“EL TRANSFORMADOR TRIFASICO”

CURSO:

LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS I.

DOCENTE:

ALUMNOS:

GARCIA VALERIO SEGUNDO ULISES

SANTISTEBAN OBANDO SMITH

CARRERA PROFESIONAL:

MECANICA-ELECTRICA (C10 – IV)

AÑO ACADÉMICO:

2015 - II

LA LIBERTAD –TRUJILLO

PERÚ

“EL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO”

OBJETIVOS: 1. Al finalizar la práctica de laboratorio el alumno será capaz de usar el transformador trifásico

y mediante pruebas básicas a esta máquina podrá calcular su rendimiento y comprender su principio de funcionamiento además de conectarle cargas simulando una situación real de operación.

FUNDAMENTO TEORICO

El transformador más utilizado actualmente es el trifásico. Esto se debe a que la producción,

distribución y consumo de energía eléctrica se realizan en corriente alterna trifásica. Entendemos

por transformador trifásico aquel que es utilizado para transformar un sistema trifásico

equilibrado de tensiones en otro sistema equilibrado de tensiones trifásico pero con diferentes

valores de tensiones e intensidades.

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir

la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que

ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se

obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas,

dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

Fig. 1

¿Qué es polaridad en un transformador?

Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan en el mismo sentido de la

bobina primaria o en el sentido opuesto, según el criterio del fabricante.

Debido a esto, podría ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina

secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto.

Polaridad Aditiva:

La polaridad positiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está arrollado en

el mismo sentido que el bobinado primario.

Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen.

Los terminales “H1” y “X1” están cruzados. Ver diagrama.

Polaridad Sustractiva:

La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado

en sentido opuesto al bobinado primario.

Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten.

Los terminales “H1” y “X1” están en línea. Ver diagrama.

Figura 2.a: Determinación de las Marcas de Polaridad de un transformador.

Figura 2.b: Determinación de las Marcas de Polaridad de un transformador.

TIPOS DE CONEXIONES

Fig. 3 tipos de conexiones

Fig. 4 conexiones en estrella y triangulo

Fig. 5 conexiones en Zigzag

INDICE HORARIO

Dependiendo del tipo de conexión, entre las tensiones simples del primario y del

secundario, pueden aparecer entre las tensiones simples respectivas unas determinadas

diferencias de fase. Para indicar el desfase existente entre las tensiones simples, se suele utilizar el

llamado índice horario (ángulo formado por la aguja grande y la pequeña de un reloj cuando

marca una hora exacta), expresado en múltiplos de 30º (ángulo entre dos horas consecutivas,

360º/12=30º). El conocimiento del desfase (índice horario) es muy importante cuando se han de

conectar transformadores en paralelo, dado que entonces, todos los transformadores deben tener

el mismo índice horario, para evitar que puedan producirse corrientes de circulación entre los

transformadores cuando se realice la conexión.

A continuación veremos algunas de las formas más frecuentes de conexión (el desfase se obtiene

multiplicando el número que acompaña la denominación por 30, ejemplo: en Yy6 el desfase es

6*30=180º):

Fig.6 índice horario triangulo-estrella

Fig. 7 fórmulas para el cálculo del rendimiento

EQUIPOS Y MATERIALES:

Cantidad Descripción Marca Modelo Observación

01 Fuente de

alimentación lab volt

01 Transformador

220/110 v

Elko

peruana

01

Tarjeta de

adquisición de

datos

lab volt

01 Computadora

de mesa Lenovo

03 Módulo de

Resistencias lab volt

30 Cables banana

PROCEDIMIENTO

1. Coger los transformadores monofásicos proporcionados e identificar sus puntos de polaridad.

2. Conectar los trasformadores para obtener el índice horario proporcionado por el profesor.

3. Conectar los instrumentos como indica la figura y grafica de los fasores de voltaje.

¿Qué secuencia indica la gráfica?: Es una secuencia horaria desfasada en 120º. ¿Cuál es el ángulo de desfasaje entre los voltajes? En ángulo de desfase entre voltajes es de 120º.

4. Colocar los instrumentos como indica la figura y grafica de fasores de voltaje.

¿Qué secuencia indica la gráfica? La grafica anterior nos está mostrando una “diagrama de reloj” ¿Cuál es el ángulo de desfasaje entre los voltajes? El ángulo de desfase es de 120º.

5. Colocar los instrumentos como indica la figura y grafica de fasores de voltaje.

¿Cuál es el ángulo entre el voltaje de línea primario y el voltaje de línea secundario? Es de ángulo del voltaje primario y secundario es de 150º. ¿Cuál es la diferencia entre el voltaje primario y el secundario? Uno está en conexión en triangulo y el otro en conexión estrella.

CUESTIONARIO ¿Cuál es la importancia de conocer el índice horario de un transformador trifásico? Permite mostrar la importancia que tiene una conexión D en un transformador como forma de que el efecto de distorsión armónica no se propague a las tensiones del transformador haciendo que estas se mantengan perfectamente balanceada. Esta es la razón de la popularidad de la conexión YD o su inversa, prácticamente utilizada en la generalidad de los transformadores trifásicos en las aplicaciones industriales. ¿Por qué es importante determinar los parámetros de corto y vacío de un transformador trifásico? Para asi poder determinar hasta cuanto puede resistir ese transformador sin que se queme. ¿Cuándo y qué tipo de refrigeración debe tener un transformador trifásico?

- Para transformadores de pequeña potencia (hasta 50KVA) la refrigeración se realiza aprovechando el aire que envuelve a los mismos. Para ello se construye la cubierta con unas aberturas, con el fin de que el aire puede circular de forma natural por los mismos (ventilación por convección). En el caso de que esta ventilación no fuese suficiente se añaden ventiladores que fuerzan la refrigeración del Transformador.

- Para transformadores de distribución de media potencia (menos de 200KVA) se sumergen en aceite natural o silicona. El aceite transmite el calor del Transformador al exterior por convección natural. Además, con el aceite se consigue mejorar el aislamiento de los devanados de alta tensión.

- Para transformadores de distribución de gran potencia se añaden aletas de refrigeración en la cubierta exterior del mismo. Además se hace circular el aceite caliente desde el interior del Transformador hacia dichas aletas con el fin de acelerar el proceso de refrigeración. Para transformadores de más potencia se pueden añadir ventiladores que fuerzan la evacuación de los radiadores externos.

Tipos de refrigeración: 1. Tipo ONAN (Oíl Natural circulation Air Natural circulation) : Este tipo de refrigeración se

basa en la circulación natural del aceite y del aire en los radiadores. 2. Refrigeración tipo ONAF (Oil Natural circulation Air Forced circulation): Esta tipo de

refrigeración se da mediante la circulación natural del aceite y circulación forzada de aire a través los radiadores.

3. Refrigeración tipo OFAF (Oil Forced circulation Air Forced circulation): Esta tipo de refrigeración se da mediante la circulación forzada del aceite (bombas de aceite hacia los radiadores) y circulación forzada de aire a través los radiadores.

4. Refrigeración tipo ODAF (Oil forced circulation Directed Air Forced): Esta tipo de refrigeración se basa en la circulación forzada y dirigida del aceite (bombas de aceite hacia los radiadores y elementos de direccionamiento en el interior del transformador hacia los canales del aceite) y circulación forzada de aire a través los radiadores.

CONCLUSIONES - Se demostró que el Angulo de desfase es de 150° en un índice horario. - Mediante pruebas básicas se logró identificar los puntos de polaridad del transformador. - se identificaron las partes del transformador (núcleo de hierro, devanado).