Diseño de un Transformador
Páginas: 18 (4496 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2015
Facultad de Ingeniería
Programa Académico:
Ing. Eléctrica
Experiencia Educativa:
Transformadores y Subestaciones
Trabajo:
Diseño de un transformador de 5MVA, 33/11 kV
Índice
1. Introducción pag3
1.1. Problemática del Diseño pag3
1.2. Objetivos pag3
2. Diseño del Transformador pag4
2.1. Selección y Cálculos del Núcleo Magnético pag4
2.1.1. Numero deespiras por arrollamiento pag5
2.1.2. Selección por inducción pag5
3. Selección de los conductores y la densidad de corriente pag7
3.1. Selección del Conductor de baja tensión pag9
4. Dimensión de los Arrollamientos pag10
4.1. Dimensión de los Arrollamientos de BT pag10
4.2. Dimensión de los Arrollamientos de AT pag11
5. Altura de la Ventana del Núcleo Magnético pag12
6. Pesodel Núcleo Magnético pag12
7. Calculo de las Perdidas en el Núcleo pag13
7.1. Estimación del valor máximo de la corriente de inserción pag14
8. Masa de los Arrollamientos pag14
8.1. Masa del Arrollamiento de BT pag14
8.2. Masa del Arrollamiento de AT pag15
9. Resistencia de los Arrollamientos pag15
9.1. Resistencia del Arrollamiento de AT pag15
10. Perdidas dePotencia Activa en Carga pag16
10.1. Conductores de AT pag16
11. Reactancia, Resistencia e Impedancia pag17
12. Rendimiento pag18
13. Máxima eficiencia del Transformador pag18
14. Valores Finales pag19
15. Plano del Transformador pag20
16. Resumen pag21
17. Conclusiones pag21
18. Índice de Términos pag22
19. Bibliografía pag25Introducción
Problemática del diseño de un transformador
En la actualidad, con la liberación del mercado de energía eléctrica, reducir costes es esencial para poder ofrecer energía a un precio competitivo. En este sentido, los elementos en los cuales se puede conseguir un mayor ahorro son en los de mayor coste. Los transformadores son los equipos más caros de una subestación eléctrica, y enellos se ha producido un abaratamiento de precios muy importante en los últimos 30 años en relación con el aumento del coste de la vida.
Hace algunas décadas optimizar los costes no era una prioridad a la hora de diseñar un transformador, el diseño estaba completamente enfocado a que el transformador fuese capaz de aguantar las condiciones de servicio, por lo que muchos de sus componentes, comopor ejemplo los aislamientos, estaban sobredimensionados para evitar problemas.
Hoy en día optimizar los costes es algo prioritario para una compañía eléctrica. Este hecho unido a la gran competencia existente entre las empresas que se dedican a la fabricación de transformadores, hace que dichas empresas tengan que optimizar su diseño para que sea lo más económico posible asegurando el mejorfuncionamiento para poder hacerse un sitio en el mercado.
El diseño de un transformador es una tarea realmente complicada, hay que resolver problemas extremadamente complejos en diferentes campos de la ingeniería (electromagnéticos, electrostáticos, mecánicos, termodinámicos, etc.).
El problema del diseño de un transformador no es sencillo, ya que, como se ha indicado, un transformador estásometido a solicitaciones dieléctricas, térmicas y mecánicas, las soluciones que se podrían adoptar para resolver un problema pueden influir negativamente en otro. Así, por ejemplo, para que un transformador soporte bien las solicitaciones dieléctricas pudiera ser interesante reforzar el aislamiento sólido frente al asilamiento líquido, pero sin embargo esa solución empeora el problema de larefrigeración del transformador.
Objetivo del proyecto
El objetivo de este proyecto es obtener el diseño de un transformador, aplicar la metodología obtenida gracias a los libros de consulta y las clases impartidas y comprobar los resultados con los proporcionados por un libro de diseño de transformadores.
Diseño del Transformador
En el presente proyecto se va a abordar el diseño de los...
Facultad de Ingeniería
Programa Académico:
Ing. Eléctrica
Experiencia Educativa:
Transformadores y Subestaciones
Trabajo:
Diseño de un transformador de 5MVA, 33/11 kV
Índice
1. Introducción pag3
1.1. Problemática del Diseño pag3
1.2. Objetivos pag3
2. Diseño del Transformador pag4
2.1. Selección y Cálculos del Núcleo Magnético pag4
2.1.1. Numero deespiras por arrollamiento pag5
2.1.2. Selección por inducción pag5
3. Selección de los conductores y la densidad de corriente pag7
3.1. Selección del Conductor de baja tensión pag9
4. Dimensión de los Arrollamientos pag10
4.1. Dimensión de los Arrollamientos de BT pag10
4.2. Dimensión de los Arrollamientos de AT pag11
5. Altura de la Ventana del Núcleo Magnético pag12
6. Pesodel Núcleo Magnético pag12
7. Calculo de las Perdidas en el Núcleo pag13
7.1. Estimación del valor máximo de la corriente de inserción pag14
8. Masa de los Arrollamientos pag14
8.1. Masa del Arrollamiento de BT pag14
8.2. Masa del Arrollamiento de AT pag15
9. Resistencia de los Arrollamientos pag15
9.1. Resistencia del Arrollamiento de AT pag15
10. Perdidas dePotencia Activa en Carga pag16
10.1. Conductores de AT pag16
11. Reactancia, Resistencia e Impedancia pag17
12. Rendimiento pag18
13. Máxima eficiencia del Transformador pag18
14. Valores Finales pag19
15. Plano del Transformador pag20
16. Resumen pag21
17. Conclusiones pag21
18. Índice de Términos pag22
19. Bibliografía pag25Introducción
Problemática del diseño de un transformador
En la actualidad, con la liberación del mercado de energía eléctrica, reducir costes es esencial para poder ofrecer energía a un precio competitivo. En este sentido, los elementos en los cuales se puede conseguir un mayor ahorro son en los de mayor coste. Los transformadores son los equipos más caros de una subestación eléctrica, y enellos se ha producido un abaratamiento de precios muy importante en los últimos 30 años en relación con el aumento del coste de la vida.
Hace algunas décadas optimizar los costes no era una prioridad a la hora de diseñar un transformador, el diseño estaba completamente enfocado a que el transformador fuese capaz de aguantar las condiciones de servicio, por lo que muchos de sus componentes, comopor ejemplo los aislamientos, estaban sobredimensionados para evitar problemas.
Hoy en día optimizar los costes es algo prioritario para una compañía eléctrica. Este hecho unido a la gran competencia existente entre las empresas que se dedican a la fabricación de transformadores, hace que dichas empresas tengan que optimizar su diseño para que sea lo más económico posible asegurando el mejorfuncionamiento para poder hacerse un sitio en el mercado.
El diseño de un transformador es una tarea realmente complicada, hay que resolver problemas extremadamente complejos en diferentes campos de la ingeniería (electromagnéticos, electrostáticos, mecánicos, termodinámicos, etc.).
El problema del diseño de un transformador no es sencillo, ya que, como se ha indicado, un transformador estásometido a solicitaciones dieléctricas, térmicas y mecánicas, las soluciones que se podrían adoptar para resolver un problema pueden influir negativamente en otro. Así, por ejemplo, para que un transformador soporte bien las solicitaciones dieléctricas pudiera ser interesante reforzar el aislamiento sólido frente al asilamiento líquido, pero sin embargo esa solución empeora el problema de larefrigeración del transformador.
Objetivo del proyecto
El objetivo de este proyecto es obtener el diseño de un transformador, aplicar la metodología obtenida gracias a los libros de consulta y las clases impartidas y comprobar los resultados con los proporcionados por un libro de diseño de transformadores.
Diseño del Transformador
En el presente proyecto se va a abordar el diseño de los...
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