Proiectarea Transformatorului Electric

Proiectarea unui transformator trifazat în ulei cu înfăşurări din aluminiu şi cu circuit magnetic realizat din tablă laminată la rece cu cristale orientate (cifra de pierderi p10/50=0,45W/kg)

DATE DE PROIECTARE

Puterea aparentă nominală:

SN=250 kVA

Tensiunea nominală în primar:

U1N=20 kV

Tensiunea nominală în secundar:

U2N=0,4 kV

Numărul de faze:

m=3

Frecvenţa nominală:

f=50Hz

Conexiunea:

Dyn -5

Tensiunea de scurtcircuit:

uk=6%

Tensiunea de reglaj:

∆U=±5%

Pierderile la mers în gol:

P0=0,650kW

Pierderile la scurtcircuit:

Pk=3,250 kW

Curentul de mers în gol:

i0=2,1%

INTRODUCERE

Transformatorul este un aparat static electromagnetic de curent alternativ care modifică parametri energiei electromagnetice (tensiunea, curentul, mai rar frecvenţa).

Părţile principale ale transformatorului sunt circuitul magnetic, construit din oţel electrotehnic (oţel aliat cu până la 5% siliciu) şi două sau mai multe înfăşurări de cupru sau aluminiu cuplate electromagnetic (la autotransformator cuplajul dintre înfăşurări este şi galvanic). Înfăşurarea primară este receptoare de energie, iar înfăşurarea secundară este sursă. Dacă înfăşurarea secundară are o tensiune mai mică decât cea primară transformatorul este coborâtor de tensiune, altfel ridicător.

Funcţionarea transformatorului are la bază fenomenul de inducţie electromagnetică. Pentru realizarea unui cuplaj magnetic cât mai strâns, înfăşurările sunt aşezate pe un miez feromagnetic. La frecvenţe mai mari de 10kHz transformatorul se realizează fără miez feromagnetic.

După destinaţie transformatoarele se clasifică în:

Transformatoare de putere (transformatoare de forţă- TRAFO) utilizate la transportul şi distribuţia energiei electrice (transformatoare ridicătoare de tensiune în centrale, tranformatoare coborâtoare în staţii şi posturi de transformare).

Transformatoare de putere speciale: transformatoare pentru alimentarea instalaţiilor electrotermice şi cuptoarelor metalurgice (transformatoare pentru cuptoare cu arc electric, pentru cuptoare de inducţie, pentru sudare cu arc şi prin rezistenţă); transformatoare pentru redresoare şi invertoare; transformatoare pentru alimentarea instalaţiilor de automatizare şi electronice; tansformatoare de separare, de protecţie.

Transformatoare reglabile pentru modificarea tensiunii.

Autotransformatoare pentru modificarea tensiunii în limite relativ restânse: autotransformatoare pentru interconectarea liniilor de înaltă tensiune de tensiuni nominale diferite (de ex. 110 kV şi 220 kV); autotransformatoare de pornire pentru motoarele asincrone şi sincrone.

Transformatoare de măsură de curent şi de tensiune utilizate în instalaţiile electice la măsurarea curenţilor şi tensiunilor de valori mari.

Transformatoare de înaltă tensiune pentru încercarea izolaţiei.

Transformatoarele de puteri mici (SN<1 kVA) au, de regulă, răcire naturală în aer şi se numesc transformatoare uscate.Cele de puteri mari au răcire în ulei.

Principalele părţi componente ale unui transformator sunt: miezul feromagnetic şi înfăşurările. În afară de acestea, în construcţia unui transformator mai intră următoarele elemente:

Carcasa - la transformatoarele uscate, cuva - la transformatoarele în ulei cu rol de protecţie. Uleiul serveşte atât ca izolant electric, având rigiditatea dielectrică mai mare decât a aerului, cât şi ca mediu de răcire.

Schela - cuprinde piesele cu ajutorul cărora se consolidează miezul şi înfăşurările.