatoare a transformatorului si care caracterizeaza functionarea in conditii prescrise (regimul de sarcina pentru care a fost proiectat).

Datele nominale ale unui transformator sunt:

- puterea nominala-SN (VA)- reprezinta puterea aparenta la bornele circuitului secundar;

- tensiunea nominala primara-U1N(V)-reprezinta tensiunea aplicata infasurarii primare in regim nominal;

- tensiunea nominala secundara-U2N(V)-este tensiunea rezultată la bornele secundare, la mersul in gol, primarul fiind alimentat cu tensiunea U1N ;

- raportul nominal de transformare-k- este raportul intre tensiunea primara si cea secundara la mersul în gol;

- curentul nominal (primar si secundar)- curentul de linie I1N,I2N(A);

- tensiunea nominala de scurtcircuit-usc-tensiunea aplicata unei infasurari cand cealalta este legata in scurtcircuit, iar in infasurarea alimentata curentul are valoare nominala;

- frecvenţa nominala- 50Hz în Europa, 60 în America de Nord;

- randamentul-η;

- schema si grupa de conexiuni.

Infasurarile constituie una din partile cele mai importante ale unui transformator , reprezentand, de fapt, un ansamblu de spire sau bobine care formeaza un circuit electric corespunzand uneia din tensiumle transformatorului. Pentru un transformator polifazat, infasurarea este ansamblul infasurarilor de faza, prin infasurare de faza intelegandu-se faza unei infasurari polifazate.

Tema de proiectare

Date nominale :

Numărul de faze : m = 3

Puterea aparenta : Sn = 400 kVA

Tensiunea primar : U1 = 20 kV

Tensiunea secundar : U2 = 0,4 kV

Frecventa: f = 50 Hz

Conexiunea : Dy-3

Prize de reglare pentru : u = ± 5 %

Tensiunea de scurtcircuit : Usc =4 %

Pierderile în fier : P0 = 1200 W

Curentul de mers în gol : I0 = 1,6 %

Puterea de scurtcircuit : Psc = 6200 W

Condiţii de exploatare:

tipul constructiv : cuva cu ţevi sau radiatoare

sistemul de răcire : natural, cu ulei în circuit închis; NL

clasa de izolaţie : A

serviciul de funcţionare : S1

mediul climatic : normal

Restricţii:

materialul conductoarelor : CuEm

materialul miezului tabla silicioasa: laminata la rece

grosimea : gt = 0,35 mm

materiale izolante :

pentru conductoare : email sau hârtie

pentru bobinaj : carton presat, prespan

1.Calcule preliminare

A.Calculul circuitului magnetic

- sectiunea coloanei

Unde S1=SN/3

- diametrul coloanei

unde :

km=kFe•kg=0,95•0,92=0.875

kg- din tabel.

Tot din tabel rezulta un numar de 6 trepte.

ntr= 6

Strangerea miezului coloanei se va face prin lipire cu lac.

Stabilim DC=20 cm¬

Si latimea treptelor :

a1≈ 0,96 •20=19,2 mm, rotunjit→a1=19,5 mm

a2≈ 0,885•20=17,7 mm, rotunjit→a2=17,5 mm

a3≈ 0,775•20=15,5 mm, rotunjit→a3=15,5 mm

a4≈ 0,631•20=12,62 mm, rotunjit→a4=13,5mm

a5≈ 0,465•20=9,3 mm, rotunjit→a5=9,5 mm

a6≈ 0,27 •20=5,4 mm, rotunjit→a6=5,5 mm