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• ebert elart bustamante choque

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DIMENSIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR .- PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

1.1

1.1.1.- ESPECIFICACIONES GENERALES

            

POTENCIA NUMERO DE FASES TENSIONES DE ALTA TENSION TENSIONES DE BAJA TENSION FRECUENCIA TIPOS DE NUCLEO TIPO DE DEVANADO CONEXIÓN TIPO DE CARGA CLASE DE TRANSFORMADOR TIPO DE ENFRIAMIENTO O REFRIGERACION NIVEL DE OPERACIÓN SOBRE EL NIVEL DEL MAR OTROS

1.1.2.- SELECION DE LA DENSIDAD DENSIDAD.- Una de las propiedades de los sólidos, así como de los líquidos e incluso de los gases es la medida del grado de compactación de un material: su densidad. La densidad es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen. 1.1.3.- SELECCIÓN DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE

Esta Densidad de Corriente es un parámetro de diseño que esta relacionado con el calentamiento del devanado, sabemos que :

METODO DE ENFRIAMIENTO

POTENCIA TOTAL (VA)

DENSIDA DE CORRIENTE CARGA CONSTANTE

CARGA VARIABLE

AUTOENFRIAMIENTO POR AIRE AUTOENFRIAMIENTO POR ACEITE

25000

2.8 2.3 1.7 1.1 2.2 2.1 1.7 1.5

3 2.3 2 1.8 3.0 2.95 2.85 2.5

1.1.4.-SELECCIÓN DEL COFICIENTE(C) Las relaciones entre las áreas del nucleo y del devanado dependen del criterio del diseño del transformador empleando para los cálculos del área el coeficiente

C =An/Ac 1.1.5.- CALCULO DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL NUCLEO

An=

√C

√

S 103 2 . 22 fJB

1.1.6.-CALCULO DE LAS DIMENSIONES ESCALONADOS

1.1.7.- CALCULO DEL FLUJO

Flujo Es el producto vectorial de la inducción o campo generado por el devanado primario y el vector superficie del núcleo:

(8)

Este flujo, en su mayoría queda confinado en el núcleo del transformador. Se denomina flujo disperso o simplemente dispersión Fd al flujo que no queda confinado en el núcleo del circuito magnético, es decir, aquel flujo que en lugar de cerrarse por el núcleo se cierra por el aire. Aunque para cálculos exactos es necesario tenerlo en cuenta, para muchos cálculos se desprecia dicho flujo. En el Sistema Internacional, se mide en Weber (Wb). 1 Wb = 1 T·m2

1.1.8.- CALCULO DE ESPIRAS DEL DEVANADO PRIMARIO

N1=V1/4.44*f*(φ) 1.1.9.-CALCULO DE LA ESPIRAS DEL DEVANADO SECUNDARIO

N1=V1/4.44*f*(φ) 1.1.10.- CALCULO DE LAS CORRIENTES DEL DEVANADO PRIMARIO Y SECUNDARIO

�1= J𝑨�Ce2

��= J𝑨�Ce2 1.1.11.-CALCULO DE LAS AREAS DE LOS CONDUCTORES DEL PRIMARIO Y SECUNDARIO

Av1= N1*A1*Ce1/Fe1 Av2= N1*A2*Ce2/Fe2 1.1.12.- CALCULO DE LOS DIAMETROS DE LOS CONDUCTORES d 1=√ 4 A 1 /π d 2=√ 4 A 2 /π

1.1.13.-DETERMINACION DEL ESPACIAMIENTO Luego del calculo de la sección del nucleo será necesario calcular el área de la ventana necesaria para alojar a los devanados . Para determinar el área de la ventana es importante , no solo tomar en cuenta la sección de la parte activa del conductor sino también del aislamiento de los espacios de aire, lo que implica que el área de la ventana debe ser mayor que el material activo por consiguiente se utilizara el FACTOR DE ESPACIAMIENTO F E= Acv / Av El factor de espaciamiento depende del diámetro del conductor y del aislamiento empleado , estando este ultimo determinado por la magnitud del voltaje

1.1.14.-CALCULO DE LAS AREAS DE LA VENTANA Para este calculo se tiene la figura siguiente

Av=Av1+Av2 1.1.15.-CALCULOS DE LAS DIMENSIONES DE NUCLUO

An=ab

a= √ An/2.5

1.1.16.-CALCULO DE REACTANCIAS DE DISPERSION

b=An/a

Xd1=78.96*f*

N2

*Lm/hv((b3/2+b1/3))*

10−10

Xd2=78.96*f*

N

2

*Lm/hv((b3/2+b2/3))*

10

−10

1.1.17.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL NUCLEO

Vn=(2*dv+3a)(hv+2a)*b-2hv*dv*v 1.1.18.-CALCULO DE PERDIDAS EN EL NUCLEO

Pfe=Vn*Kn*Pen*

−9

10

1.1.19.- CALCULO DE LAS RESISTENCIAS EN LOS DEVANADOS

R1=ρ*(I1*N1)/A1*Ce1 R2=ρ*(I2*N2)/A1*Ce2 1.1.20.-CALCULO DE LAS PERDIDAS DEL NUCLEO

Pcu=m(

2

I1

*R1+

2

I2

*R2)

1.1.21.-CALCULO DE LA EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR

n=Psal/Pent n=(V2*I2

cos φ

)/V2*I2*

cos φ

+Pfe+Pcu

1.1.22.-CALCULO DEL AREA TOTAL DE LA SUPERFICIE DEL TANQUE EXTERIOR

At=Pt/

Aθ

*Kt