Creeaza.com - informatii profesionale despre
Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice
Acasa » tehnologie » electronica electricitate
TRANSFORMATOARE ELECTRICE si Parti componente

TRANSFORMATOARE ELECTRICE si Parti componente



TRANSFORMATOARE ELECTRICE

Transformatorul electric este o masina electrica statica (fara parti in miscare) prin care se asigura modificarea parametrilor energiei electrice de curent alternativ (tensiune, curent, numar de faze) pastrand constanta frecventa.

         Si in cazul transformatorului isi pastreaza valabilitatea principiul reversibilitatii: un transformator poate fi ridicator de tensiune sau coborator de tensiune dupa cum raportul tensiunilor din primar si secundar este subunitar, respectiv supraunitar. De aici rezulta posibilitatea de a alege cea mai convenabila valoare pentru tensiunea sub care energia electrica este produsa (5000 … 24000 V), transportata (220, 380, 750 kV), distribuita (63 sau 150 kV si 5,5 sau 20 kV) si in final, utilizata (220V sau 380 V).

Parti componente. Rol functional

         In orice transformator, curentul alternativ primar genereaza intr-un circuit magnetic un flux alternativ care, la randul sau, induce in bobinajul secundar o tensiune electromotoare cu aceeasi variatie (alternativa sinusoidala) si aceeasi perioada ca si curentul primar (fig.1).

Figura 1. Principiul de functionare a transformatorului electric

            Un transformator indeplineste trei categorii de functii si anume:


           

Infasurarile electrice

In ceea ce priveste dispunerea infasurarilor transformatorului se poate adopta una din urmatoarele trei modalitati:

A. infasurari concentrice simple (fig. 2,a) utilizate cel mai frecvent: infasurarea de joasa tensiune langa miez si cea de inalta tensiune la exterior;

B. infasurari biconcentrice  utilizate la transformatoare mari: infasurarea de inalta tensiune este plasata intre doua bobine de joasa tensiune;

C. infasurari alternate (fig.2,b): infasurarile sunt realizate din galeti montati alternativ (galet = parte componenta a infasurarii unui transformator, avand forma unui inel cu sectiunea dreptunghiulara si alcatuita din mai multe straturi de spire).

                a                                               b

Figura  2.     Bobinajul transformatoarelor:   a) concentric; b) alternate

1-       miez feromagnetic; 2 – infasurari: IT – infasurarea de inalta tensiune; JT – infasurare de joasa tensiune

            Pentru bobinaj se utilizeaza, aproape exclusiv, cuprul: conductor rotund (pentru curenti pana la 40 – 50 A), conductor profilat de sectiune dreptunghiulara (pentru curenti mari). Izolatia intre spire se realizeaza cu email la curenti mici si cu hartie electroizolanta, la curenti mari. La infasurarile de inalta tensiune se utilizeaza izolatie din bumbac.

Functionarea se bazeaza pe fenomenul de inductie electromagnetica care are loc intre doua sau mai multe infasurari aflate in prezenta si parcurse de curenti alternativi.

         Pentru marirea cuplajului dintre acestea, ele se plaseaza pe un miez magnetic (fig.3).

Figura 3. Schema de principiu a unui transformator monofazat.

         In  figura  anterioara,  pentru  simplificare,  a  fost  considerat  un transformator  monofazat  dotat cu doua infasurari, ale caror numere de spire sunt N1  respectiv N2. 

         Prima  dintre  acestea,  alimentata la o retea de curent alternativ de tensiune u1, poarta numele de infasurare primara, in timp ce cea de-a doua, la bornele careia se stabileste, prin inductie electromagnetica, tensiunea u20 (la mersul in gol), se numeste infasurare secundara.

         Datorita alimentarii infasurarii primare, in miezul magnetic va lua nastere un camp magnetic fascicular F ce va induce, in cele doua infasurari, tensiunile electromotoare:

                                     si                 .

         In regim permanent sinusoidal raportul valorilor efective ale acestora, Ue1 si Ue2, este egal cu raportul numerelor de spire:

                                               ,                                             (1)

unde k poarta numele de raport de transformare.

            Daca se neglijeaza rezistentele infasurarilor si campul care nu inlantuie infasurarea secundara (dispersiile) se pot face aproximarile Ue1 = U1 si Ue2 = U20. Prin urmare se poate scrie:

                                               .                                        (2)

         Din aceasta relatie rezulta ca,  printr-o  alegere corespunzatoare a numerelor  de  spire, se poate obtine valoarea dorita a tensiunii secundare necesara alimentarii unui consumator.

   Alimentand bobina primara a transformatorului cu un curent alternativ:



in miezul transformatorului apare un flux magnetic a carui valoare este:

Conform legii inductiei electromagnetice, atat in infasurarea primara cat si in infasurarea secundara, se induc tensiuni electromotoare (t.e.m.) e a caror valori sunt:


 respectiv:

Valoarea efectiva (eficace) va fi:


Conform teoremei lui Ampθre, tensiunea magnetomotoare  Umm, sau solenatia J pentru circuitul magnetic de mai sus este: J = N1i0 = N1i1 +N2i2

Din figura de mai sus se desprinde ca solenatia va produce fluxurile ju ; jσ1 respectiv jσ2.  Fiecare flux va da nastere la o t.e.m., astfel:

–   ju     – t.e.m.  e1 respectiv e2;

–   jσ1    – t.e.m.  es1;

–   jσ2    – t.e.m.  es2.

Ecuatiile de functionare, in valori instantanee vor fi:

u1 =    R1i1 – e1 – es1;

u2 = – R2i2 + e2 + es2.

Observatie:  aceleasi ecuatii se pot obtine daca se aplica relatiile lui Maxwell pentru inductivitati:

F1 = F11 + F12 = L11i1 + L12i2;

F1 = F22 + F21 = L21i1 + L22i2;

 1

14

15

16

18

17

Aplicatii

Transformatoarele electrice se impart in doua mari categorii:

transformatoare de putere si

 transformatoare de masura.

Transformatoarele de putere sunt folosita in transportul, distributia si utilizarea energiei electrice. Tot aici intra si transformatoarele speciale (autotransformatoare, transformatoare de faza, transformatoare de sudura etc.)

 

Ansamblul general al transformatorului monofazat TMUS – NS – 110/27,5 kV

Transformatoarele de masura sunt folosite pentru alimentarea circuitelor de masura si de protectie ale instalatiilor electrice.

 

 

  

Semne conventionale

Semnele conventionale pentru transformatoare sunt date de STAS 11381 / 17 – 88  (fig. 3.8).

                       Figura 3.8. Semne conventionale pentru transformatoare.

Tensiune                               Inalta tensiune                         Joasa tensiune

  Inalta               joasa

   A                                  a           A                            X      a                            x

                                               B                            Y      b                            y  

   B                                  b           C                            Z      c                            z 

              Figura 3.9. Notarea capetelor infasurarilor transformatoarelor.

Dispunerea si marcarea bornelor sunt aratate in figura 3.10.

            

                        

                Figura 3.10.  Dispunerea si marcarea bornelor la transformatoare.

la materialul din care este executat. 

1 – conservator;

2 – radiator;

3 – izolator joasa tensiune;

4 – miez feromagnetic;

5 – infasurare de joasa tensiune,

6 – carucior;

7 – izolator de inalta tensiune,

8 – infasurare de inalta tensiune,

9 – capac cuva transformator.

 


Regimuri de functionare ale transformatorului

Functionarea in gol a transformatorului

Atunci cand transformatorul este conectat la reteaua primara, alimentat in primar cu tensiunea U1 = U1n, secundarul fiind deschis, se obtine regimul de mers in gol.

Infasurarea primara va absorbi un curent I1 = I0 (curent de mers in gol). In infasurarea secundara curentul va fi I2 = 0 (fig. MG)

Datorita valorii reduse a curentului de mers in gol, valorile tensiunilor electromotoare induse in cele doua infasurari de catre fluxul util Φ sunt:

;

.

Raportul lor de transformare fiind:

Acest raport, dintre numerele de spire ale infasurarilor primara si secundara ale transformatorului este cunoscut sub denumirea de RAPORT DE TRANSFORMARE si este notat cu: 

Concluzii: la functionarea in gol curentul secundar I2 este nul, tensiunea secundara U20 devine E2, respectiv U2n, adica  U20 = E2 = U2n. Cum curentul primar este foarte mic, putem aprecia ca tensiunea aplicata primarului este  si ca atare raportul de transformare va fi : 

Functionarea in sarcina a transformatorului

Acest regim corespunde regimului de functionare, cand transformatorul debiteaza in secundar puterea activa P2. Daca in secundar se conecteaza un consumator de impedanta Z atunci prin acest consumator va circula un curent I2.

Diferenta dintre t.e.m. din primar si tensiunea de alimentare U1 este resimtita. Acelasi lucru se va intampla si cu t.e.m. si tensiunea U2 din secundar. Ca atare in transformator  va exista o diferenta procentuala de tensiune: .

Functionarea in scurtcircuit a transformatorului

La functionarea in regim de scurtcircuit, transformatorul are bornele secundare legate intre ele printr-o impedanta de valoare neglijabila.

Pentru a afla valoarea tensiunii de scurtcircuit Usc sau Uk, este necesar sa alimentam transformatorul in primar aplicand o tensiune crescatoare cu ajutorul unui regulator de tensiune. Se creste tensiunea pana ce curentul I2 este egal cu curentul obtinut la sarcina nominala I2n. Curentul indicat de ampermetrul din primar va indica valoarea

I1 =  I1n. Valoarea tensiunii primare este tensiunea de scurtcircuit Usc.

Aceasta valoare reprezinta cateva procente din valoarea nominala a tensiunii primare, adica:  Usc = (5…15%)U1n

                       a                                                   b                                                    c

Figura 3.26. Schemele conexiunilor bobinajelor trifazate:  a - stea;  b - triunghi;  c - zigzag





Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: Pregatitoare Cand/ cum și de ce se intampla? Roata anotimpurilor
 Brose - proiect
 Managementul Proiectelor - Controlul proiectelor, mega si micro proiecte

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 PROIECT DE DIPLOMA CHIRURGIE ORO-MAXILO-FACIALA - SUPURATIILE LOJELOR PROFUNDE DE ETIOLOGIE ODONTOGENA
 Diplomatie si conflict: relatiile internationale in timpul Primului Razboi Mondial
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”
 PROIECT DE DIPLOMA CHIMIE INDUSTRIALA SI INGINERIA MEDIULUI - TEHNOLOGIA ACIDULUI GLUTAMIC

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 Lucrare de licenta educatie fizica si sport - sistemul de selectie in jocul de handbal pentru copii de 10-11 ani in concordanta cu cerintele handbalul
 Lucrare de licenta contabilitate si informatica de gestiune - politici si tratamente contabile privind leasingul (ias 17). prevalenta economicului asupra juridicului
 LUCRARE DE LICENTA management - Impactul implementarii unui sistem de management al relatiilor cu clientii in cadrul unei societati comerciale
 LUCRARE DE LICENTA Ingineria si Protectia Mediului in Industrie - Proiectarea unui depozit de deseuri urbane pentru un oras cu 200.000 de locuitori

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat profesional informatica - evidenta spital
 ATESTAT LA INFORMATICA - Gestionarea unui magazine de confectii
 ATESTAT PROFESIONAL TURISM SI ALIMENTATIE PUBLICA, TEHNICIAN IN TURISM
 Proiect atestat electrician constructor - tehnologia montarii instalatiilor electrice interioare


Acordarea parametrilor unui RG-PID intr-o structura cu mcc
PROIECT TEHNICIAN IN AUTOMATIZARI - Elemente pasive de circuit
Constructia masinilor electrice de curent continuu
Fotostimulatoarele
CONDUCTIVITATEA MATERIALELOR ELECTROIZOLANTE
Diferenta de potential de contact
SLP de complexitate medie
FTJ cu L

Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu

 


.com Copyright © 2014 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.