Proiectarea și întreținerea unui transformator electric trifazat

Capitolul 1. INTRODUCERE

La sfârşitul anilor 1800 a apărut prima alimentare publică cu energie electrică . Energia electrică avea diferite tensiuni, fiind distribuită sub formă de curent continuu (c.c.) sau curent alternativ (c.a.).

În cazul curentului alternativ nu exista un standard pentru frecvenţa la care aceasta îşi schimbă sensul.

Pe măsură ce utilizarea energiei electrice creştea, a devenit evident că ar exista avantaje de pe urma standardizării tensiunilor electrice.

In prezent, Energia Electrică este distribuită sub formă de curent alternativ deoarece tensiunea acestuia poate fi schimbată uşor cu un transformator – un dispozitiv simplu, fiabil şi eficient.

In forma sa elementară, un transformator electric constă din 2 bobine separate înfăşurate în jurul aceluiaşi miez de fier. Când se aplică o tensiune alternativă la una dintre bobine, numită bobină primară, aceasta creează un câmp magnetic variabil în miez. Aceasta induce o tensiune alternativă în cealaltă bobină, numită secundară. Tensiunea din bobina secundară depinde de raportul dintre numărul de spire din bobina secundară şi cea primară. Dacă, de exemplu, în bobina secundară sunt jumătate spire câte sunt în bobina primară, atunci tensiunea secundară va fi jumătate din tensiunea primară.

Transformatorul electric este un aparat static a cărui funcţionare se bazează pe legea inducţiei electromagnetice, destinat să transforme un sistem de curenţi alternativi, care circulă în una din înfăşurările sale, în unul sau mai multe alte sisteme de curenţi aternativi, de aceeaşi frecvenţă, cu intensitatea şi tensiunea, în general diferite şi care circulă în alte înfăşurări.

TR transformă energia electromagnetică primară de parametrii (u1, i1) într-o energie electromagnetică secundară de parametrii (u2, i2), frecvenţa rămane constantă (f1=f2=ct.)

Transformatoare coborâtoare de tensiune - reduce tensiunea electrică la un nivel scăzut, pentru consumul menajer;

Transformatoare ridicătoare de tensiune - tensiunea secundară este mai mare decât tensiunea primară – creste tensiunea electrică .

Capitolul 2. ASPECTE GENERALE PRIVIND TRANSFORMATORELE

Transformatorul electric este un subsistem intrinsec sistemului energetic.

O funcţionare defectuoasă a sa, datorită interconexiunilor din reţea, atrage o funcţionare defectuoasă a întregului sistem energetic. Iată motivul pentru care, în condiţiile actualei crize energetice, este imperios necesară optimizarea consumurilor energetice atât la distribuitorul de energie cât şi la fiecare beneficiar în parte al acestei energii.

Urmărirea continuă a funcţionalităţii acestor echipamente este posibilă numai prin cunoaşterea parametrilor ce determină o anumită stare.

Luarea deciziilor în timp util presupune o monitorizare continuă a stărilor, deci, în ultimă instanţă, a parametrilor ce caracterizează funcţionarea echipamentelor la un moment dat.

În cazul transformatorului electric este necesară cunoaşterea parametrilor schemei echivalente.

În funcţie de utilizarea lor, putem avea:

- transformatoare de putere – folosite în transportul şi distribuţia energiei;

- transformatoare speciale de putere - folosite pentru alimentarea cuptoarelor metalurgice, a redresoarelor, etc.

- transformatoare pentru reglarea tensiunii în retelele electrice;

- autotransformatoare;

- transformatoare de măsură;

- transformatoare pentru încercări de izolaţie de înaltă tensiune;

- transformatoare cu trei înfăşurări, utilizate la interconexiunea a trei linii electrice de transport, cu tensiuni diferite;

- transformatoare în execuţie antigrizutoasă şi antiexplozivă.

- transformatoare de pornire

În funcţie de parametrul a cărei valoare o reduc există:

transformatoare de current (TC) - înfăşurarea primară se conectează în serie cu circuitul primar, iar înfăşurarea secundară alimentează aparate de măsură, relee de protecţie, etc.;

transformatoare de tensiune (TT) - înfăşurarea primară se conectează în paralel cu circuitul primar, iar înfăşurarea secundară alimentează aparate de măsură, relee de tensiune, etc.

După numărul de faze putem avea transformatoare:

- monofazate,

- trifazate

- speciale (ex: tri-hexafazate).

După numărul de înfăşurări secundare există:

cu o singură înfăşurare secundară;

cu două sau mai multe înfăşurări secundare.

După felul instalaţiei pentru care sunt destinate există:

transformator de tip interior (I);

transformator de tip exterior (E);

transformator pentru instalaţii complexe (se montează în transformatoare de putere şi întrerupere).