Cuprins

Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.

Extras din document

Cuprins:
Cap.1 Introducere
Cap.2 Notiuni generale despre transformatorul electric
2.1 Elemente constructive. Principiul de functionare.
Marimi nominale. Simbolizare.
2.1.1 Elemente constructive
2.1.2 Principiul de functionare, simbolizare, marimi nominale
Cap.3. Solicitarile dielectrice la transformatoarele electrice
3.1 Solicitarile dielectrice si ale mediului exterior asupra izolatoarelor de trecere la transformatoarele electrice de mare putere
3.1.1 Efectele conturnarii
3.1.2 Poluarea izolatoarelor
3.1.3 Acoperirea izolatoarelor
3.1.4 Incercarile izolatoarelor
Cap. 4. Metoda elementului finit
4.1. Suportul informatic al modelarii numerice
4.1.1. Pre-procesorul
4.1.2. Post-procesorul
Cap.5. Modele numerice pentru studiul problemelor de camp electrostatic
5.1. Introducere
5.2 Ecuatiile generale ale campului electromagnetic
5.2.1 Legile campului electromagnetic in domenii cu corpuri imobile
5.2.2.1 Legile generale
5.2.2.2. Legi de material.
5.2.2. Unicitatea solutiilor ecuatiilor campului electromagnetic
5.3. Modele diferentiale exprimate in potentiale electromagnetice
Cap. 6. Modelarea numerica a solicitarilor dielectrice ale izolatoarelor de trecere la transformatoarele electrice de putere
6.1. Introducere
6.2 Formularea problemei
6.3 Modelul de cimp al trecerii izolante
6.4 Modelarea numerica a solicitarilor dielectrice ale izolatorului de joasa tensiune.
6.4.1 Date geometrice pentru izolatorul de joasa tensiune.
6.4.2 Definirea domeniului de calcul
6.4.3 Proprietati fizice, conditii pe frontiera
6.4.4 Modelul numeric al izolatorului de trecere de joasa tensiune
6.5 Modelarea numerica a solicitarilor dielectrice ale izolatorului de trecere de tip interior
6.5.1 Date geometrice pentru izolatorul de trecere de medie tensiune de tip interior
6.5.2 Definirea domeniului de calcul
6.5.3 Proprietati fizice, conditii pe frontiera
6.5.4 Modelul numeric al izolatorului de trecere de joasa tensiune
6.6 Modelarea numerica a solicitarilor dielectrice ale izolatorului de trecere de tip exterior
6.6.1 Date geometrice pentru izolatorul de trecere de medie tensiune de tip exterior
6.6.2 Definirea domeniului de calcul
6.6.3 Proprietati fizice, conditii pe frontiera
6.6.4 Modelul numeric al izolatorului de trecere de joasa tensiune
Cap. 7. Influenta umiditatii mediului ambiant asupra solicitarilor dielectrice ale izolatoarelor de trecere
7.1 Influenta umiditatii mediului ambiant asupra solicitarilor dielectrice ale izolatorului de joasa tensiune.
7.1.1 Date geometrice pentru izolatorul de joasa tensiune
7.1.2 Definirea domeniului de calcul
7.1.3 Proprietati fizice, conditii pe frontiera
7.1.4 Modelul numeric al izolatorului de trecere de joasa tensiune
7.2 Influenta umiditatii mediului ambiant asupra solicitarilor dielectrice ale izolatorului de trecere de tip exterior de medie tensiune
7.2.1 Date geometrice pentru izolatorul de trecere de medie tensiune de tip exterior
7.2.2 Definirea domeniului de calcul
7.2.3 Proprietati fizice, conditii pe frontiera
7.2.4 Modelul numeric al izolatorului de trecere de medie tensiune
7.3 Observatii privind influenta umiditatii mediului ambiant asupra solicitarilor dielectrice
Cap.8 Observatii si concluzii
Bibliografie

Alte date

?

Cap.1. Introducere

Separarea galvanica a circuitelor electrice in raport cu structuri metalice care in functionare normala trebuie sa aiba potential electric nul este o problema a instalatiilor electrice cu atat mai complexa cu cat nivelul tensiunii este mai ridicat. Un exemplu uzual este cel al transformatoarelor electrice de medie si inalta tensiune de tipul in ulei, in care legatura dintre infasurari si liniile exterioare se face prin izolatoare de trecere, subansamble al caror comportament electric este tot atat de important pentru functionarea echipamentului ca si rezistenta mecanica.

Izolatorele electrice se utilizeaza in constructia statiilor si a liniilor electrice, a instalatiilor si a echipamentelor electrice de joasa si inalta tensiune. Ele se impart in doua grupe importante:

? Izolatoare de trecere;

? Izolatoare suport si de suspensie.

Izolatoarele de trecere asigura trecerea conductoarelor aflate sub tensiune dintr-o incapere in alta printr-un perete pus sub pamant (peretii unei statii, capacul unei cuve de transformator, etc.). Atat izolatoarele de trecere cat si cele suport se realizeaza, fie ca izolator de tip interior, fie ca izolator de tip exterior, in functie de locul in care sunt utilizate.

Izolatoarele suport si de suspensie se utilizeaza pentru sustinerea conductoarelor sau a unor elemente dintr-o instalatie electrica si sunt dispuse, fie in exterior (statii de transforare, linii de transport si de distributie a energiei electrice, etc.), fie intr-o incinta inchisa, cumeste cazul statiilor de tip interior, al cuvelor aparatelor electrice etc.

În contextul conceptiei asistate de calculator a izolatorului de trecere, obiectivul studiului este acela de a evidentia utilitatea si eficienta unui model numeric in corelarea dimensiunilor geometrice si a proprietatilor fizice astfel incat solicitarile dielectrice relative ale diverselor materiale sa fie comparabile.

Ca in toate domeniile ingineresti, progresul in Electrotehnica presupune moduri noi si originale de conceptie, care constau in dispunerea inteligenta a materialelor magnetice, conductoare si izolante in structuri mecanice solide. Pana in ultimele decenii activitatea de conceptie a facut apel la reguli empirice si la metode bazate pe experienta si pe constructia si testarea de prototipuri. Conceptia era mai mult o arta decat stiinta luarii deciziilor in urma analizei fenomenelor in dispozitivul studiat.

Ca urmare a schimbarilor fundamentale in structura si functionarea sistemelor a aparut necesitatea revederii metodelor traditionale de studiu si conceptie. Considerarea neliniaritatii unor proprietati fizice ale materialelor, geometriile complexe ale unor structuri, studiul regimurilor tranzitorii au impus metode si tehnici de conceptie asistata de calculator. Aceste mijloace raspund eficient atat necesitatilor de optimizare a structurilor clasice cat si acelora de predeterminare a structurilor noi inainte de constructia unor prototipuri fiabile.

Conceptia asistata de calculator are doua efecte pozitive. Pe termen scurt, reducerea duratei ciclului idee - prototip – produs si cresterea productivitatii echipelor de studii si proiectare, iar pe termen lung dezvoltarea creativitatii prin posibilitatea experimentarii prin simulare numerica a unor idei noi si incorporarea unor elemente inovatoare in produsele clasice. În cadrul conceptiei asistate calculatorul devine un “laborator numeric” de constructie a prototipurilor, fara costurile si termenele unei fabricatii veritabile. În plus, prin asocierea sistemele expert, calculatorul devine un partener de conceptie in luarea deciziilor.

Definirea empirica a unor solutii, sau utilizarea unor modele teoretice simplificatoare implica un anumit numar de prototipuri si modificari solicitate de birourile de studii, ceea ce inseamna costuri, timp si prelungirea considerabila a dezvoltarii unui produs nou.

Experienta unor firme importante precum General Electric, Westinghouse, Siemens, ABB, Jeumont Schneider, arata ca utilizarea tehnicilor de conceptie asistata de calculator aduce o crestere considerabila a competitivitatii intreprinderii atat prin actiunea asupra costurilor si termenelor cat si prin multiplicarea posibilitatilor creative ale inginerilor de conceptie.

Primele aplicatii de conceptie asistata de calculator au fost in electronica, unde necesitatea conceptiei circuitelor integrate a facut indispensabila utilizarea mijloacelor informatice puternice, apoi in aviatie, unde complexitatea conceptiei aparatelor de zbor din punct de vedere mecanic si al structurilor necesita softuri foarte elaborate. Tehnicile de conceptie asistata s-au implementat ulterior in industria de automobile, in arhitectura, etc., in ultima vreme practic in toate domeniile industriale.

Lucrarea de fata prezinta modelarea numerica a solicitarilor dielectrice ale izolatoarelor de trecere la transformatoarele electrice de putere. Pentru a se putea realiza acestea se va folosi din setul de programe Matlab 6.5 mediul PDETool. Acest mediu permite cu usurinta modelarea numerica a fenomenelor electrostatice, lucru esential in executarea acestei lucrari de diploma.

Cap.2. Notiuni generale despre transformatorul electric

Transformatoarele electrice sunt dispozitive electromagnetice statice de curent alternativ constituite in principal din doua sau mai multe infasurari cuplate magnetic, a caror functie de utilizare consta in modificarea parametrilor tensiune si curent ai energiei electrice. În cazul aplicatiilor de frecventa redusa, sub 10 kHz, cuplajul dintre infasurari se asigura prin intermediul unui miez magnetic.

Primul transformator cu miez magnetic si doua infasurari a fost construit de M. Faraday in 1831, in scopul evidentierii experimentale a fenomenului inductiei electromagnetice.

Se poate afirma ca fara transformatoare utilizarea energiei electrice la acara zilelor noastre ar fi fost de neinchipuit. Transformatorul electric permite transmisia energiei electrice la distante foarte mari cu randamente ridicate gratie utilizarii tensiunilor ridicate la sute de kilovolti. Prin statii de transformare in trepte energia electrica este apoi distribuita la parametrii necesari fiecarui consumator mare sau mic, industrial sau casnic.

Transformatorul electric joaca un rol important si in actionarile electrice bazandu-se ca si masinile electrice de c.a. pe legea inductiei electromagnetice el sta la baza teoriei tuturor acestor masini. Transformatorul electric poate fi mono, bi-, tri- sau m-fazat, in functie de reteaua de alimentare si de cerintele consumatorului

2.1. Elemente constructive. Principiul de functionare. Marimi nominale. Simbolizare.

2.1.1. Elemente constructive

Transformatoarele sunt constituite in calitate de subansamble active din doua sau mai multe circuite electrice - infasurari, dispuse in jurul unui circuit magnetic inchis, denumit miez magnetic.