Tecnologa ElctricaTEMA 2.- TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SISTEMA POR UNIDAD Introduccin. Acoplamiento magntico El transformador de potencia. El sistema por unidad. El transformador de tres devanados. El transformador regulador.

Tecnologa Elctrica

Sistemas Elctricos de Potencia

EL TRANSFORMADOR IDEAL

Conexiones en estrella y en tringulo

TEMA 2.- TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SISTEMA POR UNIDAD Introduccin. Acoplamiento magntico El transformador de potencia. El sistema por unidad. El transformador de tres devanados. El transformador regulador.

ACOPLAMIENTO MAGNTICOFlujo propio

ACOPLAMIENTO MAGNTICOFlujo mutuo

CIRCUITOS MAGNTICOS

RELACIONES BSICAS EN LOS CIRCUITOS MAGNTICOS

CIRCUITOS MAGNTICOS: FLUJOS

Ley de Hopkinson = Ni = = /

Ejercicio:Obtener las ecuaciones de definicin del circuito serie con tres devanados de la figura. Determinar las ecuaciones de un transformador ideal con esta configuracin.

TEMA 2.- TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SISTEMA POR UNIDAD Introduccin. Acoplamiento magntico El transformador de potencia. El sistema por unidad. El transformador de tres devanados. El transformador regulador.

Tecnologa ElctricaTRANSFORMADOR DE POTENCIA.

Tecnologa Elctrica

EL TRANSFORMADOR DE POTENCIA: CIRCUITO EQUIVALENTE.

CIRCUITO EQUIVALENTE REDUCIDO AL PRIMARIO.

CIRCUITO EQUIVALENTE REDUCIDO AL PRIMARIO APROXIMADO.

TRANSFORMADORES TRIFSICOS.Esquema de conexiones de los arrollamientos:

Ejercicio:En la figura se muestra el esquema de conexiones y las lecturas de los aparatos de medida para la realizacin de los ensayos de vaco y cortocircuito de un transformador estrella-tringulo de 10 kVA. Encontrar el circuito equivalente por fase.Ensayo de vaco: P1 =265,2 W; P2 =-65,2 W; U10 =1000V; U20 =100 V; I0 =0,35 A.Ensayo de cortocircuito: P1 =360,2 W; P2 =-210,2 W; U2cc =10 V; I2cc =57,7 A.

Ejercicio:Determinar el smbolo de acoplamiento para el transformador de la figura. El nmero de vueltas de cada devanado del primario es N1 y aquellos del secundario N2/2. Si se aplica en el primario un sistema de tensiones equilibrado de secuencia directa con una tensin de lnea de 3000 V y N1/N2 = 33/2, determinar la lectura de un voltmetro conectado entre a y n

TRANSFORMADORES TRIFSICOS:DESPLAZAMIENTOS DE FASEEjercicio propuesto:Determinar la relacin de transformacin para los transformadores de las diapositivas siguientes.

TRANSFORMADOR TRIFSICO ESTRELLA-ESTRELLA.

TRANSFORMADOR TRIFSICO ESTRELLA-TRINGULO.

Smbolo de acoplamiento:YNd11UNE-EN 60076

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Ejercicio:Se dispone de tres transformadores monofsicos de 400 MVA cada uno, con tensiones nominales 127/15 kV y reactancia de cortocircuito del 15%, que se conectan en forma de banco trifsico YNd11, ver figura. Una carga trifsica equilibrada est conectada al devanado de mayor tensin; sta absorbe 1000 MVA con un factor de potencia de 0,95 inductivo cuando est sometida a la tensin nominal del banco trifsico (127 kV de fase). Determinar la tensin en los devanados de menor tensin del banco trifsico para estas condiciones de operacin.

Ejercicio :

Ejercicio:En la figura se muestra el esquema unifilar de un sistema de energa elctrica constituido por dos generadores de 250 V cuyo valor se toma como valor base. Se dispone de un transformador elevador TA que eleva la tensin a 800 V. Al final de la lnea existe un transformador reductor TB que como es evidente no fue diseado para esta instalacin en particular, ya que sus tensiones terminales son superiores a las necesarias; sin embargo su relacin de espiras es apropiada para proporcionar la tensin adecuada a la carga de 400 V. Las impedancias de las mquinas se dan por unidad referidas a sus valores nominales. La impedancia de la lnea se da en valores absolutos. Si se toma como potencia base una potencia aparente de 5000 VA, determinar el esquema equivalente elctrico del sistema en valores pu.

Ejercicio :

Ejercicio:Considrese el esquema unificar de la figura, en la que se presentan los valores asignados de los transformadores. Las reactancias de los mismos se dan en valores p.u. Las impedancias de la lnea y la carga se expresan en ohmios. La tensin en los terminales del generador es 13.2 kV, (las tensiones se miden en valores de lnea). Calcular: la intensidad suministrada por el generador, la intensidad en la red de mayor tensin, la intensidad en la carga y la potencia aparente en la carga.

Ejercicio:Considrese la misma configuracin como en el ejercicio anterior pero con las siguientes modificaciones. No se especifican la tensin del generador y la impedancia de carga. En cambio se suministra la informacin siguiente: la magnitud de la tensin de carga es 63 kV y la carga consume una potencia de 5 MW con un factor de potencia, PF, de 0.9 en atraso. Determinar la intensidad de carga, la tensin del generador, y la potencia del generador.

Ejercicio:El sistema de energa elctrico de la figura est formado por un generador sncrono trifsico cuyos valores asignados son 25 MVA y 13,2 kV. Su reactancia sncrona es de 1,02 pu expresada respecto a sus valores nominales. Dicho generador trabaja con tensiones equilibradas de secuencia directa. El transformador trifsico tiene las siguientes caractersticas: 30 MVA, 66/13,2 kV, Dyn11, reactancia de cortocircuito de valor 0,10 pu respecto a sus valores nominales. Determinar la tensin en el lado de menor tensin del transformador y la tensin de detrs de la reactancia sncrona del generador, cuando el sistema en rgimen permanente equilibrado alimenta a la carga trifsica equilibrada que consume 18 MW a 64,2 kV con un PF 0,86 inductivo.

Ejercicio:En el esquema unifilar del sistema de energa elctrica de la figura, se selecciona como valores base 100 MVA y 22 kV en el lado de generador. Los datos de los fabricantes para cada elemento se indican a continuacin:G:90 MVA22 kVXG=18%T1:50 MVA22/220 kVXT1=10%T2:40 MVA220/11 kVXT2=6,0%T3:40 MVA22/110 kVXT3=6,4%T4:40 MVA110/11 kVXT4=8,0%M:66,5 MVA10,45 kVXM=18,5%La carga trifsica en el nudo 4 consume 57 MVA con un PF de 0,6 en atraso a 10,45 kV. Los valores de reactancia de las lneas 1 y 2 son 48,40 y 65,43 , respectivamente.

Ejercicio 7.Obtener el diagrama de impedancias p.u. Si el motor sncrono opera a plena carga con un PF de 0,8 en adelanto a una tensin en sus terminales de 10,45 kV, determinar: b1) la tensin en el nudo de generador (nudo 1); b2) las tensiones de detrs de reactancia del generador y del motor.

Ejercicio 7

Sol: Diagrama de impedancias p.u.

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TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS

Ejercicio:Se dispone de un transformador de tres devanados de valores asignados: primario Snp =150 MVA, Unp =20kV; secundario Sns =150 MVA, Uns =127kV; terciario Snt =50 MVA, Unt =7,85kV. Los valores obtenidos en los ensayos de cortocircuito son:Xps = 14% respecto a 150 MVA y 20 kV.Xpt = 12% respecto a 50 MVA y 20 kV.Xst = 10% respecto a 50 MVA y 127 kV.a) Determinar el circuito equivalente aproximado del transformador de tres devanados en pu usando como valores base los valores asignados del devanado primario.b) Se forma un banco trifsico de tres devanados mediante tres transformadores idnticos al del enunciado que responde al smbolo de acoplamiento YNd11yn0. Determinar el circuito equivalente en pu.

TEMA 2.- TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SISTEMA POR UNIDAD Introduccin. Acoplamiento magntico El transformador de potencia. El sistema por unidad. El transformador de tres devanados. El transformador regulador.

Transformador con tomas en el primario o en el secundario

Transformadores trifsicos con tomas

Ejercicio:

La conexin de una red a un nudo de potencia infinita se realiza a travs de dos lneas en paralelo de reactancias 0,1 pu en la misma base. La tensin en el nudo de potencia infinita es de 10 pu y extrae una intensidad de 0,8-j0,6 pu. Determinar las potencias activas y reactiva suministradas a la carga desde cada una de las dos lneas segn los siguientes escenarios: a) Sin que ninguna de las lneas incluya un transformador de regulacin

Ejercicio:

b) Cuando se instala un transformador regulador de mdulo con un escaln de tensin del 1% en serie con una de las lneas cerca del nudo de potencia infinita. El terminal de tomas se ha situado un 5% por encima de la toma principal; c) cuando se instala un transformador de ngulo que introduce una diferencia de fase de 3 en el lado del nudo de potencia infinita.

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