Transformador Trifásico

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Transformador Trifásico

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Tema: Transformador TrifsicoObjetivos: Analizar las caractersticas de cada configuracin. Identificar las diferentes configuraciones - , Y-Y, -Y, Y- , Z-Z, Z-y, Z- , -Z, Y-Z. Determinar las relaciones de transformacin para las diversas configuracionesMarco terico:Un transformador trifsico consta de tres transformadores monofsicos, bien separados o combinados sobre un ncleo. Los primarios y secundarios de cualquier transformador trifsico pueden conectarse independientemente en estrella (Y) o en delta (D). Esto da lugar a cuatro conexiones posibles para un transformador trifsico.

1. Conexin estrella - estrella2. Conexin estrella delta3. Conexin delta estrella4. Conexin delta delta

Figura 1: Banco de tres transformadores monofsicos Y-y

Conexin Y Y

En una conexinY -Y, el voltaje primario de cada fase se expresa por VFP=VLP/3. El voltaje de la primera fase se enlaza con el voltaje de la segunda fase por la relacin de espiras del transformador. El voltaje de fase secundario se relaciona, entonces, con el voltaje de la lnea en el secundario por VLS=3 * VFS. Por tanto, la relacin de voltaje en el transformador esVLP/ VLS= (3 * VFP) / (3 * VFS) =aSe emplea en sistemas con tensiones muy elevadas, ya que disminuye la capacidad de aislamiento. Esta conexin tiene dos serias desventajas. Si las cargas en el circuito del transformador estn desbalanceadas, entonces los voltajes en las fases del transformador se desbalancearan seriamente. No presenta oposicin a los armnicos impares (especialmente el tercero). Debido a esto la tensin del tercer armnico puede ser mayor que el mismo voltaje fundamental.

Figura 2: conexin Y-Y

Conexin Ye Delta (Y -D)En esta conexin el voltaje primario de lnea se relaciona con el voltaje primario de fase mediante VLP=3 * VFP, y el voltaje de lnea secundario es igual al voltaje de fase secundario VLS= VFS. La relacin de voltaje de cada fase esVFP/ VFS=aDe tal manera que la relacin total entre el voltaje de lnea en el lado primario del grupo y el voltaje de lnea en el lado secundario del grupo esVLP/ VLS= (3 * VFP) / VFSVLP/ VLS= (3 *a)La conexinU -Dno tiene problema con los componentes del tercer armnico en sus voltajes, ya que ellos se consumen en la corriente circulatoria del lado delta(D). Est conexin tambin es ms estable con relacin a las cargas desbalanceadas, puesto que la delta(D) redistribuye parcialmente cualquier desbalance que se presente.

Figura 3: conexin Y-DEsta disposicin tiene, sin embargo, un problema. En razn de la conexin delta(D), el voltaje secundario se desplaza 30 con relacin 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 ngulos 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 atencin a la direccin de desplazamiento de 30 de la fase, que sucede en cada banco de transformadores que van a ser puestos en paralelo.

ConexinDelta Ye (D- Y)

En una conexinD-Y, el voltaje de lnea primario es igual al voltaje de fase primario, VLP=VFP, en tanto que los voltajes secundarios se relacionan por VLS=3 *VFS, por tanto la relacin de voltaje lnea a lnea de esta conexin esVLP/ VLS=VFP/(3 * VFS)VLP/ VLS=a/3Esta conexin tiene las mismas ventajas y el mismo desplazamiento de fase que el transformadorU -D. La conexin que se ilustra en la figura 1.3, hace que el voltaje secundario atrase el primario en 30,tal como sucedi antes.Se usa en los sistemas de transmisin en los que es necesario elevar tensiones de generacin. En sistemas de distribucin industrial, su uso es conveniente debido a que se tiene acceso a dos tensiones distintas, de fase y lnea.

Figura 4: conexin D-Y

Conexin Delta Delta (D-D)

En una conexin de estas,VLP= VFPVLS= VFSAs que la relacin entre los voltajes de lnea primario y secundario esVLP/ VLS=VFP/ VFS=aEsta conexin se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofsicos y carga de potencia trifsica simultneamente, presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armnicas. Sin embargo, circulan altas corrientes a menos que todos los transformadores sean conectados con el mismo tap de regulacin y tengan la misma razn de tensin.

Figura 5: conexin D-D

Equipo: Fuente de poder TF-123 Fuente de poder PS-12 Voltmetro AC Transformador trifsico TT222 Transformador trifsico TR-33

Figura 6: esquema del circuito

Cuestionario1. Determinar las tensiones de fase y de lnea y relacin de transformacin de tensin de voltajes de todas las conexiones.Conexin -Voltaje del primarioVoltaje del secundario

VAB=210VVab=120V

VBC=210VVbc=120V

VCA=210VVca=120V

Conexin Y-Voltaje de lnea del secundario

Vrs=70V

Vts=70V

Vtr=70V

Conexin -YVoltaje de lnea del primarioVoltaje de lnea del secundarioVoltaje de fase del secundario

VAB=210VVab=210VVaN=120V

VBC=210VVbc=210VVbN=120V

VCA=210VVca=210VVcN=120V

Conexin Y-YVoltaje de lnea del primarioVoltaje de lnea del secundarioVoltaje de fase del primarioVoltaje de fase del secundario

VAB=210VVab=120VVAN=120VVaN=70V

VBC=210VVbc=120VVBN=120VVbN=70V

VCA=210VVca=120VVCN=120VVcN=70V

Conexin Y-ZVoltaje de lnea del primarioVoltaje de lnea del secundarioVoltaje de fase del secundario

VAB= 100VVab= 65VVaN= 36V

VBC=97VVac= 65VVbN= 36V

VAC=99VVax= 76VVcN= 36V

Vay= 76VVxN= 36V

Vaz= 35VVyN= 36V

Vbc= 65VVzN= 36V

Vbx= 36V

Vby= 36V

Vbz= 75V

Vcx= 75V

Vcy= 36V

Vcz= 76V

Vxy= 65V

Vxz= 65V

Vyz= 65V

2.- Realizar los grficos de los circuitos elctricos y diagramas de los devanados

Conexin Delta-Delta

Conexin Y-Y

Conexin Ye-Delta

Conexin Delta-Ye

3.- Indicar las ventajas y desventajas de las diferentes formas de conexin del transformador trifsico. Conexin Y Y

VentajasSe considera ventajosa cuando han de enlazarse dos sistemas de tensiones relativamente altas. No existe desplazamiento de fase entre las tensiones del primario y del secundario. DesventajasSi la carga esta desbalanceada, los voltajes de las fases del transformador pueden llegar a desbalancear severamente.Los voltajes de terceras armnicas pueden ser grandes.

Conexin Y D

VentajasNo tiene problemas con los componentes de tercer armnico de tensin, puesto que estos dan lugar a una corriente circulante en la lado conectado de delta. La conexin se comporta razonablemente bien bajo cargas desequilibradas, ya que el tringulo redistribuye parcialmente cualquier desequilibrio que se presente.

DesventajasDebido a su conexin en delta en el secundario sufre un desplazamiento de 30 grados, en el secundario respecto al primario.

ConexinD- Y

VentajasEsta conexin presenta las mimas ventajas y el mismo desplazamiento de fase que la conexin Ye-Delta. Se utiliza como transformador elevador en las redes de alta tensin, el empleo de la conexin Y en la parte de alta tensin permite poner a tierra el punto neutro, con lo que queda limitado el potencial sobre cualquiera de las fases a la tensin simple, reduciendo costos de los devanados A.T.Esta conexin es tambin muy utilizada en los transformadores de distribucin, correspondiendo la Ye a baja tensin, de modo de alimentar cargas trifsicas y monofsicas. La conexin delta en alta tensin compensa los desequilibrios en cargas monofsicas.

Conexin D-D

Ventajas

Esta conexin se utiliza en transformadores de baja tensin, ya que se necesita ms espiras/fase de menor seccin. Se comporta bien frente a cargas desequilibradas. La ausencia de neutro puede ser a veces una desventaja.

Conclusiones y Recomendaciones

Al realizar la prctica se consigui el reconocimiento de las diferentes conexiones para un transformador trifsico.

Con los diferentes tipos de conexin se obtienen diferentes relaciones de voltaje, la configuracin que se elija depende de la necesidad del usuario y las ventajas y desventajas que sta presente.

Es recomendable verificar en cada fuente, los distintos parmetros para su buen funcionamiento y pedir ayuda antes de energizar el circuito.

Bibliografa http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/trafo_trifasico.htm http://www.authorstream.com/Presentation/jalm_x-1564622-tipos-de-conexiones-los-transformadores/ http://inggilberto.com/TRANSFORMADORESTRIFASICOS.htm http://www.authorstream.com/Presentation/jalm_x-1564622-tipos-de-conexiones-los-transformadores/