Cuprins
- INTRODUCERE
- Generalități privind transformatoarele electrice . 5
- Tema de proiectare .. 17
- CAPITOLUL 1
- Determinarea dimensiunilor principale 18
- 1.1. Generalități . 18
- 1.2. Mărimile electrice de bază . 19
- 1.3. Calculul diametrului coloanei 21
- 1.4. Calculul diametrului mediu al canalului
- de scăpări și a înălțimii bobinei . 25
- CAPITOLUL 2
- Dimensionarea înfășurărilor și stabilirea schemei de izolație . 26
- 2.1. Generalități . 26
- 2.2. Calculul înfășurării de joasă tensiune . 28
- 2.3. Alegerea conductorului și a izolației
- pentru înfășurarea de joasă tensiune .. 30
- 2.4. Calculul înfășurării de înaltă tensiune 34
- 2.5. Prizele de reglaj și reducerea amperspirelor .. 36
- 2.6. Calculul numărului de spire pe strat pentru înfășurarea
- de înaltă tensiune; înălțimea înfășurării de înaltă tensiune 36
- CAPITOLUL 3
- Calculul pierderilor nominale în înfășurări
- și a tensiunii de scurtcircuit 39
- 3.1. Determinarea pierderilor de scurtcircuit . 39
- 3.2. Pierderile de bază în înfășurări ... 39
- 3.3. Pierderile în legături ... 42
- 3.4. Pierderile în cuvă 43
- 3.5. Determinarea tensiunii de scurtcircuit 44
- CAPITOLUL 4
- Definitivarea circuitului magnetic, calculul pierderilor
- la funcționarea în gol și a curentului la funcționarea în gol 49
- 4.1. Generalități . 49
- 4.2. Definitivarea dimensiunilor coloanei . 50
- 4.3. Definitivarea dimensiunilor jugurilor . 53
- 4.4. Determinarea inducțiilor reale în coloane
- și în jug și a înălțimii coloanei ... 55
- 4.5. Asamblarea și montarea miezurilor 55
- 4.6. Masa miezului magnetic . 56
- 4.7. Determinarea pierderilor la funcționarea în gol . 58
- 4.8. Puterea reactivă necesară magnetizării miezului ... 59
- 4.9. Curentul la funcționarea în gol ... 60
- CAPITOLUL 5
- Predeterminarea caracteristicilor de funcționare
- și a caracteristicii randamentului .. 61
- 5.1. Caracteristicile externe ... 61
- 5.2. Caracteristica randamentului . 64
- CAPITOLUL 6
- Calculul forțelor electrodinamice la scurtcircuit
- și calculul mecanic al înfășurărilor 66
- 6.1. Verificarea solicitărilor mecanice din înfășurări 66
- 6.2. Determinarea eforturilor din înfășurări .. 69
- 6.3. Încălzirile înfășurărilor în timpul scurtcircuitului .. 71
- CAPITOLUL 7
- Calculul termic al transformatorului și dimensionarea cuvei 73
- 7.1. Calculul termic al înfășurărilor. Generalități .. 73
- 7.2. Înfășurarea de joasă tensiune .. 74
- 7.3. Înfășurarea de înaltă tensiune . 75
- 7.4. Căderea de temperatură în izolația conductorului .. 77
- 7.5. Calculul termic al miezului 78
- 7.6. Dimensionarea cuvei și a sistemului de răcire ... 81
- 7.7. Determinarea căderilor de temperatură între peretele cuvei și aer . 83
- 7.8. Supratemperatura straturilor superioare de ulei față de aer 86
- CAPITOLUL 8
- Accesoriile transformatorului 87
- 8.1. Factorii externi ... 87
- 8.2. Conservatorul de ulei .. 87
- 8.3. Izolatoarele de trecere 89
- 8.4. Comutatorul de reglare a tensiunii . 91
- 8.5. Filtre de aer . 93
- 8.6. Alte accesorii .. 93
- CAPITOLUL 9
- Concluzii ... 94
- Bibliografie ... 98
Extras din proiect
INTRODUCERE
Generalități privind transformatoarele electrice
Transformatoarele electrice și mașinile electrice reprezintă elemente
componente fundamentale ale sistemului electro-energetic. În sistemele electroenergetice,
producerea energiei electrice are loc, în principal (peste 90%), în sisteme
fizice dinamice denumite generatoare electrice și constă în transformarea energiei
mecanice în energie electrică printr-un așa-numit procedeu electromagnetic. Doar
o mică parte a energiei electrice utilizate se produce în zilele noastre prin procedee
de conversie electrochimică, voltaică ș.a. (în general prin așa-zisele procedee
neconvenționale).
Deși în prezent, în mod uzual, forma electromagnetică a energiei nu este
direct deductibilă dintr-o formă primară de energie, peste 60% din energia totală
consumată în zilele noastre în lume în scopuri productive și sociale (inclusiv
consumuri casnice) este sub formă de energie electrică.
Mai mult de jumătate din energia electrică produsă este convertită în energie
mecanică cu ajutorul motoarelor electrice, care se utilizează pentru antrenarea
diverselor mecanisme și utilaje. Cu toate că în lanțul conversiei apar două mașini
electrice - un generator și un motor - randamentul ridicat al acestora asigură o
eficiență sporită a utilizării energiei.
Transportul fără pierderi mari la distanță și distribuția energiei
electrice în curent alternativ cu alți parametri (tensiune, curent) decât cei
uzuali ai generatoarelor electrice sunt posibile prin intermediul
transformatoarelor electrice. Într-un sistem energetic, puterea totală însumată a
transformatoarelor coborâtoare și, respectiv, ridicătoare de tensiune este de
aproape trei ori puterea produsă de generatoarele electrice din sistem.
Odată cu creșterea necesarului de energie electrică, a crescut și puterea
unităților de generatoare electrice și de transformatoare. Acest fapt este pozitiv,
deoarece la puteri mai mari, randamentele sunt mai bune, iar consumul specific
de materiale este mai redus.
Materialele folosite în construcția transformatoarelor și mașinilor electrice
pot fi integrate în trei categorii: materiale active (magnetoconductoare și
electroconductoare), materiale pentru izolat și materiale constructive.
Materiale active (magneto și electroconductoare) sunt destinate pentru a
crea condițiile necesare desfășurării în bune condiții a proceselor electromagnetice.
Materialele pentru izolat sunt destinate pentru a izola elementele
electroconductoare atât între ele, cât și față de celelalte părți ale mașinii.
Materiale constructive asigură rigiditatea mecanică a transformatoarelor
sau a mașinilor electrice.
Materiale active magnetoconductoare sunt utilizate la fabricarea
circuitelor (miezurilor) magnetice ale transformatoarelor și mașinilor electrice.
Aceste materiale sunt caracterizate de pierderile specifice și de caracteristica de
magnetizare.
Materialele feromagnetice se utilizează după nevoie, fie sub formă de tole,
obținute prin ștanțarea sau tăierea tablelor laminate la cald sau la rece (pentru
transformatoare și pentru porțiuni ale unor mașini străbătute de fluxuri alternative
variabile), fie sub forma unui miez masiv (pentru porțiuni ale unor mașini străbătute
de fluxuri constante).
În materialele feromagnetice situate în câmpuri magnetice alternative, se
produc pierderi prin curenți turbionari și datorită fenomenului de histerezis.
Pierderile depind de frecvența curentului, de valoarea inducției magnetice, de
grosimea tablei și de proprietățile structurale ale materialului.
Pierderile principale specifice în unitatea de masă a miezului magnetic sunt:
p p p f B2 f 2 B2 Fe H F H F - -
unde factorii - H și - F sunt constante de material și se determină experimental pentru
fiecare sort de material, f este frecvența de magnetizare, iar B inducția medie din
porțiunea de miez considerată. Dacă inducția nu variază în timp prin miez, nu se
produc pierderi în fier.
Caracteristica de magnetizare a materialului B = f(H) este importantă pentru
a determina solenația de magnetizare necesară producerii câmpului magnetic în
miez, respectiv pentru calculul energiei de magnetizare a miezului.
La materialele feromagnetice situate în câmp magnetic continuu, prezintă
importanță numai caracteristicile de magnetizare B = f(H).
Tablele laminate la cald, care au un conținut de Si de 3 4%, au grosimi de
0,35 și 0,5 mm și pierderi specifice între 1,2 și 3,3 W/kg la 1T și 50 Hz.
Tablele laminate la rece cu cristale orientate, cu un conținut de siliciu de
2,5 3,5%, au, în general, grosimi sub 0,35 mm pentru frecvențe cuprinse între
5060 Hz și pierderi specifice la 1T de 0,40,9 W/kg, pierderile histerezis fiind
foarte mici în comparație cu cele prin curenți turbionari. La tablele laminate la rece,
pentru mașinile electrice (cu cristale neorientate), pierderile specifice sunt mai mari,
dar au o caracteristică de magnetizare bună.
Bibliografie
1. Bâlă, C. - Mașini electrice, Editura Didactică și Pedagogică, București,
1982.
2. Bichir, Năstase - Transformatorul electric. Îndrumar, Universitatea
Politehnică București, 1994.
3. Cioc, I.; Nica, C. - Proiectarea mașinilor electrice, Editura Didactică și
Pedagogică, București, 1994.
4. Cioc, I.; Vlad, I.; Calotă, G. - Transformatorul electric, Editura Scrisul
Românesc, Craiova, 1989.
5. Hortopan, Gh. - Aparate electrice, Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1980.
6. Nicolaide, A. - Mașini electrice. Teorie și proiectare, Editura Sc risul
Românesc, Craiova, 1975.
7. Răduți, Constantin - Note de curs, Universitatea „Valahia” din Târgoviște,
1996.
8. Răduți, Constantin; Nicolescu, E. - Mașini electrice rotative, Editura
Tehnică, București, 1981.
9. Stan, M.F., Andrei, H., Inginerie electrică modernă. Electrotehnică și
convertoare electromecanice. Teorie și aplicații, vol.2 - Convertoare
electromecanice, Târgoviște, Ed. Bibliotheca, 2010.
Preview document
Conținut arhivă zip
- Proiectarea unui transformator de putere, trifazat de tip exterior, cu racire naturala in ulei, cu miez feromagnetic si trei coloane.pdf
Alții au mai descărcat și
Introducere: Energia electrica reprezinta capacitatea de actiune a unui sistem fizico-chimic. Energia electrica prezinta o serie de avantaje in...