EL TRANSFORMADOR MONOFASICO-lab4- Santisteban-garcia Valerio
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“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).