CUPRINS

Pag.

Cap.1 Tema proiectului . 2

Cap.2 Mersul de calcul .. 3

2.1 - Schema de conexiune 3

2.2 - Calculul dimensiunilor principale .. 3

2.2.1 - Dimensionarea radiala a infasurarilor (orientativ) .. 4

2.2.2 - Dimensiunea axiala a infasurarii .. 5

2.2.3 - Sectiunea conductoarelor infasurarilor . 5

2.2.4 - Numarul de spire al infasurarilor .    6

2.2.5 - Dimensionarea infasurarii de inalta tensiune . 7

2.2.6 - Dimensionarea infasurarii de joasa tensiune . 8

2.2.7 - Distanta dintre axele coloanelor .. 9

2.3 - Pierderile in infasurari . 9 2.4 - Tensiunea de scurtcircuit . 11

2.5 - Dimensiunile circuitului magnetic 12

2.6 - Pierderi in otel . 13

2.7 - Curentul de functionare in gol 14

2.8 - Randamentul . 14

2.9 - Variatia tensiunii . 15

Cap.3 Reprezentarea grafica a variatiei tensiunii .. 15

Cap.4 Determinarea sectiunii geometrice a coloanei .. 16

Foaie de calcul .. 17

CAPITOLUL 1

TEMA PROIECTULUI

Sa se calculeze un transformator de putere avand urmatoarele date de proiectare:

- puterea aparenta S_N = 400 kVA

- tipul constructiv: cu coloana

- numarul de faze m = 3

- valoarea nominala a tensiunii de linie U_nl1/U_nl2 = 20/6 kV

- frecventa f = 50 Hz

- tensiunea de (circuit) scurtcircuit U_k = 4,4 %

- randamentul h pentru cosj = 1

- schema si grupa de conexiuni Y_z - 7

CAPITOLUL 2

MERSUL DE CALCUL

Schema de conexiune

Y_z - 7

Unghiul de defazaj dintre tensiunea de linie din primar si tensiunea de linie din secundar:

a

Calculul dimensiunilor principale

Asezarea infasurarilor si dimensiunile principale sunt indicate in figura urmatoare:

Diametrul coloanei se adopta din Anexa 1, unde este reprezentata curba

D = f(S_N) pe baza tipurilor constructive realizate cu infasurari din cupru.

D = 189 mm

D = 0,189 m

Din Anexa 2 se ia inaltimea segmentului de presare f si numarul minim de trepte ale sectiunii miezului:

f = 12 mm

Nr. de trepte = 6

Cu ajutorul desenului alaturat se calculeaza aria geometrica a sectiunii:

S₀ = 31719,1 mm²

Aria sectiunii transversale a coloanei:

S_Fe = k_i S₀

k_i = coeficient de umplere al miezului prin care se tine seama de prezenta izolatiei dintre tole.

Pentru izolatia cu lac k_i = 0,9 pentru tole de 0,35 mm:

S_Fe = 0,9 31719,1 = 28547,19 mm²

Conform Anexei 2, inductia magnetica in coloana este:

B = 1,455 T

Amplitudinea fluxului magnetic:

f = B S_Fe

f 10^-6 Wb

f = 0,041536161 Wb

Tensiunea electromotoare pe spira:

u_ew = 3,14 0,041536161 = 9,1948602 V/spira

Dimensionarea radiala a infasurarilor

Orientativ, dupa tabela din anexa 3, latimea radiala este:

b₁+ b₂ = 40+20 = 60 mm

Dimensiunea axiala a infasurarii

Solenatia (orientativ):

Din anexa 4: A = 340 Asp/cm²

Inaltimea infasurarii:

Sectiunea conductoarelor infasurarilor

Conform anexei 2:

J I[3 - 3,5] A/mm²;

J₁ = 3 A/mm²; J₂ = 3,25 A/mm²

Sectiunea conductorului infasurarii de inalta tensiune:

Din STAS 2873 - 68 rezulta:

s_Cu1 = 3,89 mm²

Sectiunea conductorului infasurarii de joasa tensiune:

Conform STAS 2873 - 68 rezulta:

s_Cu2 = 11,8 mm²

Se recalculeaza J₁ si J₂ tinand cont de valorile alese pentru s_Cu1 si s_Cu2.

se incadreaza in intervalul (3 - 3,5) A/mm².

Numarul de spire al infasurarilor

Numarul de spire al infasurarii de inalta tensiune:

Numarul de spire al infasurarii de joasa tensiune:

Se aleg:

w₁ = 1258 spire

w₂ = 378 spire si rezulta u_ew = 9,182 V.

Se recalculeaza:

Dimensionarea infasurarii de inalta tensiune

Am ales h_b = 427 mm.

Numarul spirelor pe strat:

Din anexa 6 se ia grosimea izolatiei de hartie a conductoarelor de sectiune dreptunghiulara:

z₁ = 1 mm

Se pune numarul de benzi necesar pentru a realiza grosimea dorita.

Numarul de straturi:

Tensiunea nominala de lucru intre doua straturi:

Conform anexei 9 se ia grosimea izolatiei dintre straturi:

Latimea infasurarii de inalta tensiune:

Dimensiunile minime ale canalelorde racire conform anexei 10 sunt:

- pentru canale verticale:

- intre infasurari 0,7cm;

- intre infasurare si cilindrul izolant 0,6 cm;

intre infasurare si coloana 0,7 cm.

Din anexa 11:

- tensiunea maxima de lucru (de linie): 23 KV;

- tensiunea de incercare: 50 KV.

Dimensiunile impuse de conditiile de izolatie sunt date in anexa 12:

IT fata de jug: S_im = S_jm = 30 mm;

g_ip = 0 .

Intre IT si JT: d_ji = 8 mm;

g_ji = 3 mm.

Intre IT si W: d_ii = 15 mm;

g_ii = 2 mm;

s_ic = 16 mm.

Pentru reglarea tensiunii se foloseste schema:

Dimensionarea infasurarii de joasa tensiune

Numarul spirelor pe strat:

Din anexa 6 se ia grosimea izolatiei de hartie a conductoarelor de sectiune dreptunghiulara: z₂ = 1 mm.

Numarul de straturi:

Tensiunea nominala de lucru intre doua straturi:

Latimea infasurarii de joasa tensiune:

Din anexa 11:

- tensiunea maxima de lucru (de linie) 1KV;

- tensiunea de incercare < 5 KV.

Dimensiunile impuse de conditiile de izolatie sunt date in anexa 12.

JT fata de miez: g_mj = 2,5 mm;

d_cj = 6 mm;

d_mj = 12 mm;

S_cj = 18 mm.

Distanta dintre axele coloanelor

Pierderile in infasurari

a). pierderile in infasurarea de joasa tensiune

D₂ = D + 2d_mj + b₂ - diametrul mediu al spirei

D₂ = 189 + 2 12 + 24,6 = 237,6 mm

Lungimea medie a spirei:

l_w2 = p D₂ = 3,14 237,6 = 746,064 mm

Masa infasurarii de joasa tensiune:

Pierderile principale in infasurarea de joasa tensiune:

b). Pierderile in infasurarea de inalta tensiune

Diametrul mediu al spirei:

Lungimea medie a spirei:

Masa infasurarii de inalta tensiune:

Pierderile principale in infasurarea de inalta tensiune:

Pierderile totale in cupru sunt: