UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

4º PRACTICA DE LABORATORIO

ASIGNATURA: MAQUINAS ELÉCTRICAS

PROFESOR: ING. FAUSTINO PÉREZ ESTRELLA

TEMA: CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN RED TRIFASICA

ALUMNO:QUEQUE LUQUE, YONN HARRY.

AÑO: 2015

TRANSFORMADORES

EL FUNDAMENTO DEL TRANSFORMADOR

Transformadores

Primero que todo que es un transformador?

El Transformador es un dispositivo eléctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas .La bobina conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria. Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la correspondiente disminución de corriente.

Los trasformadores se utilizan hasta en casa, en donde es necesario para aumentar o disminuir el voltaje que esta impartido por la compaña que esta distribuyendo la electricidad a estas, además sirve para resolver muchos problemas eléctricos.

Relación de corriente.

Si se conecta una carga al secundario del transformador, el voltaje inducido Eg hace que circule una corriente I2 en el devanado secundario.

Debido a la circulación de corrientes, se tiene en el devanado secundario una fuerza magnetomotriz (FMM) N2 I2 opuesta a la del primario N1 I1. Es conveniente recordar que el voltaje inducido en el primario E1 es siempre directamente proporcional al flujo 0 y también es igual al voltaje aplicado V1, considerando como antes, todos estos valores como eficaces. Dado que el voltaje aplicado no cambia, el flujo en el núcleo debe ser constante, cualquier incremento en la corriente secundaria, será balanceado por un incremento en la corriente primaria, de manera que el flujo de energización producido por la corriente en el primario tendrá un valor efectivo constante durante la operación del transformador. En los transformadores de potencia de valor relativamente pequeño, se puede decir que prácticamente el flujo que eslabona al devanado primario, es el mismo que eslabona al secundario y de aquí que la corriente de vacío o de energización representa sólo el 2% o 3% de la corriente primaria de plena carga ya se puede decir que los ampere-espira del primario son iguales a los ampere-espira del secundario, es decir:

N1 I = N2 I2

I1=

N2

I2 N1

La aplicación de los circuitos equivalentes.

Cuando los transformadores se usan dentro de una red compleja para estudiar el comprometido por lo que se refiere a la distribución de la carga, las caídas de tensión, el corto circuito, etc. conviene, con relación hasta lo ahora expuesto sobre el funcionamiento del transformador, considerando con lo que se conoce como “El circuito equivalente” que en su forma más completa está constituido por un transformador “ideal” (de relación N1/N2) conectado a las resistencias R0, R1 y R2 y a las reactancias X0, X1 y X2.

Diagrama equivalente de un transformador monofásico.

La resistencia Ro representa el efecto disipativo, debido a las pérdidas en vacío, R1 es la resistencia del devanado primario, R2 la del secundario.

En forma análoga Xo representa el efecto de absorción de la corriente de magnetización, en tanto que X1 y X2 representan los efectos de los flujos dispersos en los devanados primario y secundario.

Para algunos estudios, no se requiere considerar los efectos de la saturación del núcleo del transformador y son despreciables, en cambio en otros se requiere de mayor precisión y entonces a Ro y Xo se les atribuyen propiedades no lineales.

Como se mencionó antes, para algunos estudios es conveniente hacer referencia a los valores de tensiones y corrientes referidos a un devanado a un lado del transformador, por lo general, el primario que es el de alimentación. En estos casos el esquema equivalente se simplifica a un circuito “T”.

POTENCIA Y RENDIMIENTO DE LOS TRANSFORMADORES MONOFASICOS Y TRIFASICOS.

La potencia de los transformadores.

Como se sabe, la potencia en corriente alterna monofásica está dada como el producto de la tensión por la corriente y por el factor de potencia, de acuerdo a la expresión.

P = VI cos 9

Esta fórmula expresa la “potencia real” que se mide en watts, el producto del voltaje (solo) por la corriente da la denominada potencia aparente.

P = VI

Las normas para transformadores cuando hablan de potencia nominal, se refieren a una potencia que es el producto de la corriente por el voltaje en vacío. La potencia nominal es por lo tanto una “potencia aparente” que es la misma, ya sea que se considere el devanado primario o el devanado secundario. La razón de esta definición que es sólo convencional, se debe al hecho de que se caracteriza a la máquina desde el punto de vista del dimensionamiento. Las prestaciones de una máquina eléctrica están limitadas por el calentamiento de sus componentes, las cuales está causadas por las pérdidas que tiene. En particular, en un transformador se tienen las pérdidas en el núcleo y al pérdidas en los devanados.

Para el núcleo magnético, las pérdidas dependen de la inducción magnética B, la cual es proporcional a la tensión inducida, en los devanados, las pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente.

La prueba de corto circuito del transformador, permite obtener las pérdidas a plan carga con los devanados, a parir de éstas se pueden calcular para cualquier otro valor de carga.

La llamada prueba de “circuito abierto” en el transformador, permite obtener el valor de las llamadas pérdidas en vacío o pérdidas den el núcleo, que como se mencionó, consisten de dos partes, las pérdidas por histéresis y las pérdidas por corriente circulantes.

En la prueba de circuito abierto, el devanado que se alimenta es por lo general el de bajo voltaje, debido a que resulta el más conveniente par a la medición.

La eficiencia en los transformadores.

En general, la eficiencia de cualquier máquina eléctrica, se calcula como:

Eficiente

Pot. Salida

=

Pot. Salida

Pot. EntradaPot.

Salida + Pérdidas

En virtud de que la capacidad de un transformador está basada en su potencia de salida, esta ecuación se puede escribir como:

Eficiente =

KVA salida x FP

KVA salida por FP Perd.

Núcleo + perd.

devanados

Eficiencia diaria de los transformadores.

Dependiendo de la aplicación de los transformadores, con frecuencia se usan para operar las 24 horas por día, aún cuando la carga no sea continua en el período total de operación. En estas condiciones un transformador tiene dos conceptos de eficiencia, una global para condición de plena carga y otro para distintas cargas al día, es decir, la llamada eficiencia diaria. Esta eficiencia diaria se expresa como la relación de la energía de salida a la energía de entrada durante el período de 24 horas.

Transformadores trifasicos.

La mayoría de las redes de distribución son trifásicas y también un buen número de usuarios de tipo comercial e industrial hacen uso de sistemas de alimentación trifásicos, esto hace que sea necesario considerar la importancia que tienen los sistemas trifásicos en las instalaciones eléctricas y en consecuencia los transformadores trifásicos en estas.

La energía de un sistema trifásico se puede transformar, ya sea por medio de tres transformadores monofásicos (formando un banco trifásico) o bien mediante el uso de un transformador trifásico. Por razones de tipo económico, de espacio en las instalaciones y confiabilidad en los equipos, se puede decir, que en general, es preferida la solución del uso de transformadores trifásicos en las instalaciones eléctricas que requieren de este tipo de alimentación.

Los transformadores trifásicos normalmente están constituidos de un núcleo que tiene 3 piernas o columnas, sobre cada una de las cuales se encuentra dispuestas los devanados primarios y secundarios de la misma fase. Estos devanados para cada una de las fases ese pueden conectar en estrella, delta a Zig-Zag.

La conexiones entre los devanados secundarios pueden ser iguales o distintas de aquellas que se usen entre las fases del primario por lo que en teoría puede haber nueve combinaciones de conexión. En la práctica se pueden usar las siguientes conexiones entre los devanados primario y secundario: Estrella-estrella, delta-estrella, estrella/zig-zag, estrella-delta, delta-delta.

RELACIONES ENTRE LAS ESPIRAS CON RELACION AL TIPO DE CONEXIÓN DE LOS DEVANADOS.

Criterios para la selección de conexiones.

La selección de la combinación de las conexiones depende de consideraciones económicas y de las exigencias que impone la operación. Por ejemplo, en las redes de distribución que usan tres fases con neutro, es necesario el uso de devanados secundarios en estrella, ya que éstos tienen un punto accesible para el neutro.

En los transformadores con devanado primario en delta y secundario en estrella/ o con primario en estrella y secundario en Zig-Zag los desequilibrios o desbalances en la carga (cuando las fases no se encuentran igualmente cargadas), repercuten menos sobre la línea de alimentación primaria.

Con respecto a los efectos económicos, se puede decir como criterio general que los devanados en delta son más costosos que aquellos conectados en estrella, requiriéndose emplear conductores de diámetro menor o debiendo emplear un mayor número de espiras.

Desfasamiento entre las fases.

En los transformadores trifásicos, tiene importancia entre otra cosas, el eventual desfasamiento de fases de la tensión secundaria respecto a la tensión primaria., que puede afectar a la conexión en paralelo de los transformadores.

En los transformadores monofásicos en conexión trifásica, a los transformadores trifásicos, los devanados primario y secundario que tienen la misma conexión (por ejemplo estrella/estrella, delta/delta) la tensión secundaria puede esta sólo en fase (A 00) o en posición de fase, es decir, a 180o.

En cambio, los transformadores, trifásicos con conexión mixta en los devanados (por ejemplo estrella/delta, delta/estrella, estrella/zig-zag), este desfasamiento angular no puede ser nunca 0o o 180o pero debe ser múltiplo de 30o.

Examinando vectorialmente todas las combinaciones de conexiones trifásicas, resulta que incluyendo el desfasamiento de 0o, pueden haber 12 distintos valores de desfasamiento angular de 30 agrados en 30 grados, los valores más usuales de desfasamiento angular se dan en la tabla.

3.2.-Conexiones De Transformador Trifásico.

3.2.2- Conexión Estrella( ð ðð Delta( ðð

En esta conexión el voltaje primario de línea se relaciona con el voltaje primario de fase mediante VLP =Ö3 * VFP, y el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de fase secundario VLS = VFS. La relación de voltaje de cada fase es

VFP / VFS = a

De tal manera que la relación total entre el voltaje de línea en el lado primario del grupo y el voltaje de línea en el lado secundario del grupo es

VLP / VLS = (Ö3 * VFP) / VFS

VLP / VLS = (Ö3 * a)

La conexión ð ðð no tiene problema con los componentes del tercer armónico en sus voltajes, ya que ellos se consumen en la corriente circulatoria del lado delta(ð). Está conexión también es más estable con relación a las cargas desbalanceadas, puesto que la delta(ð) redistribuye parcialmente cualquier desbalance que se presente.

Esta disposición tiene, sin embargo, un problema. En razón de la conexión delta(ðð, el voltaje secundario se desplaza 30º con relación al voltaje primario del transformador. El hecho de que un desplazamiento de la fase haya ocurrido puede causar problemas al conectar en paralelo los secundarios de dos grupos de transformadores. Los ángulos de fase de los transformadores secundarios deben ser iguales si se supone que se van a conectar en paralelo, lo que significa que se debe poner mucha atención a la dirección de desplazamiento de 30º de la fase, que sucede en cada banco de transformadores que van a ser puestos en paralelo.

En estados unidos se acostumbra hacer que el voltaje secundario atrase al primario en 30º. Aunque esto es lo reglamentario, no siempre se ha cumplido y las instalaciones más antiguas deben revisarse muy cuidadosamente antes de poner en paralelo con ellos un nuevo transformador, para asegurarse que los ángulos de fase coincidan.

La conexión que se muestra en la figura hará que el voltaje secundario se atrase, si la secuencia es abc. Si la secuencia del sistema fase es acb, entonces la conexión que se ve en la figura hará que el voltaje secundario se adelante al voltaje primario en 30º .

Se usa en los sistemas de transmisión de las subestaciones receptoras cuya función es reducir el voltaje. En sistemas de distribución es poco usual (no tiene neutro) se emplea en algunos ocasiones para distribución rural a 20 KV

3.2.3- Conexión Delta( ð )- Estrella( ð )

En una conexión ð ðð , el voltaje de línea primario es igual al voltaje de fase primario, VLP=VFP, en tanto que los voltajes secundarios se relacionan por VLS =Ö3 *VFS, por tanto la relación de voltaje línea a línea de esta conexión es

VLP / VLS = VFP / (Ö3 * VFS)

VLP / VLS = a /Ö3

Esta conexión tiene las mismas ventajas y el mismo desplazamiento de fase que el transformador ð ððð La conexión que se ilustra en la figura, hace que el voltaje secundario atrase el primario en 30º,tal como sucedió antes.

Se usa en los sistemas de transmisión en los que es necesario elevar tensiones de generación. En sistemas de distribución industrial, su uso es conveniente debido a que se tiene acceso a dos tensiones distintas, de fase y línea.

3.2.4.- Conexión Delta( ð )- Delta( ð )

En una conexión de estas,

VLP = VFP

VLS = VFS

Así que la relación entre los voltajes de línea primario y secundario es

VLP / VLS = VFP / VFS = a

Esta conexión se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofásicos y carga de potencia trifásica simultáneamente, presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armónicas. Sin embargo, circulan altas corrientes a menos que todos los transformadores sean conectados con el mismo tap de regulación y tengan la misma razón de tensión.

3.3.-Conexión En Paralelo.

Los transformadores se pueden conectar en paralelo por distintas razones, las principales están relacionadas con problemas de confiabilidad y de incremento en la demanda. Cuando se excede o se está a punto de exceder la capacidad de un transformador ya en operación.

Para conectar los transformadores en paralelo y garantizar su correcta operación, se deben cumplir ciertas condiciones como son:

Deben tener los mismos voltajes primarios y secundarios.

Deben tener los mismo valor de impedancia expresado en porciento o en por unidad.

Se debe verificar que la polaridad de los transformadores sea la misma.

1. MATERIALES HERRAMIENTAS UTILIZADOS.

Multímetro: es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente

magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o

pasivas como resistencias, capacidades y otras.

Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios

márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se

han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante

añadida).

Desarmador: Un destornillador o atornillador es una herramienta que se

utiliza para apretar y aflojar tornillos y otros elementos de

máquinas que requieren poca fuerza de apriete y que

generalmente son de diámetro pequeño. En El

Salvador, Honduras, Nicaragua y México también se

conoce a esta herramienta como desarmador. También es

válido el término desatornillador, aunque es un término menos frecuente y

con más uso en América.

Bananas: cable para conducir electricidad desde la

fuente hasta el circuito, por un lado una banana para

conectar a ala fuente y por el otro lado trae un caimán

para conectar al circuito. 

2. HERRAMIENTAS E INSTRUMENTOS

MATERIALES HERRAMINETAS INSTRUMENTOS

Cable awg 12

Tablero

Bananas

Llave térmica

Desarmador:

Plana

Estrella

Vatímetro

Amperímetro

Ohmímetro

Voltímetro

Multímetro digital Conectores

Transformador monofásico Fuente

Cinta adhesiva Plumón

3. PROCEDIMIENTO

Sin carga

Determinar la polaridad de cada transformador en el caso de que no se

conociera.

Realizar las conexiones que se muestran a continuación sin carga.

Completar el siguiente cuadro para cada caso:

Conexión

Estrella-estrella 230 129 65 36 4

Estrella –Delta 230 129 36 36 4

Delta- estrella 229 229 111 36 4

Delta -delta 229 229 65 36 4

Dónde:

CON CARGA:Medir los siguientes parámetros

Conexión

Estrella

estrella

230 129 65 36 0.16 0.26

Estrella

Delta

230 129 36 36 0.12 0.21

Delta

estrella

229 229 111 65 0.6 0.33

Delta

delta

229 229 65 65 0.56 0.26

CUESTIONARIO

1. Fundamento teórico:

De acuerdo a la estructura del núcleo del transformador trifásico, las más empleadas son las siguientes:

Transformador con sistemas magnéticos acoplados, que es denominado como transformador de tres columnas o núcleo trifásico, que tiene una asimetría en los circuitos magnéticos el que origina que las tres corrientes de excitación no sea

iguales y tampoco las terceras armónicas correspondientes(esta asimetría es poco perceptible en la operación en carga).

Transformador con sistemas magnéticos independientes, denominado también banco de transformación trifásica a base de transformadores monofásicos o grupo transformador trifásico. En este caso se tiene tres circuitos magnéticos independientes, por lo que las corrientes de excitación serán iguales.

Los devanados, tanto primario como secundario, pueden estar acoplados en: estrella (Y, y), triángulo (Dad) o zeta (Saz). Por convención se adopta la letra mayúscula para indicar la forma de conexión del devanado primario y con letra minúscula, la del devanado secundario. Por lo tanto las combinaciones de conexiones que se obtienen son los siguientes: Dd, Dy, Dz, Yy, Yz, Zd, Zy, Zz, siendo las más empleadas las 6 primeras combinaciones.

1) POLARIDAD E IDENTIFICACIÓN DE TERMINALES

Según las normas VDE, los terminales de los devanados, denominados origen y fin del devanado, se simbolizan mediante las letras: 1 fase 2 fase 3 fase Primario U-X V-Y W-Z Secundario u-x v-y w-z

Siendo la elección del origen y el fin del devanado de fase en forma arbitraria. Para un sistema de transformación trifásico, lo que se elija para una fase, debe ser la base para las otras fases del sistema cumpliéndose además que se designa por las mismas letras (mayúscula y minúscula) a los terminales primarios y secundarios de los devanados de la misma fase, y que tengan la misma polaridad(diferencia de potencial magnético).

Lo mencionado anteriormente se ha adoptado en la representación de los transformadores de la figura 1. Para este informe designaremos a los devanados de fase por sus letras iniciales o la indicación de polaridad (punto),

2) CONEXIONES DE TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

Consideraciones Previas

Para un sistema de potencia de transformación y con iguales tensiones, se puede establecer el siguiente cuadro de comparaciones:

ESTRELLA TRIANGULO ZIG-ZAGTensión Compuesta V V VIntensidad de Línea I I ICorriente por devanado I I/3 I

Sección de arrollamiento S S/3 S Número de espiras N 3N (2/3)NPaso de conductor 100% 100% 115%

Conexión Estrella.- Esta forma de conexión se prefiere para operación con

tensiones elevadas, por resultar más económica, con conexiones en delta corresponderían secciones muy débiles, poco resistentes a eventuales solicitaciones electrodinámicas(c.c), como por ejemplo para ondas de choque procedentes del exterior (descargas atmosféricas) se requiere de espiras de entrada con aislamiento reforzado y en los arrollamientos en delta hay entrada por ambos extremos de fase, lo que significaría más cantidad de aislamiento, mayor espacio requerido, o sea devanados más caros de construcción.

Conexión Triángulo.- Empleado para transformadores de potencia elevada y tensiones moderadas o corrientes elevadas, ya que con ello evitamos el empleo de grandes secciones de conductor.

a) Conexión Estrella Triángulo.- Adecuado como transformador reductor (final de línea), cuando no se requiera puesta a tierra en el secundario. No genera armónicas de tensión. Se recomienda mayormente para tensiones secundarias relativamente bajas que motivan corrientes elevadas.

La conexión en triángulo de uno de los devanados, influye favorablemente en las condiciones de funcionamiento del transformador (ya sea Yd o Dy), ya que protege al transformador contra toda clase de efectos perjudiciales producido por los terceros armónicos de flujo y de fuerza electromotriz. En el caso de conexiones estrella, la corriente armónica de tercer orden (corriente de excitación no sinodal) de cada fase están en fase (son homopolares) por lo que se anularían, lo que trae como consecuencia que la onda de flujo se deforme y se incremente la FEM.

b) Conexión Estrella-Estrella.- Empleado cuando se desea disponer de neutro en baja y cuando no se prevén grandes corrientes de desequilibrio (fase neutro) en las cargas (como límite 10%In). Útil para transformadores con potencias pequeñas o moderadas a tensiones elevadas.

c) Conexión estrella Zeta.- Solo se emplea en transformadores de distribución de reducida potencia. Puede operar con neutro secundario, admitiendo toda clase de desequilibrio y las tensiones secundarias no presentan terceras armónicas. Es más caro que la estrella-estrella, por mayor empleo de material en su construcción.

d) Conexión Triángulo Estrella.- Se estudiara la conexión mixta triángulo - estrella.

Existen dos formas de cerrar el triángulo: según (a) y según (b). También caben dos formas de crear los neutros: (a) y (c). Esto da cuatro posibilidades. Existen, en definitivamente, cuatro desfases posibles:

30 ( /6 ) y 150 ( 5/6 ).

En términos horarios: 1, 5, 7, 11.

A n

A a B b C c

C B

Es de interés observar que, si en lugar de aplicar al transformador un sistema directo de tensiones ABC, se alimenta con un sistema inverso ACB, el desfase cambia de signo ( 30 pasa a + 30, horariamente 11 pasa a 1, y viceversa).

Por lo anterior, y a fin de que los índices horarios queden unívocamente determinados, hay que añadir que se determinarán a base de aplicar un sistema directo de tensiones, es decir, cuyo orden de sucesión de máximos, en los bornes, sea ABC. En estas condiciones, se contarán como ángulos positivos los de atraso de la menor tensión respecto a la más elevada. Los índices horarios son tales ángulos de atraso, en grados sexagesimales divididos por 30.

Nótese que, en los acoplamientos triángulo - estrella, si los números de espiras son N1 para el primario y N2 para el secundario

3) INFLUENCIA DE LA FORMA DE CONEXIÓN ENTRE LOS DEVANADOS

En el caso de conexión triángulo existen dos formas posibles de cerrar el triángulo, tal como se muestra en la figura 3 en la que se indica la conexión triángulo derecha (fig. 3a) y la conexión triángulo izquierdo (fig. 3b).Asimismo para la conexión estrella existen dos formas posibles de cerrar el neutro, tal como se muestra en la figura 4, en la que se indica la conexión estrella directa (fig. 4a) y la conexión estrella inversa (fig. 4b)

Ósea que es posible obtener determinados tipos de conexiones de varias maneras distintas.En vez de expresar el ángulo de desfasaje de las tensiones en grados, es más cómodo utilizar el Método Del Reloj para designar este ángulo, ya que sabemos que el ángulo que forma las manecillas cuando estas indican los índices horarios es siempre 30. Asimismo tenemos que el ángulo de desfasaje es siempre múltiplo de 30, por lo que el método del reloj indica el desfasaje expresado en el Índice Horario.Angulo de Desfasaje = Índice Horario * 30 = (n) 30

4) OBTENCIÓN DE OTROS INDICES

Es posible variar el desfasaje (índice horario) mediante métodos externos (sin tocar la estructura interna del transformador trifásico o grupo) y/o mediante métodos internos (que implica variar internamente su estructura).

4.1.- Métodos Externos.- Se refiere a variar el orden en que se conectan los bornes del transformador a las líneas, obteniéndose otros índices horarios. Se aplican dos métodos:

a) Corrimiento Cíclico (cc).- Por cc de las conexiones externas de un transformador (solamente lado del primario o secundario), el desfasaje varía en 120, lográndose un nuevo índice horario. El nuevo ángulo de desfasaje dependerá si hacemos el cc hacia la derecha o izquierda, y si la efectuamos en el lado de primario o secundario.

b) Permutación.- Por permutación se entiende el sustituir la alimentación eléctrica de un sistema directo (RST) por otro sistema inverso (RTS), lográndose de esta manera el cambio de signo del desfasaje. Se podrá comprobar que la permutación sólo afecta para los índices impares, mas no a los pares. La permutación se puede combinar con el método del cc y obtener distintos índices.

4.2.- Método Interno.- Se refiere a modificaciones de conexiones internas, como la formación del neutro de estrella, alteración de la manera como se cierra el triángulo. A este procedimiento también se le puede denominar inversión de polaridad (por fase), que también puede implicar: inversión del sentido en que este arrollado el devanado o intercambio de denominación de los terminales.Este método interno implica necesariamente intervenir internamente el transformador, para obtener el cambio de índice de horario.

5) INFLUENCIA DEL INDICE HORARIO EN LA CONEXIÓN EN PARALELO DE TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS.

Los transformadores que presentan el mismo índice horario pueden funcionar en paralelo conectando conjuntamente en los lados primarios y

secundarios los bornes con el mismo símbolo (siempre que se cumplan las demás condiciones de puesta en paralelo);

En lo que se refiere a las posibilidades de marcha en paralelo cuando los índices horarios son diferentes, se puede clasificar 4 grupos de acoplamiento:

Grupo I : Índices horarios 0, 4, 8

Grupo II : Índices horarios 2, 6, 10

Grupo III : Índices horarios 1, 5, 9

Grupo IV : Índices horarios 3, 7, 11

La marcha en paralelo de dos transformadores del mismo grupo de acoplamiento es siempre posible, ya que se observa que la diferencia entre los índices horarios en un mismo grupo es siempre igual a 4 u 8, o sea 120 0 240, que es el que corresponde al desfasaje entre dos fase entre una red trifásica. Para la marcha en paralelo de transformadores del mismo grupo se aplicará el método de corrimiento cíclico.

Un transformador del grupo III puede funcionar en paralelo con otro del grupo IV si el origen de sucesión de fases de uno de los transformadores se invierte en relación con el otro (Que anteriormente se definió como permutación).

A excepción de la combinación de los grupos III y IV que acaba de ser descrita, es imposible hacer funcionar en paralelo los transformadores pertenecientes a grupos diferentes, entendiéndose por imposibilidad la obtención de otros índices por métodos externos. Por lo tanto las siguientes combinaciones no son posibles, por no poderse efectuar cambios de índice por métodos externos:

Grupo I : con II o III o IV

Grupo II : con I ó III o IV

Grupo III : con I ó II

Grupo IV : con I ó II

6) COMPARACIÓN ENTRE LOS BANCOS TRIFASICOS Y LOS TRAFOS TRIFASICOS.

Pudiera parecer que la ventaja de los transformadores trifásicos es decisivas, ahorro de peso que significa ahorro de pérdidas. No obstante, no está excluido el uso de bancos a base de transformadores monofásicos, si bien se limita al caso de transformaciones de elevadas potencias.

La comparación económica es decisiva (coste inicial y perdidas) en favor de los transformadores trifásicos, si solo se considera la transformación.

Si por motivos de seguridad se desea disponer de elementos de reserva, la conclusión puede ser otra. Se puede disponer de otro transformador trifásico de reserva (100%). Tratándose de un banco con transformadores monofásicos (reserva 33%). En tal caso la segunda es la más económica.

7) LOS DESFASAJES Y LA PUESTA EN PARALEO DE TRANSFORMADORES.

Es sabido que los transformadores monofásicos poseen una determinada polaridad, por ello, la forma en que se conecten para concebir los bancos trifásicos originara que sí el sistema trifásico del primario posee una determinada secuencia, el sistema trifásico del secundario, posea la misma secuencia, pero no necesariamente la misma fase.

Estos desfases producidos por determinadas conexiones se les han estudiado y clasificado en grupos e índices. Estos son: Grupo I : índices horarios 0, 4 y 8.Grupo II : índices horarios 6, 10 y 2.Grupo III : índices horarios 1, 5 y 7.Grupo IV : índices horarios 3, 7 y 11.

1- Posibilidad de obtención de otros desfases (índices horarios).Por corrimiento cíclico de las conexiones externas de un transformador (solamente alta, o bien baja), el desfase se modifica en 120º. Así resulta.

Índicehorario

Desfasenormal

Corrimientocíclico

Corrimiento cíclico

0 0 120 2405 150 270 306 180 300 6011 330(-30) 90 210

Por lo tanto sin cambio interno en las conexiones, simplemente prescindiendo del marcado del transformador (según las letras en paréntesis de la figura) e imaginándolo marcado en base de corrimientos cíclicos, según se ha hecho en la figura, se logran otros desfases.

8) CONDICIONES PARA LA CONEXIÓN DE TRAFOS 1 EN CONEXIÓN TRIFASICA

Deben ser de igual potencia Deben tener igual tensión en el primario y en el secundario Deben tener igual marca de polaridad. Para la puesta en paralelo de bancos monofásicos, aparte de cumplir las

condiciones para poner en paralelo dos transformadores cualquiera debe cumplirse que los índices horarios de dichos bancos sean iguales.

Si no se cumple lo anterior debe verse la manera de llegar a dicha igualdad y esto se puede lograr utilizando los métodos de corriente cíclico y/o el de permutación según esto a excepción de los II y IV es imposible de hacer funcionar en paralelo los transformadores pertenecientes a grupos diferentes por lo tanto las siguientes combinaciones no son posibles de efectuarse:

9) ENSAYOS DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS

Los ensayos fundamentales son los mismos que en los transformadores monofásicos. Se modifican algunas expresiones en forma que es fácil imaginar, otras subsiste. Al transformador monofásico real (banco trifásico) o ideal (núcleos trifásicos o de cuatro o cinco columnas) se le asignará 1/3 de la potencia del trifásico.

ENSAYO DE VACIO

La base de aplicar a uno de los arrollamientos del sistema trifásico de torsiones nominales, estando el secundario sin carga (en vacío). La relación de transformación N = U1/ U2, es la misma se refiere a tensiones compuestas o simples. Las pérdidas Po = Pfe. Si se dan en valores absolutas (W) las del transformador 1 son iguales a un tercio de las reales del trifásico. Con los valores de corriente voltaje y potencia obtenidos en este ensayo se logra hallar los valores equivalentes de la resistencia y reactancia del núcleo de hierro.

ENSAYO EN CORTOCIRCUITO

Aplicando un triángulo de tensiones equilibrado en el primario, que motive intensidades de corrientes nominales a base de que los bornes del secundario están cortocircuitados.Las pérdidas que se obtienen son debido a pérdidas en el cable Pcc = Pcu = 3 Rca IN2, con los valores de corriente, voltaje y potencia obtenidos en este ensayo se logra hallar los valores equivalentes de resistencia y reactancia del cobre.

2. Completar el cuadro de mediciones sin carga

VER TABLA 1

3. Completar el cuadro de mediciones con carga.

VER TABLA 1

4. Con el cuadro de mediciones con carga calcular la potencia de entrada y la potencia que se consume en la carga. Para cada caso, adicionarlo al cuadro anterior

Conexión

Estrella

estrella

230 129 65 36 0.16 65 0.26 63.739 29.721

Estrella

Delta

230 129 36 36 0.12 36 0.21 47.804 7.545

Delta

estrella

229 229 111 65 0.6 111 0.33 237.984 63.445

Delta

delta

229 229 65 65 0.56 65 0.26 222.118 16.887

La tabla 2 desarrollada paginas siguientes

MEDICION DE INTENSIDADES EN LAS LINEAS DE ENTRADA Y SALIDA:

Estrella-estrella Estrella- triangulo

Línea Entrada salidaL1 0.15 0.26L2 0.17 0.27L3 0.15 0.27

Línea Entrada salidaL1 0.12 0.21L2 0.12 0.12L3 0.12 0.12

Línea Entrada salidaL1 0.56 0.26L2 0.6 0.26L3 0.39 0.27

Línea Entrada salidaL1 0.6 0.33L2 0.67 0.33L3 0.45 0.34

Triangulo – triangulo Triangulo – estrella

Recuerde que:

Como = 0 entonces …por ser carga netamente resistiva.

Estrella-estrella

=0.26 Amperios

Potencia de entrada

63.739 watts

Potencia de carga:

29.721 watts

Estrella- triangulo

Potencia de entrada

47.804 watts

Potencia de carga:

7.545 watts

Triangulo – triangulo

Potencia de entrada

*229*0.56*1

222.118 watts

Potencia de carga:

*65*0.15*1

16.887 watts

Triangulo – estrella

Potencia de entrada

*229*0.6*1

237.984 watts

Potencia de carga:

*111*0.33*1

63.445 watts

5. ¿Es igual la potencia que ingresa y la potencia que se consume en la carga? Diga a que se debe esta diferencia.

Como podemos ver los valores obtenidos de la potencia de que entra en la cargar y la que consume esta (la carga) no son iguales; ya que por la disipación, las

pérdidas que se dan en el transformador, el efecto joule, y el parámetro (este

parámetro es inferior a 1, ello se muestra en panel de valores)

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Observaciones:

El uso adecuado de los instrumentos agilizo la determinación de la polaridad en los transformadores.

Se tuvo mucho cuidado al conectar el puente ( ), debido a que en un

momento esas terminales estaban en forma adyacente y después estaban en forma diagonal.

Si las mediciones de las tensiones se hubieran hecho de manera inadecuada se corría el riesgo de producir un cortocircuito.

Conclusiones:

Los transformadores trifásicos son máquinas eléctricas de gran utilidad dentro de la industria, así como también en la distribución de energía.

Su clasificación se basa esencialmente en la utilidad que se le dé a los mismos, teniendo de esta manera una amplia gama de transformadores a

disposición de los usuarios los cuales deberán tener en cuenta varios factores a la hora de su elección.

Lo que más se tiene presente al momento de la adquisición de uno de estos transformadores es sin duda el factor económico, así como también su rendimiento.

De las formas más sencillas del transformador trifásico sin duda la más económica es el que esté constituido por un solo transformador pues además resulta mucho más pequeño y liviano; sin embargo al trabajar con un banco de transformadores se puede tener la opción, de que uno de ellos puede usarse como reemplazo del otro.

La designación del tipo de conexión a realizarse en una instalación se la debe realizar basa en el estudio de la magnitud de las tensiones a manejarse, ya que este es un factor variante en cada en cada una de las conexiones presentadas en el presente ensayo y cada una conlleva una eficiencia diferente dependiendo de la aplicación.