PROIECT - transformatorul trifazat - Facultatea de Electrotehnica referat






TEMA DE PROIECT

-      Transformatorul trifazat –

                                                      Student : Petrescu Lucian

                                       Grupa : 141AC               

                                                         Facultatea de Electrotehnica

Problema :       

I. Se va proiecta un transformator trifazat de putere in ulei, de tip exterior pentru retele de 50Hz caracterizat de datele nominale :

1.     putere nominala, Sn=630 KVA;   

2.     raportul;

3.     schema si grupa de conexiuni : Yy 012;

4.     reglajul tensiunilor ±5%;

5.     tensiunea de scurtcircuit, Uk=6%;

6.     pierderile de scurtcircuit, Pk=9720 W;

7.     pierderile la functionarea in gol, P0=1920 W;

8.     curentul la functionarea in gol, i0=2,4%;

9.     serviciu de functionare, S1;

10. infasurarile se realizeaza din cupru;

11. circuitul magnetic se realizeaza din tabla laminata la rece cu cristale orientate.

II. Proiectul va cuprinde :

1.     Calculul marimilor de baza ;

2.     Determinarea dimensiunilor principale orientative ;

3.     Alegerea si dimensionarea infasurarilor ;

4.     Calculul parametrilor de scurtcircuit ;

5.     Verificarea solicitarilor mecanice;

6.     Verificarea incalzirilor infasurarilor la scurtcircuit;

7.     Calculul parametrilor la functionarea in gol si dimensioarea        circuitului magnetic;

8.     Caracteristicile de functionare;

9.     Calcul termic al transformatorului;

10.Accesoriile transformatorului.

III. Material dat :

1.    Desenul de ansamblu din trei vederi, partial sectionate, la scara si schema electrica corespunzatoare grupei de conexiuni;

2.    Caracteristica de functionare.

                                                                       Il


                                             If              

                                                          Uf                                                   Ul

Fig. 1. Schema conexiunii stea


1. Calculul marimilor de baza

                                                 UnfI = 11,547kV

                                        InfI = 18,18A

                                              UnfJ = 0,303kV

                                           InfJ = 693A

S1=puterea pe coloana

                                                                   S1 = 210kVA


 2.Determinarea dimensiunilor principale orientative


              loj                       loi               


      aoj                     aij                     aii 


                  aj                       aj   


           - infasurarea de joasa tensiune

           - infasurarea de inalta tensiune

-        date de catalog :

aoj = 5 mm

aij = 20 mm

aii = 20 mm

loj = 50 mm

loi = 50 mm

·       diametrul coloanei

β = factor de suplete

β = 2,1

cm

cm

        Bc = inductia in coloana = 1,65T

        km = factorul deumplere =kFe*kg=0,95*0,92=0,874

        kR = factorul Rogovscki = 0,95

ukR = componenta reactiva a tensiunii de sc.

%

cm

Din datele de catalog se alege o valoare standard :    D = 200 mm

·       aria coloanei

 cm2                 AC= 0,0275 m2

Dm = D+2*aoj+aij+(aj+ai) =

               = 20+2*0,5+2+3*1,98 = 28,94 cm

          HB  = inaltimea bobinei

          cm

3. Alegerea si dimensionarea infasurarilor

A. Determinarea numerelor de spire

Uw =π**f*AC*BC =π**50*0,0275*1,65 = 10,08 V

       spire   

Alegem wj = 30 spire

 spire

= numarul de spire de reglaj

 spire

wit = 1143 + 57 = 1200 spire                                                wit = 1200 spire

B.   Sectiunile conductoarelor

J = densitatea medie de curent

 A/m2           J = 3,79 A/m2

mm2

mm2

C. Alegerea tipului de infasurari

·       pe joasa tensiune – infasurare cilindrica

·       pe inalta tensiune – infasurare stratificata

D. Dimensionarea infasurarilor

a) infasurarea de joasa tensiune

- o alegem in doua straturi, cu un canal de racire

                    m=2

 spire /strat

hs = inatimea unei spire

mm

-   grosimea unui strat =  mm

Aleg urmatoarea aranjare a conductoarelor in spira :


                                                              

                                                       b     b’

        b

                                                                                                              

 a                                                                                                            

                                          a

                                          a’

 mm2

 A/m2

- calculam inatimea reala a bobinei :

       HBj = (ws+1)*nC*b’ = (15+1)*3*9,44 = 453,12            HBj = 453 mm

- aleg latimea canalului de racire :   hC = 8 mm 

aj = 2*a’+hC = 2*7,54+8 = 23,08  23 mm                          aj = 23 mm

Dj1 = D+2*a0j = 200+2*5 = 210 mm

Djm = Dj1+aj = 210+23= 233 mm

Dj2 = Djm+aj = 233+23 = 256 mm                                          Dj2 = 256 mm

b) infasurarea de inalta tensiune



Aleg un conductor rotund cu d = 2,5 mm


                              d

 

                              d’

Si =  mm2

- izolat cu hartie

d’= 2,8 mm

A/m2

Presupunem HBi HBj = 453 mm

 spire/strat

straturi

spire/strat

HBi = (ws+1)*d’ = (150 + 1)*2,8= 423                                 HBi = 423 mm

hx = HBj - HBi = 30 mm

    Infasurare de inalta tensiune se divide in doua bobine ;

prima bobina cu 3 straturi catre interior si bobina a doua

cu 5 straturi catre exterior. Bobinele sunt separate

printr-un canal de racire hci = 6 mm.

ai = ns*d’+hci+(ns-2)*iz = 8*2,8+6+5*0,6 31,4 mm        ai = 31 mm

Us = 2*ws*Uw = 2*150*10,1= 3030 V

-din tabel : iz = 5*0,12 = 0,6 mm

Di1 = Dj2+2*aij = 256 + 2*20= 296 mm

Dim = Di1+ai = 296 + 31= 327 mm

Di2 = Dim+ai = 327 + 31 = 358 mm                                       Di2 = 358 mm

4. Calculul parametrilor de scurtcircuit

 

A.   Masele infasurarilor

 =

       = 3*8990*23,3**(3*63)*30*10-8 = 111,9                  Mwj = 111,9 Kg


 =

       = 3*8990*32,7**4,9*1200*10-8  = 162,9                   Mwi = 162,9 Kg

B.   Pierderile de scurtcircuit

a. pierderile de baza din infasurari

          Pwj = km*J*Mmj = 2,4 * 3,662 * 111,9 = 3598 W

          Pwi = km*J*Mmi = 2,4 * 3,712 * 162,9 = 5382 W

b. factorii de majorarea a pierderilor

         

         

         

               = 1+0,095*0,8492*0,714*(22-0,2) = 1,066

         

               = 1+0,044*0,8422*0,254*82 = 1,008

c. pierderile in legaturi

          lY = 7,5 * HB = 7,5 * 45,3= 340 cm

           557 W

         

           15 W

d. pierderi in cuva

          Pcv = 10 * k * Sn = 10*0,015*630 = 95 W

-        din tabel : k = 0,015

e. pierderile totale de scurtcicuit

          Pk = kRJ * PmJ + kRI * PmI + PJ + PI + Pcv =

               = 1,066*3598+1,008*5382 +557+15+95              Pk = 9928 W

-        din problema se da : Pk = 9720 W

                          = 2,14 %

f. densitatea de suprafata a pierderilor

          AwJ = nauj * kp *  * Djm * HBj =

                = 4 * 0,95 *  * 23,3* 45,3 = 1,26 m2

          AwI = nauI * kp *  * Dim * HBI =

                = 4 * 0,9 *  * 32,7 * 42,3 = 1,564 m2

           W/m2

 W/m2

- valorile se incadreaza in limitele impuse de standard

C.   Tensiunea de scurtcircuit

a. componenta activa

%                                                   Uka = 1,57%

b. componenta reactiva

cm

lm = lungimea medie a spirei

          lm = 88 cm

               Ukr = 5,78 %

                                 Uk  = 5,98%    

5. Verificarea solicitarilor mecanice

A. Forte radiale

         

         

         

                =  = 23572 A                   Ikm = 23,5*103 A

           = 606348 N                 Fr = 606 kN

  '

 

¤

 

  ¤

 
                                  HX/2

'

 


                                       =                                  +

                                                                                             ai-aj


                                             HX/2

aj         ai                                              ai              ai                   ai     


          Pentru aceasta asezare r = 4

B. Forte axiale

                      F’a = 26,8 kN

                F’’a = 26,6 kN

l’ = 2*aoj + 2*aj + 2*aij + 2*ai + aii =

   = 2*0,5+2*2,3+2*3,1+2*2 +2 = 17,8cm                 l’ = 18 cm

Faj = F’a – F’’a = 0,2*103 N

Faj = F’a + F’’a = 53,4*103 N

C. Eforturile din infasurari

           

           

6. Verificarea incalzirilor infasurarilor la scurtcicuit

         

- pentru cupru limita admisibila este de 250oC

7. Calculul parametrilor la functionarea in gol si

           dimensionarea circuitului magnetic

A. Determinarea dimensiunilor circuitului magnetic

          Miezul magnetic se realizeaza din tabla laminata la

rece, cu cristale orientate, de tip ARMCO 7X, de 0,35

mm grosime.

          a. sectiunea coloanei

-        cum D = 20 cm  nt = 7 trepte


                                                                        bc2

ac1

 
                                                                            bc1  

          b. . sectiunea jugurilor

- se pot alege diferite combinatii precum :

          ● aceeasi latime a primei trepte: aj1 = aj2 = ac1

          ● aceeasi latime a ultimei trepte: aj6 = aj7 = ac6

         

c. aria neta sectiuni coloanei

      Aci = 0,0273 m2

d. aria neta a jugurilor

      Aj = 0,0303 m2

-  luand valori standard

- alegem ac1 =0,96*D=0,96*200=192 mmac1=195 mm

bc1=22 mm

ntole = ntole = 62 tolebci=21,7 mm

- numarul de tole trebuie sa fie par

Din tabelul standard rezulta

nt

aci

ntole

bci

Aci

aij

Aij

mm

Mm

cm2

Mm

cm2

1

195

62

21,7

42,51

215

46,65

2

175

74

25,9

45,32

195

50,5

3

155

42

14,7

22,58





175

25,72

4

135

30

10,5

14,27

155

16,27

5

120

18

6,3

7,36

135

8,5

6

105

14

4,9

5,74

120

5,88

7

75

20

7

5,55

85

5,95

Aci = aci*bci ; Aij = aij*bci

 mm

ntole suprapuse = 2 * 260 = 520 tole

e. inductiile reale

 T

 T


f. dimensiunile miezului magnetic

H = inaltimea coloanei

H = HB + l0I + l0j = 45,3 + 5 + 5 = 55,3 cm

C = distanta dintre azele coloanelor

C = Di2 + aii = 35,8 + 2 = 37,8 cm

F = largimea ferestrei

F = C – aI = 37,8 – 19,5 = 18,3 cm

g. modul de impachetare a miezului

          Se utilizeaza infasurari sub un unghi de 900 si se

aleg dimensiunile tolelor in afara dimensiunilor miezului

magnetic.

 B. Masa miezului magnetic

a. Masele coloanelor

=2*3*0,95*7650*10-6*[55,3*19,5*2,17+(55,3+21,5-

19,5)*17,5*2,59+(55,3+19,5-17,5)*15,5*1,47+(55,3+

17,5-15,5)*13,5*1,04+(55,3+15,5-13,5)*12*0,63+(55,3+

13,5-12)*10,5*0,49*+(55,3+12-8,5)*7,5*0,7] =

=0,0436*(2340+2597+1350,6+804,5+433,2+292,3+309)

= 0,0436*8126,6 = 354,32                                                   Mc = 354,3 Kg

b. Masele colturilor

=4*3*0,95*7650*10-6*(19,5*2,17*21,5+17,5*2,59*19,5

+15,5*1,47*17,5+13,5*1,04*15,5+12*0,63*13,5+10,5*

0,49*12+7,5*0,7*8,5) =

= 0,08721*(909,8+883,8+398,7+218+102+61,8+45) =

=  0,08721*2619,1 = 228,41                                                Mco = 228,4 Kg


c. Masele jugurilor

= 4*(3-1)*0,95*7650*10-6*[(37,8-19,5)*21,5*2,17+

(37,8-17,5)*19,5*2,59+(37,8-15,5)*17,5*1,47+(37,8-

13,5)*15,5*1,04+(37,8-12)*13,5*0,63+(37,8-10,5)*12*

0,49+(37,8-7,5)*8,5*0,7] =

= 0,058*(853,8+1025,3+573,6+391,7+221+161+180,3)

= 0,058*3406,7 = 198,06                                                     Mj = 198,1 Kg

d. Masa totala a miezului magnetic

Mnr = Mc + Mco + Mj = 354,3 + 228,4 + 198,1 = 780,8        Mnr = 780,8 Kg

C. Calculul pierderilor in fier

Tabla aleasa este de tip ARMCO 6x, groasa de 0,35 mm

-        pentru BC = 1,665 T, avem poc = 1,63;

-        pentru Bj = 1,511 T, avem pj = 1,2;

-        pentru Bmed = 1,588 T, avem poco = 1,44;

P0 = k0Fe*(poc*Mc + pj*Mj + poco*Mco)

     = 1,6*(1,63*354,3 + 1,2*228,4 + 1,44*198,1)                P0 = 1775,8 W

%

D. Curentul la functionarea in gol

-        pentru BC = 1,665 T, avem qoc = 7,9;

-        pentru Bj = 1,511 T, avem qj = 1,8;

-        pentru Bmed = 1,588 T, avem qoco = 3,1;

Q0 = k0Fe*(qoc*Mc + qj*Mj + qoco*Mco) =

     = 1,12*(7,9*354,3 + 1,8*228,4 + 3,1 *198,1)                 Q0 = 4283,1Var

%

%

%

8. Caracteristicile de functionare

                                                                       U1 = Un = ct.

A. Caracteristica randamentului :    f = fn = ct.

                                                                    

 - factorul de incarcare

 

Randamentul este maxim pentru valoarea :

I2

u

U2

1

0.000

0.000

0.000

500.000

0.000

0.250

173.250

0.393

498.038

0.985

0.500

346.500

0.785

496.075

0.987

0.750

519.750

1.178

494.113

0.985

1.000

693.000

1.570

492.150

0.982

1.250

866.250

1.963

490.188

0.979

0.707l

0.000

0.000

0.000

500.000

0.000

0.250

173.250

1.299

493.503

0.979

0.500

346.500

2.599

487.006

0.981

0.750

519.750

3.898

480.509

0.978

1.000

693.000

5.198

474.012

0.974

1.250

866.250

6.497

467.514

0.970

0.707c

0.000



0.000

0.000

500.000

0.000

0.250

173.250

-0.744

503.722

0.979

0.500

346.500

-1.489

507.444

0.981

0.750

519.750

-2.233

511.166

0.978

1.000

693.000

-2.978

514.889

0.974

1.250

866.250

-3.722

518.611

0.970


                                                          

                                                            U1 = Un = ct.

A. Caracteristica externa :    f = fn = ct.

                                                           

= 1*(1,57+5,78)*0,707  u2 = 5,19 %


9. Calculul termic al transformatorului

A.Caderea de temperatura dintre infasurare si ulei

a. infasurarea de joasa tensiune

-la infasurarea de tip cilindric :

b. infasurarea de inalta tensiune

-la infasurarea de tip stratificat :

 

        p = 14,77*10-2

c. caderea de temperatura intre suprafata bobinei si ulei

d. caderea medie de temperatura dintre infasurare si ulei

                

B.Caderea maxima de temperatura intre miez si ulei

                 

-pentru tole laminate la rece izolate cu carbit :

           ;        

         

C. Dimensiunile interioare ale cuvei si suprafetele de

                    cadere a caldurii


Hev


B


a.diminsiunile principale ale cuvei

-pentru o tensiune de 20 kV, avem :

          s = s5 = 45 mm

          s1 = s2 = 100 mm

          s3 = s4 = 90 mm

A = 2C + Di2 + 2s5 = 2*37,8 + 35,8 + 2*4,5 = 120,4 cm

B = Di2 + s1 + s2 + d1 + s3 + s4 + d2 =

   = 37,8 + 10 + 10 + 0,28 + 9 +9 + 0,71 = 76,8 cm

Hcv = H + 2Hj + Hjc + Hjs = 55,3 + 2*19,5 + 40 + 3          Hcv = 137,3cm 

b. caderea de temperatura de la cuva la aer

c. aria supratei verticale a cuvei

Acv = 2*(A + B)Hcv = 2*(120,4 + 76,8)*137,3

       = 5,42*104 cm2 = 5,42 m2

 d. aria supratei de radiatie

Ar = k*Acv = 2*Acv = 2*5,42 = 10,83 m2

e. aria supratei de convectie

   = 62,14 – 12,13 = 50 m2

f. aria elementelor de racire

Aer = Aco – Acv = 50 – 5,42 = 44,6 m2

-alegem radiatoare cu tevi drepte, cu lungimea

L = 140 cm, deci aria de convectie a unui element este :

Aer = 4,2 + 0,4 = 4,6 m2

-deci : 44,6 : 4,6  10 radiatoare

 

                     51


                                                                           30


                                   

                                                                        B+2*30cm


                              A+2*30cm


-aria de convectie este

          Aco = Acv + 10*Aae = 5,42 + 10*4,6 = 51,42 m2

 iar aria de de radiatie este

Ar = 2*(A+60+B+60)*Hcv = 2*(120,4+60+76,8+60)*

       *137,3*10-4 = 2*317,2*137,3*10-4                               Ar = 8,71 m2

 

 

 

D.Definitivarea caderilor de temperatura din

transformator

a. caderea de temperatura de la cuva la aer

         

b. caderea de temperatura de la ulei la cuva

    

c. caderea medie de temperatura de la ulei la aer

d. caderea de temperatura de la bobina la aer

10. Accesoriile transformatorului

A. Conservatorul de ulei

Vu = Vc + Vur – (Vw + Vm)

Vc = A*B*Hcv = 120,4*76,8*137,3 = 1269575 cm2           Vc = 1,269 m2

     = 3*1,2**(0,233*30*189+0,327*1200*4,9)*10-3 =

     = 4,524*(1321,11+1922,76)*10-3 = 20,652 dm3            Vw = 0,0206 m3

Vu = 1,269 + 0,44 – (0,0206 + 0,1123) = 1,576 m3

Vcons = 0,1*Vu = 0,1*1,576 = 0,1576 m3


              Dcons = 0,378 m

-aleg o dispunere pe latime , deci Lconv = A = 140 cm

B. Izolatoarele de trecere

- pentru o tensiune Un de 10kV se aleg izolatori cu doua

palarii de tip exterior sau de tip interior

C.   Comutatorul de reglare a tensiunii

-dimensiunile lui se aleg in functie de Un astfel :


Un

kV

a

b

c

D

l

h

20

-

22

118

60

30

530

135









Copyright © Contact | Trimite referat


Ultimele referate adaugate
Mihai Beniuc
   - Mihai beniuc - „poezii"
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - Mihai eminescu - student la berlin
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Mircea Eliade - Mioara Nazdravana (mioriţa)
Vasile Alecsandri Vasile Alecsandri
   - Chirita in provintie de Vasile Alecsandri -expunerea subiectului
Emil Girlenu Emil Girlenu
   - Dragoste de viata de Jack London
Ion Luca Caragiale Ion Luca Caragiale
   - Triumful talentului… (reproducere) de Ion Luca Caragiale
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Fantasticul in proza lui Mircea Eliade - La tiganci
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - „Personalitate creatoare” si „figura a spiritului creator” eminescian
George Calinescu George Calinescu
   - Enigma Otiliei de George Calinescu - geneza, subiectul si tema romanului
Liviu Rebreanu Liviu Rebreanu
   - Arta literara in romanul Ion, - Liviu Rebreanu

















Cauta referat
Scriitori romani