Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Electronica


Index » inginerie » Electronica
» TRANSFORMATORUL TRIFAZAT


TRANSFORMATORUL TRIFAZAT




TRANSFORMATORUL TRIFAZAT

1.DATE NOMINALE

Puterea (aparenta)nominala: Sn (VA)    (1)

frecventa nominala (Hz):

Tensiuni nominale(marimi de linie):




U1,n(V)-joasa tensiune / U2,n(V) -inalta tensiune

Conexiuni: C1(joasa tens.)/C2 (inalta tens.), n-grupa de conexiuni

Parametri de scurtcircuit(scc.):    (2)

-pierderile nominale de scc.: Pk,n (W), respectiv pk,n= Pk,n (W)/ Sn (VA),in u.r.

-tensiunea nominala de scc.: uk,n (%), sau in u.r. (*100)

Parametri de mers in gol (3)

-pierderile nominale de mers in gol.: Po,n (W), respectiv po,n= Po,n (W)/ Sn (VA),in u.r.

-curentul nominal de mers in gol.: io,n (%), sau in u.r. (*100)

Tab.1

Sn

(kVA)

Ui

(kV)

Uj

(kV)

Reglaj

Conex.

P0

(kW)

i0

Pk

(kW)

uk

Masa (kg)

total

Ulei

Uy0

Uz0

Uy0

Uy0

Uz0

Uy0

Uy0

Uz0

Uy0

Uy0

Uz0

Uy0

Uy0

Dy5

Uy0

Uy0

Dy5

Uy0



Uy0

Dy0

Uy0

Dy5

Uy0

Dy5

Uy0

Dy5

Uy0

Dy5

Uy0

Dy5

Uy0

Dy5

Uy0

2.MODELUL MATEMATIC

2.1 Schema echivalenta in T

Fig.1

2.2 Parametri schemei echivalente (in u.r.)

-rezistentele infasurarilor: ,(u.r.)    (4)

-reactantele de scapari: ,unde , si (u.r.)

reactanta de magnetizare: ,unde , si (u.r.)

rezistenta echivalenta pierderilor in gol: , (u.r.)



Obs:

Corespunzator diagramei de fazori din fig.1,in regim nominal(u.r.),avem: u.r.,de ordinul procentelor(vezi tab.1.1.), si respectiv, u.r.

3.CARACTERISTICI DE FUNCTIONARE

3.1 Caracteristica externa a transformatorului reprezinta dependenta U2=f(I2),pentru U1=const.,=const.,si se poate obtine,analitic,din diagrama de fazori din fig.1b,unde se presupun cunoscuti parametri de scurtcircuit R2k si X2k (parametri Kapp).   

Se defineste caderea nominala de tensiune (in u.r.) marimea:

, si respectiv: (u.r.) (5)

care se poate evalua analitic cu relatia:

, si respectiv: (u.r.) (6)

unde , , si (u.r.)

Sunt de remarcat urmatoarele:

- pentru sarcini cu caracter inductiv (j2>0) , rezulta Du2>0, respectiv caracteristica externa are, in prima parte,0 alura descendenta;;

- pentru sarcini cu caracter capacitiv, (j <0) si ukr>uka, rezulta Du2<0, respectiv caracteristica externa are, in prima parte,o alura ascendenta ;

- caderea nominala´ de tensiune (pentru a=1) este data de expresia:

(u.r.) (7)

cu valoarea maxima:    -sarcina R-L

respectiv, caderea maxima de tensiune la bornele transformatorului, in regim nominal (a=1), este aproximativ numeric egala cu tensiunea de scurtcircuit nominala (uk), apropiata valoric de reactanta de scurtcircuit (scapari) Xs a transformatorului, care monitorizeaza astfel una dintre performantele importante ale acestuia si anume caracteristica externa.

3.2 Carateristica randamentului h=f a) prezinta o importanta (economica) deosebita in functionarea transformatorului, avand in vedere puterile unitare mari (zeci sau sute de MVA) vehiculate si respectiv pierderile (SP) aferente.

O expresie analitica a randamentului se poate obtine pe baza bilantului puterilor active, reprezentat in figura 2.a

a) b)

Fig.2

Sunt valabile urmatoarele relatii:

si (W) (8)

unde PFe, , au semnificatiile cunoscute (pierderi in fier, respectiv in cele doua infasurari) iar Pe reprezinta puterea electromagnetica (componenta activa) transferata, prin camp electromagnetic de la infasurarea primara la cea secundara.

Astfel, calculul randamentului se poate face cu relatia:

(9)

Avand in vedere relatiile:

, , si (10)

expresia randamentului, devine:

, unde (11)

In practica intereseaza indeosebi cazul h=f(a) pentru l, cosj =constant, alura curbei randamentului rezultand cea din figura 2b.

Se remarca existenta unui randament maxim hm pentru sarcina:

si

respectiv la functionarea cu tensiune nominala (l=1) si cosj

, ,

Rezultatul (13) arata ca sarcina optima (am) pentru care randamentul este maxim, corespunde raportului dintre pierderile nominale in fier (gol, p0) si in infasurari (scurtcircuit, pk).Dupa cum acest raport este subunitar sau supraunitar (la suma constanta, respectiv hn=constant), alura curbei randamentului se modifica substantial (curbele 1, 2 din figura 2b). Dintre cele doua variante prima (am<1) este de preferat intrucat asigura o valoare buna a randamentului (chiar superioara randamentului nominal) si pentru sarcini mai mici decat cea nominala, situatie des intalnita in exploatare. In general transformatoarele se construiesc (proiecteaza) astfel incat am 0,5, ceea ce corespunde unui raport al pierderilor , asa cum rezulta de altfel si din datele prezentate in tabelul 1.1.

3.3. Calculul numeric al caracteristicilor de functionare, se poate realiza utilizand direct schema echivalenta in T (fig.1 ), cu valorile numerice ale parametrilor ,impedanta de sarcina fiind reprezentata sub forma complexa si in unitati relative :

(u.r.), unde (u.r) , si (sarcina inductiva) (14) Pentru (origine de faza ) , si = 0 ..1,2 se determina caracteristicile in sarcina (caracteristica externa si caracteristica randamentului cu relatiile:

), si (15)

Ca aplicatie se vor considera datele numerice ale transformatorului de 400 KVA ,si programul de calcul Matlab (function TrafoT) de mai jos:   

function trafoTdateNominaleCaracteristici2009

Sn=400000;

Pkn=6300;

ukn=0.06;

Pon=840;

ion=0.02;

pkn=Pkn/Sn

uka=pkn

ukr=sqrt(ukn^2-uka^2)

pon=Pon/Sn

ioa=pon

ior=sqrt(ion^2-ioa^2)

Cpu=pkn/ukn;

Cpi=pon/ion;

r1=pkn/2;

r2=r1;

xs1=ukr/2;

xs2=xs1;

rw=1/pon;

xmn=1/ior;

z1=r1+j*xs1;

z2=r2+j*xs1;

zm=j*rw*xmn/(rw+j*xmn);

u1=1 ;

fi2n=acos(.8); %>0 pentru sarcina R-L

x=(.01:.05:1.2);%caracteristici de sarcina

%x=(.1:.1:500);%caracteristica extinsa gol-scurtcircuit

z=1./x;

zs=z.*exp(j*fi2n);

ze=z1+(zm.*(z2+zs))./(zm+z2+zs);

i1z=u1./ze;

i1=abs(i1z);

fi1=angle(i1z);

p1=(u1.*i1).*cos(fi1);

i2z=(i1z.*zm)./(zm+zs+z2);

i2=abs(i2z);

u2z=i2z.*zs;

u2=abs(u2z);

p2=(u2.*i2).*cos(fi2n);

p1=(u1.*i1).*cos(fi1);

ran=p2./p1;

alfa=i2;

ranc=(alfa.*cos(fi2n))./(alfa.*cos(fi2n)+(alfa.^2).*pkn+pon);

u2c=1-alfa.*(uka*cos(fi2n) +ukr*sin(fi2n));

plot(alfa,u2, ,alfa,u2c,

%plot(alfa,ran, ,alfa,ranc,

%plot(alfa,u2,'-,,alfa,p2,'.')

grid

end

Fig.3 a

Fig. 3b

Fig.3c

Obs.

1. Se remarca o foarte buna concordanta intre valorile calculate analitic ,respectiv numeric ,in domeniul cuprins intre gol si sarcina nominala (

2,Pentru sarcina extinsa,de la gol la scurtcircuit, in fig.3c se identifica:

- curentul de scurtcircuit , corespunzator la ,si respectiv

-puterea maxima ()ce poate fi debitata de transformator,la un curent sub tensiunea u.r.,relatii caracteristice dipolului generator.








Politica de confidentialitate





Copyright © 2021 - Toate drepturile rezervate