Transformador de mierda

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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Diseño de un Transformador de Distribución de
10/0.23 kV 350kVA

Alumno : Cotrina Méndez Deyvi Maycol

Código : 20040117k

Curso : Diseño de Maquinas Eléctricas

Profesor : Ing. Carranza Arévalo Manuel

2010-1

DISEÑO DE UN TRANSFORMADOR TRIFASICO DE DISTRIBUCIÒN

1. OBJETIVO: conocerlos principales fundamentos en el dimensionamiento de un transformador de distribución considerando como principal criterio la optimización de las pérdidas y costos del material a utilizar.

2. DATOS GENERALES DEL TRANSFORMADOR

Potencia nominal: 350 KVA
Frecuencia: 60 Hz
Tensión nominal primaria: 10 kV
Tensión nominal secundaria: 0.23 kV

Devanado primario: DELTA
Devanadosecundario: ESTRELLA
Conexión: Dy5
Enfriamiento natural por aceite: ONAN

3. PROCEDIMIENTO

3.1 DETERMINACIÓN DEL PAQUETE MAGNETICO

Para la determinación del material a utilizar como núcleo magnético tendremos como parámetro de elección el factor de calidad del núcleo el cual es inversamente proporcional a las perdidas especificas del núcleo el mismo que depende de las característicasmagnéticas del material, la frecuencia y la inducción magnética.

Elegiremos como material magnético al tipo GO VR27-115 el cual presenta las menores perdidas especificas para una determinada densidad de flujo magnético en comparación de otros materiales.

Una vez elegido el material magnético determinaremos la densidad de flujo de trabajo que para nuestro caso será de 1.35 Tesla, Con estevalor de Bm (densidad de flujo magnético) según la tabla siguiente obtendremos las perdidas especificas del fierro de 0.9w/kg que es relativamente baja.

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Para determinar el factor de plenitud utilizaremos el SW OPTINUC considerando 4 escalones y comenzado con 0.93 veces el diámetro del núcleo

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Como podemos observar obtenemos un factor de plenitud del hierro, Ff, de 0.8854El factor de plenitud del cobre se encuentra entre 0.2 y 0.6 asumiremos para el presente caso un factor de plenitud del cobre de 0.3

Con estos datos hacemos uso del SW TRAFOTEC donde se encuentran por defecto tanto los precios del fierro y del cobre así como la valorización de perdidas en el cobre y el hierro.

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Tomando un factor de apilamiento Fa = 0.95 y considerando el factor deplenitud del fierro calculado anteriormente de 0.88, se calcula la sección de fierro:

Sf = ( * 22.589 2 * 0.88 * 0.95 / 4 = 334.768 cm2

Tensiones de fase:

Ua = 10 000 V
Ub = 230 / ( 3 = 132.8 V

Intensidades de fase:

Ia = 350 000 / 3*10000 = 11.67 A
Ib = 350 000 / ( 3*230 = 878.57 A

3.2 Voltios por Espira

De lafórmula de la tensión inducida:

E = 4.443 * F * Sf * Bm * N

Dividiendo entre N:

Ve = 4.443 * F * Sf * Bm
En este caso:

Ve = 4.443 * 60 * 3.34*10-2 *1.35 = 12.02 V. El número de espiras en Bt sería:
132.8 / 12.02 =11.05

Como este número debe ser entero se toma Nb = 11 y la tensión por espira definitiva es:
132.8 / 11 = 12.072 V

3.3 Sección del conductor de baja tensiónPodemos asumir una densidad de corriente que conducirá el conductor de cobre de 3 Amp/mm2

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Se obtiene dividiendo la intensidad entre la densidad de corriente adoptada:
878.57 A / 3 A/mm2 = 292,8566 mm2

3.3.1 Longitud disponible en Baja Tensión

De la siguiente tabla de Separaciones de Aislamiento, se tiene, para Bt:

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SEPARACIONES DE AISLAMIENTO
S1 Al Yugo
S2 Al NúcleoS3 Entre baja y Alta tensión
S4 Entre Fases

Separación mínima 6 mm
Resulta: Altura de columna – 2 * separación
394.5– 2 * 6 = 382.5 mm disponibles.

El número de espiras es 11 pero se debe añadir una espira por el efecto de espiral y para otra espira para hacer un cruce de conductores en el centro. Por lo tanto resulta:
Número de espiras mecánicas es 13

3.3.2 Ancho de...