República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Misión Sucre, Aldea Juan ose RondónValle de la Pascua, Estado Guárico

Electricidad

Facilitador: Participantes:

Rubén Ayala Bonilla Lissette

Rangel DarwinRivas José

Rivas AlbertoJaramillo Anshony

Guerrero Jesús

Introducción

La luminotecnia

 Es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de la luz, así como su control y aplicación.

Sus principales magnitudes son:

- FLUJO LUMINOSO: Es   la  magnitud  que  mide   la  potencia   o   caudal   de   energía  de   la radiación luminosa y se define como la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible, se mide en Lumen (Lm). El flujo luminoso Փ es un índice representativo de la potencia luminosa de una fuente de luz.

Փ = lumen (lm).

- EFICACIA LUMINOSA: La eficacia luminosa describe el rendimiento de una lámpara. Se expresa  mediante   la   relación   del   flujo   luminoso   entregado,   en   lumen,   y   la   potencia consumida, en vatios. El valor teórico máximo alcanzable con una conversión total de la energía a 555 nm sería 683 lm/W. Las eficacias luminosas realmente alcanzables varían en función del manantial de luz, pero quedan siempre por debajo de este valor ideal.

- INTENSIDAD LUMINOSA: La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada,  es   la  relación que existe  entre el  flujo  luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera,  cuyo eje  coincida con  la  dirección considerada,  y  el  valor  de dicho ángulo sólido expresado en estereoradianes. Su unidad es la Candela (cd).

- ILUMINANCIA: La   iluminancia   es   un   índice   representativo   de   la   densidad   del   flujo luminoso sobre una superficie.  Se define como la relación entre el  flujo  luminoso que incide sobre una superficie y el tamaño de esta superficie. A su vez la iluminancia no se encuentra vinculada a una superficie real, puede ser determinada en cualquier lugar del espacio.  La  iluminancia se puede deducir  de  la   intensidad  luminosa.  Al  mismo tiempo disminuye la iluminancia con el cuadrado de la distancia de la fuente de luz (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). Su unidad es el Lux.

- LUMINANCIA: Mientras que la iluminancia nos describe la potencia luminosa que incide en una superficie, vemos que la luminancia nos describe la luz que procede de esa misma superficie. A su vez dicha luz puede ser procedente de la superficie misma (p.ej. en el caso de   la   luminancia   de   lámparas   y   luminarias).   También   vemos   que   la   luminancia   se encuentra   definida   como   la   relación   entre   la   intensidad   luminosa   y   la   superficie proyectada   sobre   el   plano  perpendicularmente   a   la   dirección   de   irradiación.   Pero   es posible que la luz sea reflejada o transmitida por la superficie. En el caso de materiales que reflejan en forma dispersa (mateados) y que transmiten en forma dispersa (turbios), es   posible   averiguar   la   luminancia   a   base   de   la   iluminancia   y   el   grado   de   reflexión 

(reflectancia)   o   transmisión   (transmitancia).   La   luminosidad   está   en   relación   con   la luminancia; no obstante, la impresión verdadera de luminosidad está bajo la influencia del estado de adaptación del ojo, del contraste circundante y del contenido de información de la superficie a la vista. La luminancia L de una superficie luminiscente resulta de la relación entre la intensidad luminosa I y su superficie proyectada Ap.

L = I / Ap [L] = cd / qm

- CURVAS FOTOMÉTRICAS: La distribución de las intensidades luminosas emitidas por una lámpara tipo standard, la mostraríamos de una forma general, para un flujo lumionso de 1000 lúmenes. El volumen determinado por los vectores que representan las intensidades luminosas en todas las direcciones, resulta ser simétrico con respecto al eje Y-Y’; es como una figura de revolución engendrada por la curva fotométrica que gira alrededor del eje Y-Y’.

- LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS: Se ha comprobado que las iluminancias producidas por las fuentes luminosas disminuyen inversamente con el cuadrado de la distancia desde el plano a iluminar a la fuente.

- Esta ley se cumple cuando se trata de una fuente puntual de superficies perpendiculares a la dirección del flujo luminoso y cuando la distancia de la luminaria es cinco veces mayor a la dimensión de la luminaria.

- LEY DEL COSENO: Cuando la superficie no es perpendicular a la dirección de los rayos luminosos, la ecuación del nivel de iluminación hay que multiplicarla por el coseno del ángulo ð que forman con la normal a la superficie con la dirección de los rayos luminosos.

Método de los nueve puntos

Supongamos un tramo de vía recta con disposición unilateral de las luminarias y separadas una distancia d.

Debido a las simetrías existentes en la figura, bastará con calcular las iluminancias en   la   zona   señalada.   En   el   resto   de   la   calzada   estos   valores   se   irán   repitiendo periódicamente.

Para hacer los cálculos, la zona se divide en nueve dominios con otros tantos puntos.

Distribución de puntos en una disposición unilateral

El valor medio de las iluminancias será para este caso:

con:

Se puede demostrar fácilmente que la expresión anterior de Em es también válida para las disposiciones tresbolillo y bilateral pareada.

Para calcular las iluminancias sobre cada nodo sólo consideraremos la contribución de las luminarias más próximas despreciándose el resto por tener una influencia pequeña.

La iluminancia en cada punto vale entonces:

Ei = EiA + EiB + EiC

Distribución de puntos en una disposición unilateral

Ei = EiA + EiB + EiC

Distribución de puntos en una disposición tresbolillo

Ei = EiA + EiB + EiC

Distribución   de   puntos   en   una   disposición   bilateral pareada

Ei =  EiA +  EiB +  EiC +  EiD +  EiE + EiF

Además de Em podemos calcular los coeficientes de uniformidad media y extrema de las iluminancias

Uniformidad   media   =   Emin /   Em

Uniformidad extrema = Emin / Emax

Para calcular las iluminancias podemos proceder de dos maneras:

En primer lugar podemos calcularlas usando la fórmula:

donde I se puede obtener de los gráficos polares o de la matriz de intensidades.

La otra posibilidad es recurrir a un método gráfico. En él, los valores de las iluminancias se obtienen por lectura directa de las curvas isolux. Para ello necesitaremos:

1. Las   curvas   isolux   de   la   luminaria   (fotocopiadas   sobre   papel   vegetal   o transparencias)

2. La planta de la calle dibujada en la misma escala que la curva isolux.3. Una tabla para apuntar los valores leídos.

El procedimiento de cálculo es el siguiente. Sobre el plano de la planta situamos los nueve puntos y las proyecciones de los centros fotométricos de las luminarias sobre la calzada.

A   continuación   se   superpone   sucesivamente   la   curva   isolux   sobre  el  plano  de manera que su origen quede situado sobre la luminaria y los ejes estén correctamente orientados (0-180º paralelo al eje de la calzada y 90º-270º perpendicular al mismo). Se leen los valores de la luminancia en cada punto y se apuntan en la tabla. 

A continuación se suman los valores relativos para cada punto y se calculan los valores reales. Finalmente calculamos la iluminancia media y los factores de uniformidad media y extrema.

Veámoslo mejor con un ejemplo sencillo. Supongamos una calle con luminarias de 20000 lm situadas a una altura de 8 m.

  1 2 3 4 5 6 7 8 9

Σ Ei c 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ei real 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A 0 0 0 0 0 0 0 0 0

B 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C 0 0 0 0 0 0 0 0 0

 

Los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los relativos aplicando la fórmula:

Finalmente, calculamos la iluminancia media y los factores de uniformidad:

Existen otros métodos de cálculo más potentes y fiables orientados a su empleo en aplicaciones informáticas, pero los principios en que se basa su funcionamiento son los que acabamos de exponer.

Leyes de Luminotecnia

Ley fundamental de la iluminación.

Se había establecido que la intensidad luminosa de un manantial luminoso, bajo un cierto ángulo sólido d se  definía como:

I = d / d         de donde >  d = I  * d

También sabemos que la iluminación viene definida por:    E = d / dsLa porción de superficie esférica vale:   ds = r2 * d,         de donde  ->    d = ds / r2.

Si consideramos un manantial luminoso puntiforme que irradia un flujo luminoso d  sobre un elemento de superficie ds, situado perpendicularmente a una distancia del manantial y siendo esta superficie la base del cono luminoso de ángulo d. , la iluminación en la superficie ds valdrá:

La ley fundamental de la iluminación establece  que:

"   La   iluminación  de  una   superficie   situada     perpendicularmente   a   la   dirección   de   la radiación luminosa es directamente proporcional a la intensidad luminosa del manantial luminoso   e   inversamente proporcional  al  cuadrado de  la  distancia  que  le  separa  del mismo."

Esta ley solamente es aplicable a fuentes puntiforme. En la práctica es aplicable también a  fuentes luminosas no puntiforme si la distancia entre la fuente y la superficie es 10 o más veces mayor que la mayor dimensión transversal de la fuente.

Ley del coseno.

La   anterior   ley   es   aplicable   solo   para   aquellos   casos   en   que   la   dirección   de incidencia   de   la   radiación   sea   normal   a   la   de   la   superficie:   los   rayos   inciden perpendicularmente

En la figura se tiene una superficie S que recibe un flujo luminoso procedente de un manantial luminoso. Esta superficie es perpendicular a la dirección del flujo, y su iluminación vale entonces: E = / SLa superficie S' forma un ángulo con respecto a la normal y vale: S' = S / cos y además recibe el mismo flujo luminoso ; por lo tanto su iluminación será: E' = (/ S) * cos

O, si recordamos la ley fundamental    E' = ( I/d2) cos  con lo que queda expresada la ley del coseno:

"La iluminación es proporcional al coseno del ángulo de incidencia de los rayos luminosos en el punto iluminado"El   ángulo  de   incidencia  es  el   formado  entre   la  dirección  de   los   rayos   luminosos  y   la perpendicular a la superficie en el punto de incidencia. (ángulo )

Ley de la inversa del cuadrado de las distancias.

Viendo el dibujo adjunto y aplicando la ley fundamental a S1 y S2 podemos ver que la iluminación de cada superficie depende de la inversa del cuadrado de la distancia a la fuente luminosa.

E1 =  I * cos  / d12 E2 = I * cos  / d2

2    

De las anteriores expresiones se obtiene:

(E1 /E2)  == ( d22 / d1

2) 

Para   un  mismo  manantial   luminoso,   las   iluminaciones   en   diferentes   superficies   son inversamente proporcionales al cuadrado de sus distancias a dicho manantial.

S

S'

Ley de Lambert.

Una   superficie   luminosa   considerada   como   un   punto,   siempre   que   sea efectivamente pequeña o reducible a su centro de gravedad, presenta un brillo constante, cualquiera que sea la dirección que se considere.Esta   ley   es   aplicable   también   a   los  manantiales   luminosos   secundarios   que,   al   ser iluminados por el manantial primario, emiten luz por reflexión, siempre que presenten una difusión perfecta.

Calculo de Alumbrado interior y exterior

La luminotecnia es la disciplina que se encarga del diseño y cálculo de instalaciones de   alumbrado   para   interiores   y   exteriores   con   la   finalidad   de   que   estas   resulten satisfactorias para el desarrollo de actividades humanas aún en condiciones de escasa o nula iluminación natural.

La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía.   Si   la   energía   se  mide   en   joules   (J)   en   el   Sistema   Internacional,   para   qué necesitamos nuevas unidades. La razón es más simple de lo que parece. No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla se convierte en luz.

Todo esto  se  ha  de  evaluar  de  alguna  manera  y  para  ello  definiremos  nuevas magnitudes:  el flujo luminoso,   la intensidad luminosa,   la iluminancia,   la luminancia,  el rendimiento o eficiencia luminosa y la cantidad de luz.

ImaxI1

1I2

2

ds

Los elementos básicos que forman parte de un sistema de iluminación son:

1 La fuente de luz o tipo de lámpara utilizada: incandescente, fluorescente, descarga en gas...

2 La  luminaria.  Controla el  flujo  luminoso emitido por  la fuente y,  en su caso, evita o minimiza el deslumbramiento.

3 Los sistemas de control y regulación de la luminaria.

Una vez conocidos estos elementos se puede comenzar el cálculo para saber si el nivel de iluminación es adecuado o no en un determinado espacio.

Para   realizar   el   proceso   de   cálculo   de   iluminación   general   en   instalaciones interiores, se pueden utilizar dos métodos:

1. Método de los Lúmenes, también denominado, Sistema General o Método del Factor de utilización,

El método de los lúmenes es una forma muy práctica y sencilla de calcular el nivel medio   de   la   iluminancia   en   una   instalación   de   alumbrado   general.   Proporciona   una iluminancia  media  con un error  de  ±  5  % y  nos  da  una  idea  muy aproximada de  las necesidades de iluminación.

2. Método del punto por punto (o de iluminancias puntuales):

Este método se utiliza si lo que se desea es conocer los valores de la iluminancia en puntos concretos.

En este caso, se va a explicar cómo aplicar el Método del punto por punto a través de un   ejemplo,   teniendo   siempre   en   cuenta   que  se   puede   utilizar   con   fuentes   de   luz puntuales   como   las   lámparas   incandescentes   y   de   descarga   pero   no   con   tubos fluorescentes.

La fórmula a emplear es la siguiente:

Tablas Útiles

 

TipoIluminación media Em (Lux)

Autopistas, autovías y carreteras con intenso tráfico 20-35

Vías urbanas  y plazas importantes 10-20

Vías y paseos residenciales 5-15

Polideportivos 100-500

 

Flujo de la lámpara (Lm) Altura (m)

3.000 ≤ L< 10.000 6 ≤ H < 8

10.000 ≤ L < 20.000  8 ≤ H < 10 

20.000 ≤ L < 40.000  10 ≤ H < 12

L ≥ 40.000 ≥ 12

 

Disposición Relación anchura/altura

Unilateral ≤ 1

Tresbolillo 1 <  A/H ≤1.5

Pareada > 1.5

 

Iluminación media Em (lux) Separación / altura

2 ≤ Em < 7 5 ≤ d/h < 4

7≤ Em < 15 4 ≤ d/h < 3.5

15 ≤ Em ≤  30 3.5 ≤ d/h < 2

 

Factor de mantenimiento fm

vía Luminaria abierta Luminaria cerrada

Limpia 0.75 0.80

Media 0.68 0.70

Sucia 0.65 0.68

 

 

 

También es importante tener en cuenta el Factor de Uniformidad:

Factor de uniformidad Alumbrado General Alumbrado Localizado

E mínima / E media ≥ ≥

Software de Aplicación a la Luminotecnia

Hoy existen muchos programas que nos facilitan enormemente la tarea de diseñar sistemas de iluminación tanto para interiores como exteriores. Vamos a hacer una breve reseña  de   los  principales  exponentes   gratuitos  que  existen  y  pronto  un  artículo  más extenso para cada uno.

Comencemos   por   el   DIALux,   es   el   programa   es   del   Instituto   Alemán   de Luminotecnia Aplicada (Deutsches Institut für angewandte Lichttechnik) DIAL y es Osram la   empresa   que  más   impulso   le   está   dando.   El   software   DIALux   permite   el   análisis cuantitativo   rápido   y   sin  problemas  de  un  proyecto,   y   cuenta   con  una   funcionalidad sencilla  de   renderización  3D.  El   formato  de  datos  ULD para   luminarias   comprende   la geometría 3D de la luminaria, la distribución de intensidad luminosa y la descripción del artículo.   Los   paquetes   PlugIn   de   los   fabricantes   de   luminarias   comprenden   datos   de planificación adicionales, como el factor de mantenimiento o los valores UGR. Es útil para cálculos de iluminación interior, exterior y vial, trabaja con catálogos reales de fábricas europeas. Además permite hacer render raytrace y te calcula todas las variables lumínicas.Sitio: www.dial.de

Otro muy bueno es Lumenlux de la empresa Lumenac que tiene la capacidad de realizar proyectos en exterior e interior. Los proyectos se realizan mediante un práctico esquema de pantallas sucesivas. Incluye información de productos a modo de catálogo electrónico   con   posibilidad   de   impresión   de   la   ficha   técnica   del  mismo   (foto,   curva fotométrica, modelos, dimensiones, etc). Permite la impresión de informes detallados con amplia   variedad   de   gráficos   y   estimar   cantidad   de   luminarias   y   niveles   medios.Sitio: www.lumenac.com/

Philips   también   tiene   su   producto   llamado   CALCULUX,   que   permite   calcular luminarias. Saca las curvas de temperatura de los locales según el tipo e intensidad de luminaria, y vuelca los resultados en planillas y gráficos. Como plataforma operativa usa 

MS word, si no tienen este programa no lo pueden instalar. Incluye el catálogo de la línea Philips   en   pdf   con   sus   respectivas   características.Sitio: www.lighting.philips.com

Por último vamos a nombrar a Relux Professional, que cuenta con los datos de luminarias de 51 fabricantes internacionales y está disponible en una nueva versión que sigue   siendo   gratuito.   Inlcuye   Texturas,   Representación-3D   del   espacio   con   OpenGL, movimiento en el espacio en tiempo real, proyecciones horizontales poligonales y amplia biblioteca-3D de muebles. Realiza el cálculo y ubicación automáticos de las luminarias de emergencia   para   una   vía   de   evacuación.   Permite   la   Importación/Exportación   dxf, Importación/Exportación   3D.Sitio:   www.relux.biz   

Y el soft, quicklux de le empresa Facalu, es un programa más sencillo de usar y también con menos prestaciones. 

Flujo luminoso

Es la medida de la potencia luminosa percibida. Difiere del flujo radiante, la medida de  la  potencia total  emitida,  en que está ajustada para reflejar   la  sensibilidad del  ojo humano a diferentes longitudes de onda.

Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el lumen (lm) y se define a partir de la unidad básica del SI, lacandela (cd), como:

El   flujo   luminoso   se   obtiene   ponderando   la   potencia   para   cada longitud   de onda con la función de luminosidad, que representa la sensibilidad del ojo en función de la longitud de onda. El flujo luminoso es, por tanto, la suma ponderada de la potencia en todas las longitudes de onda del espectro visible. La radiación fuera del espectro visible no contribuye  al  flujo   luminoso.  Así,  para  cualquier  punto  de  luz,   si   representa  el  flujo luminoso   ,  simboliza   la  potencia   radiante  espectral  del  punto  de   luz  en  cuestión y   la función de sensibilidad luminosa, entonces:

Bajo condiciones fotópicas una luz monocromática de 555 nm (color verde) con un flujo radiante de 1 W, genera un flujo luminoso de 683,002 lm, que corresponde con la máxima respuesta del ojo humano. Por otro lado, el mismo flujo de radiación situado en otra longitud de onda diferente de la del pico, generaría un flujo luminoso más pequeño, de acuerdo con la curva  .

Sistema Eléctrico

GENERALIDADESUn sistema eléctrico completo contiene, en términos muy amplios, los siguientes

sub sistemas (ópartes):

1.- GENERACIÓN DE ENERGÍA2.- TRANSMISIÓN3.- DISTRIBUCIÓN4.- CONSUMO

Cada sub sistema contiene, a su vez, diferentes componentes físicos.

Por razones técnico-económicas, la energía se genera, transmite y distribuye, en forma trifásica.

Un   sistema eléctrico  es,   generalmente,   trifásico   (tres   conductores  energizados, más un conductor neutro, que a veces, no se observa)

Las empresas generadoras de energía eléctrica venden grandes volúmenes de energía a empresas distribuidoras quienes, a su vez, se encargan de distribuir y vender a grandes, medianos, o pequeños consumidores.

Hay consumidores muy grandes, que pueden comprar directamente la energía a las generadoras, y/o generar su propia energía, pudiendo vender su energía no utilizada.

El aspecto físico que puede presentar un sistema eléctrico completo puede ser como el siguiente:

Tipos De Transformadores

Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi.

Descripción:

Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, en lugares   donde   los   espacios   reducidos   y   los   requerimientos   de   seguridad   en   caso   de incendio  imposibilitan  la  utilización de transformadores refrigerados en aceite.  Son de aplicación   en   grandes   edificios,   hospitales,   industrias,   minería,   grandes   centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:

Su principal característica es que son refrigerados en aire con aislamiento clase F, utilizándose   resina   epoxi   como   medio   de   protección   de   los   arrollamientos,   siendo 

innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

El transformador de núcleo distribuido.

Descripción:

Tiene un núcleo central y cuatro ramas exteriores. Se denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos. Aunque   la  mayoría   de   tales   unidades   están  proyectadas   para  montaje   sobre   postes, algunos de los tamaños de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones típicas son para alimentar   a   granjas,   residencias,   edificios   o   almacenes   públicos,   talleres   y   centros comerciales.

El transformador de núcleo arrollado.

Descripción:

El núcleo consiste en una tira de hierro arrollado en forma de espiral en torno a una bobina preformada.

Los transformadores se pueden refrigerar con circulación natural o forzada de aire, pero su tensión nominal viene limitada por la baja rigidez dieléctrica del aire. El aire (o el Askerol o Pyranol) sirve tanto para aislante como para refrigerante. Los transformadores se pueden refrigerar mediante circulación natural o forzada en aceite. Para aumentar la superficie   disipadora   del   calor,   se   sueldan   los   tubos   de   la   cubierta   o   se   empernan radiadores   a   ella.   Para   gobernar   la   tensión   y   la   fase,   algunos   transformadores   están equipados   de  mecanismos   de   tomas   variables.   Cuando   se   eleva   la   temperatura   del transformador a causa de la carga, el aire o gas que se halle dentro del transformador se dilata y es expulsado; cuando se enfría el transformador, se contrae el aire o gas y penetra aire del exterior que contiene oxígeno y humedad. A este efecto se le da el nombre de respiración.  La humedad y el  oxígeno deterioran el  sistema y ensucian el  aceite.  Para evitar esto, se emplea nitrógeno y un respirador elimina el oxígeno y la humedad del aire que penetra. Un pequeño tanque de expansión, llamado conservador, montado sobre la cubierta del transformador, reduce mucho la superficie del aceite expuesta al gas.

Los transformadores Auto Protegidos.

Aplicaciones

El   transformador   incorpora   componentes   para   protección   del   sistema   de distribución contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador,   para  esto  posee   fusibles  de  alta   tensión   y  disyuntor  de  baja   tensión, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión. Para protección contra sobretensiones el transformador está provisto de dispositivo para fijación de pararrayos externos en el tanque.

Características

Potencia: 45 a 150KVA

Alta Tensión: 15 o 24,2KV

Baja Tensión: 380/220 o 220/127V

El transformador de núcleo.

Descripción:

Los devanados rodean al núcleo. Éste está constituido por láminas rectangulares o en forma de L que se ensamblan y solapan alternativamente en capas adyacentes.

En  los  transformadores   trifásico  de núcleo  hay   tres  núcleos  unidos  por   sus  partes superior e  inferior mediante un yugo y sobre cada núcleo se devanan el primario y el secundario de cada fase. Este dispositivo es posible porque, en todo momento, la suma de los flujos es nula. Invirtiendo las conexiones de las bobinas centrales en el transformador trifásico acorazado, las secciones de los núcleos entre las ventanas es igual al valor que se obtendría sin invertir las conexiones, divididas por raíz de 3. El transformador trifásico más compacto y ligero que los tres transformadores monofásicos equivalentes, pero disminuye la  flexibilidad del  sistema.  En un auto transformador,  parte del  devanado es común a primario y secundario. Tan solo se transforma una parte de la potencia, yendo la restante de la carga por conducción. Cuando la razón de transformación es próxima a la unidad o es  pequeña,  se ahorra mucho material  y  pérdidas  adoptando este sistema en vez del transformador clásico aparente.

Los transformadores Rurales

Descripción:

Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares,   bifilares   y   trifilares,   de   7.6,   13.2   y   15   kV.

En   redes   trifilares   se  pueden  utilizar   transformadores   trifásicos  o   como  alternativa  3 monofásicos.

Los transformadores Herméticos de Llenado Integral, 

Descripción:

Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en lugares donde los espacios son reducidos. Son de aplicación en   zonas   urbanas,   industrias,   minería,   explotaciones   petroleras,   grandes   centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica. 

Características Generales:

Su principal característica es que al no llevar tanque de expansión de aceite no necesita mantenimiento, siendo esta construcción más compacta que la tradicional.  Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Procedimiento de Trabajo

Primero, retiramos el fusible que se encontraba en el panel universal. En seguida comenzamos con  la   identificación del  panel  universal  y  con sus conexiones,  de manera de poder entender en que puntos del panel, debíamos medir. Verificamos con el tester la continuidad de las pistas. Del mismo modo, analizamos la parte del porta tarjeta que se encuentra en el panel universal.

Luego se realizó un diagrama del conexionado interno del panel universal, el que queda esquematizado de la siguiente manera:

Identificamos   los   lados   primarios   y   secundarios   de   los   transformadores   y   los dispusimos de manera tal, que nos permitieran medir las resistencias de cada uno, y los tabulamos en las siguientes tablas:

Valores de resistencia en la bobina chica

Entre 0 y 10 6.5 !

Entre 0 y 50 16.8 !

Entre 0 y 250 78.8 !

Entre 0 y 400 132 !

Valores de resistencia en la bobina grande

Entre 0 y 10 6.5 !

Entre 0 y 90 38 !

Entre 100 y 110 7.4 !

o Luego de tabular los valores, alimentamos cada transformador de manera separada y medimos con el voltímetro, los diferentes valores de voltaje que nos  daba  en  el   secundario  de   cada   transformador,   y   tabulamos  en   las siguientes tablas:

Valores de voltaje en la bobina chica, a la salida

Entre 0 y 10 11 (V)

Entre 0 y 50 56 (V)

Entre 0 y 250 275 (V)

Entre 0 y 400 441 (V)

Valores   de   voltaje   en   la   bobina grande, en la salida

Entre 0 y 10 10 (V)

Entre 0 y 90 92 (V)

Entre 100 y 110 110 (V)

Descripción General De Un Sistema De Distribución

1.1.- ESPECIFICACION TECNICA DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCION.

Los principales datos de sistema eléctricos son la tensión nominal,  la frecuencia nominal y su comportamiento en caso de cortocircuito. 

Los sistemas de distribución de energía eléctrica comprenden niveles de alta, baja y media tensión.

Sistema de distribución.

Un sistema de distribución de energía eléctrica es un conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión, ubicados generalmente en diferentes lugares..

Clasificación de los Sistemas de Distribución.

Dependiendo   de   las   características   de   las   cargas,   los   volúmenes   de   energía involucrados, y las condiciones de confiabilidad y seguridad con que deban operar,   los sistemas de distribución se clasifican en: 

Industriales.

Comerciales. Urbana. Rural.

Sistemas de distribución industrial.

Comprende   a   los   grandes   consumidores   de   energía   eléctrica,   tales   como   las industrias   del   acero,   químicas,   petróleo,   papel,   etc.;   que   generalmente   reciben   el suministro  eléctrico  en alta   tensión.  Es   frecuente  que  la   industria  genere parte  de su demanda de energía eléctrica mediante procesos a vapor, gas o diesel.

Sistemas de distribución comerciales.

Es un término colectivo para sistemas de energía existentes dentro de grandes complejos   comerciales   y   municipales,   tales   como   edificios   de   gran   altura,   bancos, supermercados,   escuelas,   aeropuertos,  hospitales,  puertos,   etc.   Este  tipo  de   sistemas tiene   sus   propias   características,   como   consecuencia   de   las   exigencias   especiales   en cuanto a seguridad de las personas y de los bienes, por lo que generalmente requieren de importantes fuentes de respaldo en casos de emergencia.

Sistemas de distribución urbana.

Alimenta la distribución de energía eléctrica a poblaciones y centros urbanos de  gran consumo, pero con una densidad de cargas pequeña. Son sistemas en los cuales es muy importante la adecuada selección en los equipos y el dimensionamiento.

Sistemas de distribución rural.Estos  sistemas  de  distribución  se  encargan  del   suministro  eléctrico  a   zonas  de 

menor densidad de cargas,  por   lo  cual   requiere  de soluciones especiales  en cuanto a equipos y a tipos de red. Debido a las distancias largas y las cargas pequeñas, es elevado el costo del kWh consumido.

En muchos casos es justificado, desde el punto de vista económico, la generación local, en una  fase   inicial,   y   sólo  en  una   fase  posterior,  puede  resultar  económica  y  práctica   la interconexión para formar una red grande.

Características de operación.

Para comprobar las características de operación, confiabilidad y seguridad de un sistema de distribución industrial, es necesario efectuar una serie de estudios analíticos; 

los   cuales  entregan   índices  de   funcionamiento,   cuya  exactitud  dependerá  del  modelo empleado en la representación del sistema. Los estudios típicos que se efectúan en un SDI son los siguientes:

Flujos de potencia. Cálculo de corrientes de cortocircuito. Regulación de tensión y compensación de reactivos. Partida de motores.

Bibliografía

http://www.tuveras.com/luminotecnia/interior.htm#calculo