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8/19/2019 2016 Me m1 Transformadores,Corre4nancy
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MAQUINAS ELECTRICASTRANSFORMADORES
Ingeniería de Ejecución en AutomatizaciónIngeniería de Ejecución en Electricidad
Universidad de Atacama2016
DOCENTE: Miguel Castro Lara
Ingeniero Eléctrico, PUCV
Ingeniero Civil Industrial, UDA
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MAQUINAS ELECTRICAS
TRANSFORMADORES
DOCENTE: Miguel Castro Lara
Ingeniero Eléctrico, PUCV
Ingeniero Civil Industrial, UDA
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INTRODUCCION
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INTRODUCCION
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INTRODUCCION
Bobinas de un Transformador dePotencia del tipo Sumergido en
Aceite
Detalle de las conexión interna-externa de un Transformador de
Potencia
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TEORIA DE OPERACION
Diagrama de Transformador sin carga en el secundario
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TEORIA DE OPERACION
Flujos magnéticos en el núcleo del Transformador
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TEORIA DE OPERACION
Por Ley de faraday:
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TRANSFORMADOR IDEAL
Relación de vueltas
Relación de TransformaciónRepresentación Esquemática
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POTENCIA EN TRANSFORMADOR IDEAL
La potencia de salida en un transformador ideal es igual a la de entrada.
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TRANSFORMACION DE IMPEDANCIA
La potencia de salida en un transformador ideal es igual a la de entrada.
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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR
Circuito equivalente de un transformador real
Circuito equivalente referido al primario Circuito equivalente referido al secundario
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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR
DETERMINACION DE LOS PARAMETROS
Ensayo en Vacío
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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR
DETERMINACION DE LOS PARAMETROS
Ensayo en Cortocircuito
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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR
DETERMINACION DE LOS PARAMETROS
Detalle de Conexión para realizar el Ensayo en Cortocircuito
Cortocircuito
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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR
DETERMINACION DE LOS PARAMETROS- EJERCICIO
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PARTES EXTERNAS DE UN TRANSFORMADORDE POTENCIA
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PLACA CARACTERISTICA
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PLACA CARACTERISTICA
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PLACA CARACTERISTICA
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PLACA CARACTERISTICA
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SISTEMA DE MEDIDA POR UNIDAD (pu)
Es un método para solucionar circuitos que elimina la necesidad de hacer explícitas las conversiones de nivel de tensión en todos los transformadores
de un sistema.
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SISTEMA DE MEDIDA POR UNIDAD (pu)
Ecuaciones para encontrarlas bases de un sistemamonofásico en por unidad:
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SISTEMA DE MEDIDA POR UNIDAD (pu)
Ecuaciones para encontrar las bases de un sistema trifásico en porunidad:
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SISTEMA DE MEDIDA POR UNIDAD (pu)
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CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
Desfase:
Diferencia de fase entre las tensiones primarias y las correspondientes
secundarias.
Cuando se habla de desfase siempre se entienden transformadores en
vacío y no se consideran las caídas internas de tensión en el transformador que
ocurren bajo carga.
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Designación de polaridad
Se dice que tienen igual polaridad 2
extremos de arrollamientos de una misma
columna si simultáneamente con motivo delflujo común poseen potenciales positivos o
negativos en relación con los opuestos
Columna1
Columna2
Columna3
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Conexiones Externas
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
Alta tensión: (A,B,C,N); (H1,H2,H3)
Baja tens ión: (a,b,c,n ); (X1,X1,X3,X0)
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Designación de polaridadEn la primera columna los extremos en la misma polaridad se designan
por A – a
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
Alta tensión: (A,B,C,N); (H1,H2,H3)
Baja tens ión: (a,b,c,n); (X1,X1,X3,X0)
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Índice de desfase u horario
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Esquema de conexiones
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Conexión estrella- estrella, Y - Y
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Suponiendo secuencia positiva
Conexión Yy-0
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Suponiendo secuencia negativa
Conexión Yy-0
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Si se conectan de la siguiente forma
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Suponiendo secuencia positiva
Conexión Yy-6
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Conexión triangulo-estrella, Δ-y
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Con secuencia positiva
Conexión Δy-11
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
Conexión triangulo-estrella, Δ-y
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Cambiando las conexiones
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Con secuencia positiva
Conexión Δy-1
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Conclus iones conexión Δ-y
Las conexiones Δ-y proporcionan los desfases +30º, -30º, +150º, -150º
( Δy1, Δy11, Δy5, Δy7)
Si se analiza la misma conexión Δy pero no con un sistema directo detensiones sino con uno inverso, cambia el signo del desfase
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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ALGUNOS DESFASES DE TRANFORMADORESTRIFASICOS
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647
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Trabajo en paralelo
Los transformadores que se deseen acoplar deben poseer el mismo
desfase, no necesariamente el mismo índice horario.
Si no tienen el mismo desfase se produce circulación de corrientes por
cortocircuitos.
Cuando dos transformadores tienen el mismo índice horario no hay
dificultad para conectarlos en paralelo, bastará conectar a cada fase de líneas
bornes de transformadores señalados con la misma letra.
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Trabajo en paralelo
Dos transformadores de distinto índice horario se pueden conectar en
paralelo con una adecuada selección de sus conexiones.
Se distinguen cuatro grupos de conexiones según sus índices horarios:
Grupo1 : índices 0, 4 y 8
Grupo2 : índices 6, 10 y 2
Grupo3 : índices 1 y 5
Grupo4 : índices 7 y 11
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Trabajo en paralelo
Si los índices difieren en cuatro u ocho o sea 120º o 240º los
transformadores pertenecerán al mismo grupo.
Esto indica que aunque siendo distintos los desfases estos difieren lo
mismo que dos fases en un sistema eléctrico trifásico.
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=L5otiEJLtab0_M&tbnid=ap2X3PysT4pPZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.mexicanbusinessweb.mx%2Fsectores-productivos-de-mexico%2Fsectorproductivoenergia%2Fcfe-pone-en-operaciones-subestacion-electrica-en-hidalgo%2F&ei=FO2HU-LKBM2YyASWt4DACw&psig=AFQjCNGO2KkiQkrGAWiSkY9Ik2qMQ6m22Q&ust=1401503345241656http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=L5otiEJLtab0_M&tbnid=ap2X3PysT4pPZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.mexicanbusinessweb.mx%2Fsectores-productivos-de-mexico%2Fsectorproductivoenergia%2Fcfe-pone-en-operaciones-subestacion-electrica-en-hidalgo%2F&ei=FO2HU-LKBM2YyASWt4DACw&psig=AFQjCNGO2KkiQkrGAWiSkY9Ik2qMQ6m22Q&ust=1401503345241656
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Trabajo en paralelo
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=B56r_oo9pB2DQM&tbnid=OEDwvdk8t4OnQM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.registrocdt.cl%2Fregistrocdt%2Fwww%2FadminTools%2FfichaDeProductoDetalle.aspx%3FidFichaPro%3D965&ei=0O2HU-boAYiSyASfqILIBA&psig=AFQjCNGzN5FyxbjiCKEbygor1LOLxsrYFg&ust=1401503544317266http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=B56r_oo9pB2DQM&tbnid=OEDwvdk8t4OnQM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.registrocdt.cl%2Fregistrocdt%2Fwww%2FadminTools%2FfichaDeProductoDetalle.aspx%3FidFichaPro%3D965&ei=0O2HU-boAYiSyASfqILIBA&psig=AFQjCNGzN5FyxbjiCKEbygor1LOLxsrYFg&ust=1401503544317266
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Divis ión de Carga
Un ejemplo claramente ilustrativo es el de un banco de dos
transformadores en paralelo de iguales tensiones primaria y secundaria,
iguales potencias nominales e iguales índices horarios pero con distintas Zcc,
alimentando una carga igual a la suma de sus potencias nominales. Dada la
diferencia de Zcc necesariamente un transformador estará sobrecargado y elotro desaprovechado ante esta condición e operación.
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Divis ión de Carga
El elegir adecuadamente los transformadores con un correcto índice
horario y con adecuadas tensiones en el primario y secundario, no asegura
que al trabajar en paralelo ambos transformadores se repartan en forma
proporcional a su propia capacidad la carga a alimentar.
Esta diferencia se debe al parámetro de Zcc, que es el parámetro mas
representativo del circuito equivalente del transformador
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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Ejemplo de División de Carga
Se necesita alimentar una carga trifásica de 90 MVA con factor de potenciaunitario a una tensión de 110 KV. Para esto se dispone de una máquinasincrónica (con características de 13,8 KV; 100 MVA) y trestransformadores con las siguientes características:
Transformador 1: 50 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 8 %Transformador 2: 30 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 5 %Transformador 3: 40 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 6 %
1.-Elija los transformadores para formar un banco capaz de alimentar la
carga2.- ¿Qué parte de la carga aporta cada uno de los transformadores
elegidos?3.- Comente la condición de operación de los transformadores elegidos
cuando alimentan la carga
CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS
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TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
Un transformador de dos devanados tiene en ambos bobinados la
misma potencia aparente. A diferencia de los transformadores de tres
devanados pueden tener cada uno distintos niveles de potencia aparente.
La impedancia de cada bobinado de un transformador de tres
devanados puede venir en “por unidad” con base de potencia de su propio
bobinado.
Hay que recordar que en un diagrama de impedancias en por unidad
todas las impedancias deben estar referidas a la misma base.
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Por el ensayo en coci pueden medirse tres impedancias:
Zps = impedancia de dispersión, medida en el primario con el secundario en
coci, y el terciario abierto.Zpt = impedancia de dispersión, medida en el primario con el terciario en
coci, y el secundario abierto.
Zst = impedancia de dispersión, medida en el secundario con el terciario en
coci, y el primario abierto.
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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Si las tres impedancias, medidas en ohms, se refieren a la tensión de
uno de los devanados, la teoría de los transformadores demuestra que las
impedancias de cada devanado por separado, referidas al mismo devanado,
están relacionadas de la siguiente forma:
Zps = Zp + Zs
Zpt = Zp + Zt
Zst = Zs + Zt
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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Donde Zp, Zs y Zt son las impedancias de los devanados primario,
secundario y terciario, referidas al circuito primario si Zp s, Zp t y Zst son las
impedancias medidas referidas al circuito primario.
Resolviendo las ecuaciones anteriores se obtiene
Zp = ½( Zps + Zp t – Zst)
Zs = ½( Zps + Zs t – Zpt)
Zt = ½ ( Zp t + Zs t –
Zps)
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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Símbolo para un diagrama unifilar
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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Circuito equivalente de un trafo de tres
devanados
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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El punto común es ficticio y no representa al neutro del transformador.
Los puntos p , s y t representan las partes del sistema unidas al
primario, secundario y terciario del transformador.
Como los valores óhmicos de las impedancias deben estar referidos ala misma tensión se sigue que la conversión a por unidad de los valores
requiere una base de potencia común para los tres circuitos del trafo.
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS
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Ejemplo
Los valores nominales de un trafo de tres devanados son:
Primario: Y , 66KV, 10 MVA
Secundario: Y, 13,2 KV, 7,5 MVA
Terciario: Δ, 2,3 KV, 5 MVA
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Ejemplo
Despreciado la resistencia, las impedancias de dispersión
valen:
Zps = 7 % base 10 MVA, 66 KV
Zpt = 9 % base 10 MVA, 66 KV
Zst = 6 % base 7,5 MVA, 13,2 KV
Determinar las impedancias por unidad sobre una base de 10 MVA y
66 KV en el primario
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