Diseño de ransformadores

Datos para el diseño del transformador trifásico Dy1 con enfriamiento en aceite:
* Pn=100Kva
* F=60 Hz
* Tensión nominal primaria=13.8Kv con una regulación de ± 5%
* Conexión del devanado primario= Delta
* Tensión Nominal secundaria=2400Kv
* Conexión del devanado secundario = Estrella
* Tensión máxima de diseño=15kv
1. Determinación de los valores de tensiones ycorrientes:
2.1. Devanado primario
El devanado primario está conectado en Delta por tanto se debe considerar que el voltaje línea linea es igual al voltaje línea neutro, y que la potencia trifásica está dada por la ecuación S=3×VLL×I, por lo que:
VpLL=13800volts=VpLN
IpLL=sVLL×3=10000013800×3=2,42amp
2.2. Devanado secundario.
El devanado secundario esta en conexión estrella porlo que el voltaje línea linea es diferente al voltaje línea neutro, además la potencia está dada por la siguiente ecuación S=3×VLL×I.
VsLL=2400v3=1385,64volts
IsLL=sVLL×3=1000002400×3=24,06amp
2. Flujo de columna y sección de columna:
3.3. Flujo de columna:
De la expresión:
∅m=10-2×C×s
Donde:
S=potencia en Kva del transformador.
C= Constante que se toma dependiendo delfuncionamiento del trasformador (monofásico o trifásico) y de acuerdo al tipo de núcleo (acorazado o tipo columna). El libro de consulta (ABC De Las Maquinas Eléctrica) usado en la tabla que se mostrara a continuación nos da los rangos de valores permitidos:
Tipo de transformador | Tipo de núcleo | Constante C |
Monofásico | Tipo Columna | 0.13-0.20 |
| Acorazado | 026-0.39 |
Trifásico | TipoColumna | 0.16-0.23 |
| Acorazado | 0.39 – 0.52 |

El valor seleccionado fue C=0.18.
Por lo que el flujo es igual a
∅M=10-2×0,18×100=0.018weberm2
Ahora será necesario seleccionar la densidad de flujo ya que a través de la expresión ∅M=A×Bm, podemos despejar el área por el cual se desplazara el flujo magnético en el núcleo. Usando la tabla 4.1 del libro de consulta “ABC de las MaquinasEléctricas”, pagina 178:
Potencia del transformador (Kva) | Densidad del flujo en Bm(weberm2) |
5-10 | 1.10 – 1.2 |
10 – 20 | 1.15 – 1.25 |
20 – 50 | 1.2 – 1.3 |
50 – 200 | 1.25 – 1.35 |
200 – 500 | 1.3 – 1.4 |
Más de 500 | 1.35 – 1.5 |

El transformador del ejercicio está entre 50 – 200 (100kva), por lo que realiza una interpolación para conocer cuál sería el valor más acertado:501.25
150 100Bm 0,1
2001.35

1500.1
50x
Bm=1.25+x=1.25+50×0.1150=1.28webermts2

3.4.
Sección normal de Columna
3.5.1. Sección normal de la columna (área).
Sn=∅MBm=0.0181.28=0.014mts2=140cm2

3.5.2. Sección geométrica del núcleo:
Tomando dos escalones, lamina de acero de silicio de o.35mm de espesor aislado en barniz y uncoeficiente de empaquetamiento (FE) de o.85
Sg=SnF.E=0.0140.84=0.0165mts2=165cm2
3.5.3. Sección circular del núcleo:
Para la sección de dos escalones tiene una relación de secciones de 0.85, por lo que el área circular es la siguiente.
SC=0.01650.85=0.0194mts2=194cm2=19400mm2
3.5.4. Diámetro del núcleo:
d=SC×4π=0.0194×4π=0.1572mts=15.72cm
d=157.2mm
3.5.5. Ancho decolumna:




a2 a1 a

a=0.907×d=0.907×15.72=14.25cm
a1=0.707×d=0.707×15.72=11.11cm
a2=0.423×d=0.423×15.72=6.65m
3. Sección de los yugos:
Se hace tal sección lo mas grande que se pueda en comparacion con la columna. Se considera una amplificacion del 20% y un coeficiente de empaquetamiento igual al de la columna, se tiene por seccion geometrica es la siguiente:Sy=1.2×Sg=1.2×165=198cm2
La sección es rectangular y su ancho es similar a que de las columnas es decir:
Anchoy=Sya=19814.25=13.89cm
4. b
b
Altura de la columna y ancho de ventana

h
a

g

c

ha=2.5-5.5 (para muy alta tensión hasta 5.5)
ba=1.6-2.6 (para muy alta tensión hasta 2.6)
g≈.2×a y c=a
5.5. Altura de columna (h) :
Escojo una relación ha=2.6, entonce la altura...