Diseño De Transformador

Datos del transformador a 50HZ

Constante de transformacion k=50/60=0.8333

Potencia Nominal S1 = 62500 KVA

Transformador trifásico m = 3

Frecuencia nominal f = 50Hz

Voltaje nominal de lado de AT1 = 115000 + (2x2.5%)V

Voltaje nominal de lado de BT1 = 27.92x〖10〗^3 V

Esquema y grupo de conexión Ynd11

2.4 Cálculo de Magnitudes Eléctricas Fundamentales y distancias de aislamiento

Tipo columna con devanados concéntricos

Potencia aparente por columna (fase)

Lado de AT

Lado de BT A

Voltajes nominales de fase de

Lado de AT

Lado de BT

Tensiones de prueba para transformadores en aceite

Clase de tensión 3 6 10 15 20 35 110 150 220 330 500

Tensión de servicio 3,6 7,2 12 17,5 24 40,5 126 172 252 363 525

Tensión de prueba 18 25 35 45 55 85 200 230 325 460 630

Lado AT U2exp = 230 KV

Lado BT U1exp = 85 KV

2.5 SELECCIÓN DE TENSION POR ESPIRA

Et=K*√Sn

Donde:

K: Constante para la bobina de cobre (0.37-0.45)

Et: tensión por espira

Sn: potencia aparente en KVA

Et=0.39x√62500=97.5 V

2.6 NUMERO DE ESPIRAS POR ARROLLAMIENTO

Donde: Sn=(120x√(KVA/f))/0.9

KVA: potencia aparente

Sn:seccion de columnas del nucleo

f:frecuencia en HZ

Sn=(120x√(62500/50))/0.9=4714.045 cm2

Numero de espiras primario:

Np=Uf1/Et=(66.31x〖10〗^3)/97.5=608.10 esp

Np/Ep=Ns/Es

Ns=Np/Ep xEs

Ns=608.10/63.31 x27.92=268.17 esp

2.6 DIMENSIONAMIENTO DEL NÚCLEO

De acuerdo con la grafica

Para P=62500KVA D=620mm

2.7 CALCULO DEL NUCLEO DEACUERDO A GRAFICA

*Tomamos con un diametro de 0.62m

* Elegimos un nucleo de 5 escalones con un Ko=0.655

2.8 FLUJO POR COLUMNA

∅M=〖10〗^(-2) c√Pa

Donde:

∅M:flujo magnetico por columna en Wb

c:constante para el calculo del flujo

∅M=〖10〗^(-2) 0.19√(75x〖10〗^6 )

∅M=16.45

De tabla

Tipo de transformador Constamte c

MONOFASICO Tipo columna 0.13-0.20

Tipo Acorazado 0.26-0.39

TRIFASICO Tipo columna 0.16-0.23

Tipo Acorazado 0.39-0.52

2.9 POTENCIA ESPECIFICA

Con una potencia: 62500KVA, f=50HZ U1=115KV

C=13.2(KVA/dm3) (de la tabla)

2.10 VOLUMEN POR CULUMNA

V=(P/m)/C

Donde:

V:volumen por columna en dm3

P:potencia aparente en KVA

C:potencia especifica en (KVA/dm3)

V=(62500/3)/13.2=1578.28 dm3

2.11 LONGITUD DE COLUMNA

L=V/D^2

Donde:

L: longitud de la clumna

V:volumen por columna en dm3

D:diametro en dm

L=1578.28/〖6.2〗^2 =41.058dm=4.105m

2.12 ANCHURA DE LA VENTANA

x=L/D=41.058/6.2=6.62

a/D=Y=(x-0.3)/3=2.10

a=a/D*D=13.066 dm

2.13 DISTANCIA ENTRE EJES DE COLUMNAS

M=D+a=6.2+13.066

M=19.266 dm

2.14 INDUCCION SENOIDAL EN VACIO

Para S1=62500KVA

(β_no ) ̂=1.7 T (ver la figura 2.09.02a)

2.15 FACTOR DE UTILIZACION DEL NUCLEO

Con 5 escalones y chapa fosfatada Ko=0.655

2.16 SECCION NETA DEL NUCLEO

Sn=k_o*D^2=0.655*〖0.62〗^2

Sn=0.25 m^2

2.17 CARGA LINELA ESPECIFICA

Recomendable para S=62500KVA U1=115KV

q=550 (ver figura 2.09.03a)

2.18 INDUCCION SENOIDAL EN EL NUCLEO

(β_no ) ̂=U2/(ko*Ns*(D/6.71)^2 )

(β_no ) ̂=(27.92x〖10〗^3)/(0.655*268.17*〖(62/6.71)〗^2 )=1.86T

2.19 LONGITUD POR COLUMNA

L=410.5 cm

2.20.- DENSIDAD DE CORRIENTE

Tomamos la densidad de corriente que usualmente se usa para el obre

J_o=3 A/〖mm〗^2

2.21.- SECCION DEL COBRE POR CONDUCTOR

a) Tenemos la seccion en el lado de BT

S_2=If2/Jo

S_2=2239/3=746.3〖mm〗^2

b) Tenemos la seccion en el lado de AT

S_1=If2/Jo

S_2=313.77/3=104.59〖mm〗^2

Encontramos su diametro

D1=√((4*S2)/π)

D1=√((4*104.59)/π)=11.53mm

2.22.- ESPIRAS MINIMAS DE CHOQUE EN EL LADO DE LA LINEA

Maximo refuerzo: 1%de N1=608.10/100≈6espiras

Refuerzo medio: 2%de N1=2x608.10/100≈12espiras

2.23 DISTANCIA DE AISLANTES

a) Delas bobinas. Arrollamientos concentricos

a.1) Entre bobinado de BT y columna

para U2=27.29KV , k= 35mm (verfigura 2.09.10d-diseños de maquinas-corrales)

a2) Grosor del tubo aislante entre BT y el nucleo

para U2=27.29KV, m=4.8 mm (verfigura 2.09.10e-diseños de maquinas-corrales)

a3) Radial entre bobinad de BT y AT

Para U1= 115 KV , j = 80mm (verfigura 2.09.10d-diseños de maquinas-corrales)

a4) Grosor de los tubos BT y AT

para U1 = 115 Kv, l = 17mm (verfigura 2.09.10e-diseños de maquinas-corrales)

a5) Distancia entre bobinas de AT de columnas sucesivas

para U1 = 115 Kv, p = 96mm (verfigura 2.09.10g-diseños de maquinas-corrales)

a6) Tabique de prespan entre fases

para U1 = 115 Kv, q=l/3=17/3=5.6mm

(verfigura 2.09.10g-diseños de maquinas-corrales)

a7) Distancia Axial desde el final de la BT al yugo

Para U2= 27.29KV ; o=30 mm

(verfigura 2.09.10f-diseños de maquinas-corrales)

a8) Distancia axial desde el final de la AT al yugo

para U1= 115KV ; n= 125mm

(verfigura 2.09.10f-diseños de maquinas-corrales)

a9) Separacion axial entre espiras (o bobinas ) de BT para la refrigeracion(o aislamiento)

a’=

a9) Separacion axial entre espiras (o bobinas ) de AT. Arrollamiento concentrico

a =4 mm (verfigura 2.09.10c-diseños de maquinas-corrales)

Bibliografia

Diseño de maquinas electricas CORRALES

Principios de transformadores electricos de potencia Modulos intea

Diseño de maquinas electricas Jhon kulman

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