Calculul Transformatorului Electric

Întroducere

1.1.Rolul transformatorului electric.

Energia electrica este produsa,de regula centralizat,in centreleelectrice si apoi este transportata la distanta si este distribuita consumatorilor.

In diferentele faze ale acestui proces de profucere ,transport,distributie si consum al energiei electrice rezulta tensiuni optime diferite din punct de vedere tehnic si economic.

De regula se folosesc tensiuni medii la generatoare (in centralele electrice),tensiuni inalte pe liniile de transport si mai multe trepte de tensiuni joase pentru distributia energiei electrice la consumatori,dupa puterea si natura consumatorilor.

Din aceste motive este necesar un dispozitiv electromagnetic care sa permita transformarea parametrilor energiei de curent alternativ –tensiunea si curentul-dupa necesitati.Transformarea trebuie sa fie insotita de pierderi de energie cat mai mici ,iar costul dispozitivului trebuie sa fie relativ scazut.

Un asemenea dispozitiv este transformatorul electric.

1.2.Definitii,conventii si marimi nominale

Se numeste transofmator electric dispozitivul electromagnetic static , cu doua sau mai multe infasurari cuplate megnetic, care permite transformarea unor parametri ai energiei de curent alternativ –tensiunea, intensitatea curentului ,numarul de faze-fara a modifica frecventa marimilor alternative.Pentru marirea cuplajului magnetic , infasurarile se dispun pe un miez feromagnetic .

Transformatorul are cel putin doua infasurari :infasurarea primara(1),care primeste enrgia de curent alternativ si infasurarea secundara(2),care cedeaza energia de curent alternativ transformata in studiul transformatorului,toate marimile care se refera la infasurarea primara se numesc marimi primare si poarta indicele 1, iar cele care se refera la infasurarea secundara se numesc marimi secundare si poarta indicele 2.Transormatorul poate fi coborat de tensiune,daca infasurarile transformatorului se mai denumesc si dupa marimea relativa a tensiunii :infasurarea de unalta tensiune (IT)si infasurare de joasa tensiune (JT).Capetele infasurarilor si bornele la care se leaga acestea se marcheaza astfel :inceputurile –cu litere de la inceputul alfabetului (A,B,C sau a,b,c),sfarsiturile-cu litere de la sfarsitul alfabetului (X,Y,Z sau x,y,z),literele mari corespund infasurarilor de inalta tensiune (IT),iar cele mici infasurarilor de joasa tensiune (JT).

In studiul functionari transformatorului sensurile de referinta ale tensiunilor la borne se considere orientate de la bornele de intrare spre cele de iesire (de la A la X etc) , iar sensurile de referinta ale curentilor sunt asociate ale tensiunilor la borne dupa regula de la receptoare in primar (primeste puterea electrica )si dupa regula de la surse in secundar (cedeaza puterea electrica ).

Transformatoarele pot fi destinate transformari valori tensiunii si intensitatii curentului alternativ in procesele de transport si distributir a energiei electrice :in acest caz ele poarta denumirea de transformatoare de putere sau de forta .

1.3.Transformatoarele trifazate

Retelele trifazate prezinta avantaje in domeniul distributiei energiei putandu-se utiliza in unele cazuri doua tensiuni monofazate (de rezerva si de faza) si un sistem trifazat. Tensiunile unei retele trifazate se pot modifica utilizand trei transformatoare monofazate sau un singur transformator trifazat cu un circuit magnetic unic. La tensiunile trifazate sunt simetrice (decalate la 120 de grade ) si reiese ca suma lor este nula. In acest caz un sistem de transformare format din trei transformatoare monofazate se poate echivala cu un transformator trifazat cu miez unic deoarece si fluzurile produse formeaza cu trei monofaze are cinsumuri de materiale mai mici , lucru care explica larga lui utilizare.

Nu este competitiv la puteri mari, unde intervine puterea transformatorului si rezerva din statiile de transformare pentru cazurile de avarii, cand este de preferat transformatorul de constituire al transformatorului deoarece are acelasi principiu de functionare, studiul sau integrat se face la transformatoarele uniform incarcate .

Diametrul coloanei d_c 0.118 m

Înălțimea coloanei h_c 0,5428 m

Lățimea ferestre l_f 0,2478m

Tensiunea infasurarii primare U_1 6

Tensiunea infasurarii secundare U_2 0,4

Schema infășurării primare U_1 triunghi

Schema infășurării secundare U_2 Stea cu fir nul

Fregvența curentului 50

Modul de răcire ulei

PARTEA I. CALCULUL PARAMETRELOR TRANSFORMATORULUI.

Determinarea puterii şi curenţilor transformatorului

1. Se determină aria ferestrei (în m2) a miezului transformatorului, cu expresia:

ST = hclf =0.5428*0.2478=0.13450584 (1.1.)

În care: hc - înălţimea coloanei (ferestrei);

lf - lăţimea ferestrei.

Se calculează aria efectivă (în m2) a ferestrei miezului, ce revine la o înfăşurare, cu expresia :

pentru transformatoarele trifazate cu două înfăşurări pe fază:

SÎnf=KumpST/4=(0.29*0.13450584)/4= 0.0097516734 (1.2.)

În care : Kump - factor de umplere a ferestrei miezului ,care depinde de tensiunile şi puterea transformatorului şi de tipul înfăşurărilor. Întrucât puterea transfor¬matorului nu este cunoscută pentru calculele se poate utiliza următorul factor de umplere (tab. 1), dat în funcţie de diametrul coloanei.

=0.786*0.91*(3.14*0.013924)/4 = 0.007818035