maquinas electricas cuestionario unidad 2

8/13/2019 Maquinas Electricas Cuestionario Unidad 2

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2-1.- El concepto relacin de vueltas de un transformador es igual al concepto de

voltajes a travs del transformador? Explique la respuesta.

S. El transformador tiene Np vueltas de alambre en el primario y Ns vueltas de alambreen el secundario. La relacin entre el voltaje Vp aplicado al lado primario deltransformador y el voltaje Vs producido en el secundario dar como resultado la relacinentre ambos conceptos por la siguiente ecuacin:

2-2.- Por qu la curva de magnetizacin impone un lmite superior al voltaje

aplicado a un ncleo de transformador?

Porque una vez que el pico del flujo alcanza el punto de saturacin en el ncleo, unpequeo incremento en el flujo pico requiere un incremento muy grande en la corriente demagnetizacin.

2-3.- Qu componentes conforman la corriente de excitacin de un transformador?

Cmo se simulan en el circuito equivalente del transformador?

La corriente de magnetizacin

La corriente de prdidas en el ncleo


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2-4.- Qu es el flujo disperso en un transformador? Por qu es simulado como un

inductor en el circuito equivalente del transformador?

Son lneas de flujo que no logran pasar por la superficie del ncleo y se pierden en elespacio. Los flujos I.P y I.S que escapan del ncleo y pasan nicamente a travs de unode los devanados del transformador son flujos dispersos. Es simulado porque esta fugade flujos produce una autoinductancia en las bobinas primaria y secundaria.

2-5.- Haga una lista y describa los tipos de prdidas que se presentan en un

transformador.

Perdidas en el cobre. Son perdidas por calentamiento resistivo en los devanadosprimario y secundario del transformador.

Perdidas por corrientes parasitas. Perdidas por calentamiento resistivo en el ncleodel transformador.

Perdidas por histresis. Estn relacionadas con los reordenamientos de los dominiosmagnticos en el ncleo durante cada semiciclo.

Flujo disperso. Los flujos que escapan del ncleo y pasan nicamente a travs deuno de los devanados del transformador son flujos dispersos.

2-6.- Por qu el factor de potencia de la carga afecta la regulacin de voltaje del

transformador?

Porque para un transformador que opera a un factor de potencia en atraso, la regulacinde voltaje es mayor que cero, mientras que para un factor de potencia en adelanto, elvoltaje secundario puede ser mayor que el voltaje primario de referencia. Si esto ltimoocurre, el transformador tendr una regulacin de voltaje negativa (efecto Ferranti).

2-7.- Por qu la prueba de cortocircuito muestra bsicamente las perdidas

y nolas perdidas en la excitacin del transformador?

Porque las terminales del secundario se cortocircuitan y en el primario se conecta unafuente adecuada de voltaje, entonces se miden el voltaje, la corriente y la potencia deentrada.

2-8.- Por qu la prueba de circuito abierto muestra bsicamente las prdidas de la

excitacin y no las perdidas ?

Porque esta prueba permite obtener el valor de las llamadas prdidas en vaco o prdidasen el ncleo. En sta prueba el devanado que se alimenta es de bajo voltaje y as resultams conveniente la medicin.


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2-9.- Cmo elimina el sistema por unidad el problema de los diferentes niveles de

voltaje en un sistema de potencia?

Porque en este sistema las conversiones necesarias se realizan automticamente por elmtodo en s. Elimina la necesidad de hacer explicitas las conversiones de nivel de voltajeen todos los transformadores del sistema., sin que el usuario deba preocuparse por la

transformacin de las impedancias. Debido a que tales transformaciones de impedanciaspueden omitirse, los circuitos que contienen transformadores pueden resolverse confacilidad.

2-10.- Por qu los autotransformadores pueden manejar ms potencia que los

transformadores convencionales del mismo tamao?

Una razn podra ser porque los transformadores convencionales para sacar la seccindel transformador influye tanto la potencia que se va a utilizar como la potencia perdida enel ncleo por el mero hecho de que este induciendo voltaje, en cambio en el autotransformador para calcular la seccin del transformador solo influye la potencia que se vaa utilizar, esto quiere decir que la efectividad del transformador se incrementa la cantidad

de energa que se perdida por efectos dela induccin de la una bobina a la otra.

2-11.- En qu consisten las tomas de derivacin (taps) en los transformadores?Por qu se utilizan?

Estas tomas en el transformador permiten que este se pueda ajustar para acomodarse alas variaciones de voltaje de las localidades. Se utilizan porque a veces un transformadorse puede usar en una lnea de potencia cuyo voltaje vara ampliamente con la carga.

2-12.- Cules son los problemas asociados con la conexin trifsica detransformadores en Y-Y?

1. Si las cargas del circuito del transformador estn desbalanceadas, los voltajes delas fases del transformador pueden llegar a desbalancearse severamente.

2. Los voltajes de terceras armnicas pueden ser grandes.

2-13.- Qu es un transformador TCUL?

Transformador conmutador de tomas bajo carga. Es aquel que tiene la posibilidad decambiar la toma mientras se est suministrando potencia.

2-14.- Cmo pueden realizarse transformaciones trifsicas utilizando solo dostransformadores? Qu tipos de conexiones se pueden utilizar? Cules son lasventajas y desventajas?

Se puede lograr esta transformacin mediante diferentes conexiones, todas las tcnicasque se empleen involucran la reduccin en la capacidad de manejo de potencia de lostransformadores.


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Algunas de las conexiones ms importantes con dos transformadores son:

-Conexin delta abierta (V-V).

-Conexin Y abierta- delta abierta.

-Conexin Scott-T

-Conexin trifsica en T

En cada una de las diferentes conexiones se usan solo dos transformadores o bobinados,como sea el casi esto quiere decir que para que las bobinas sigan entregando el mismonivel de rendimiento deberan ser forzadas ms, y si el rendimiento del transformador consus tres bobinas estaba al tope cuando se las pase a dos el rendimiento bajarconsiderablemente, esto es hablando en el caso que se desee hacer esta conexinprovisional para reparar una bobina.

A parte la mayor ventaja que presentan todos estos tipos de conexiones es que dan laopcin de obtener una fase adicional cuando se dispone nicamente de dos.

2-15.- Explique por qu la conexin en delta abierta est limitada a suministrar solo57.7% de la carga de un banco de transformacin delta delta normal.

Es importante fijarse en los ngulos de los voltajes y corrientes en este grupo detransformadores. Puesto que falta una de las fases del transformador, la corriente de lalnea de transmisin es ahora igual a la corriente de fase de cada transformador y lascorrientes y voltajes del grupo difieren en un ngulo de 30. Como que los ngulos decorriente y voltaje son diferentes en cada uno de los dos transformadores, se hace

necesario examinar cada uno de ellos individualmente para determinar la potenciamxima que pueden suministrar. Para el transformador 1, el voltaje tiene un ngulo de150y la corriente tiene uno de 120, as que la mxima potencia del transformador 1 seexpresa mediante:

P1= VF* IF* cos(150 - 120 )

P1= VF* IF* cos 30

P1 = (3 / 2) * VF* IF

Para el transformador 2, el voltaje est en un ngulo de 30 y la corriente en uno de 60de modo que su potencia mxima es

P2= VF* IF* cos(30 - 60 )

P2= VF* IF* cos (-30 )


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P 2= (3 / 2) * VF* IF

Entonces, la potencia mxima del grupo delta-abierto se expresa

P = 3 * VF* IF

La corriente nominal es la misma en cada transformador, aun si hay dos o tres de stos.El voltaje tambin es el mismo en cada uno de ellos; as que la relacin de la potencia desalida disponible en el grupo delta abierto y la potencia de salida disponible del grupotrifsico normal es

PD -abierta/ P3-fases= (3 * VF* IF) / (3 * VF* IF) = 1 / 3 = 0.577

La potencia disponible que sale del grupo en delta-abierta es slo el 57.7% de la potencianominal del grupo original.

2-16.- Puede un transformador de 60Hz ser operado en un sistema de 50Hz? Quacciones se deben llevar a cabo para que sea viable esta operacin?

Si un transformador de 60 Hz se debe operar a 50 Hz, el voltaje que se le aplique debereducirse tambin en un sexto o el flujo mximo en el ncleo ser demasiado alto. Si elvoltaje de un transformador se reduce por alguna razn, el valor de potencia nominal deltransformador debe reducirse en igual cantidad. Si no se hace esta correccin, la corrienteen los devanados del transformador exceder la corriente mxima permisible causandosobrecalentamiento

2-17.- Qu ocurre en un transformador cuando se conecta por primera vez a lalnea de potencia? Cmo puede minimizarse este problema?

Cuando un transformador se conecta por primera vez a la red durante el encendido deltransformador ocurre una corriente de irrupcin, que es lo que en los motores equivaldraa la corriente de arranque. Para limitar esta corriente se puede utilizar una resistencialimitadora que se dispara al momento que la corriente exceda un lmite programado paraque limite la corriente. Tambin se puede aumentar el amperaje de funcionamiento.

2-18.- Qu es un transformador de potencial? Cmo se utiliza?

La funcin de un Transformador de Potencial, llamados PTs, es la de brindar medianteun primario devanado especialmente, o acople tipo capacitivo en otros modelos, unaconexin segura con los circuitos de Alta Tensin, para reducir el voltaje y aislargalvnicamente su lado secundario y conectarse de forma segura con los circuitos demedida en el lado de baja tensin.


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Generalmente los PT's tienen una potencia nominal muy baja y su nico objetivo essuministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida coninstrumentos conectados a su secundario.

Adems, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deber serparticularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden

conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin, dependiendo dequ tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacin especial.

El primario de un transformador de potencial se conecta en paralelo con el circuito depotencia y en el secundario se conectan los instrumentos o aparatos de proteccin.

De esta forma se obtiene un aislamiento entra el lado de Alta tensin con respecto de loscircuitos de Baja tensin donde estn los voltmetros o instrumentos de medida, rels ocontroladores.

2-19.- Qu es un transformador de corriente? Cmo se utiliza?

Los transformadores de corriente son transformadores de alta precisin en los cuales larelacin de las corrientes primaria a secundaria es una constante conocida que cambiamuy poco con la carga. Se utilizan para realizar muestreos de corrientes altas y realizarmediciones con aparatos de medicin de baja potencia.

2-20.- Un transformador de distribucin est dimensionado para 18Kva, 20,000/480V y 60Hz. Puede este transformador suministrar de forma segura una carga de15kVA a 415 V y 50Hz? Explique la respuesta.

Si puede trabajar de manera segura, ya que tanto la potencia nominal como el voltaje han

sido reducidos en la misma proporcin para trabajar a 50 Hz, por lo que la corriente en losdevanados del transformador no exceder la corriente mxima permisible.

2-21.- Por qu se escucha un zumbido al estar cerca de un transformador depotencia?

Este "zumbido" se debe al flujo alterno en el ncleo que produce un fenmeno conocidocomo magnetoestriccin. El "zumbido" del transformador, comnmente referido como"ruido", se produce principalmente por el ncleo a una frecuencia fundamental del doblede la frecuencia aplicada. El ruido es una caracterstica inherente del ncleo y no puedeser eliminada por completo.

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