AUTO EXAMEN a. Enumere las ventajas y desventajas del uso de un transformador trifásico frente al uso de tres unidades monofásicas de la misma potencia total.
b. Explique por qué los secundarios de los transformadores conectados conectados en estrella delta presentan un pequeño voltaje que registra el voltímetro antes de cerrar la delta ¿cómo se hace desaparecer ese voltaje si se cierra la delta?
"Como se puede observar, un arrollamiento del transformador (bobina c) esta accidentalmente invertido en la malla.
La polaridad instantánea de la bobina c es 230 <90° V en lugar de 230 < - 90° V, como se indica en la figura 1. El diagrama vectorial de la figura muestra que tensión medida con el voltímetro VR ya no es cero sino realmente 460 <90° V (dos veces la tensión de fase). Si se cierra el triángulo sin usar voltímetro, se producirá un serio corto circuito provocando fuertes corrientes circulatorias (de malla) en los transformadores". [1]
CONEXIÓN QUE SE DEBE HACER PARA QUE VR=0
c.
Mencione tres motivos para hacer una conexión de neutro siempre que se tenga un banco en Y.
1. Proporciona un camino para las corrientes desequilibradas debidas a las cargas desequilibradas. 2. Un medio por el cual puede proporcionarse un servicio eléctrico doble (tanto la tensión trifásica superior para las potencias y cargas de motores mayores como una tensión monofásica inferior para las cargas de iluminación y aparatos domésticos). 3. Permite que las componentes aditivas de la 3ª armónica causen un flujo de corriente en el neutro en lugar de acumular grandes voltajes
d. ¿Es posible tener un neutro en un sistema delta-delta? e. ¿Cuál es el peligro de sacar un conductor del c entro de más de una bobina secundaria en delta y conectarla a tierra? (las dos preguntas ya están resueltas implícitamente dentro de la siguiente rta)
Si, según [1], en la figura 3 puede verse una transformación delta-delta. Solamente un secundario tiene una toma central que está conectada a tierra (Nunca existe una toma central en más de un secundario debido a que esto produciría un corto-circuito entre los devanados. El primario nunca está puesto a tierra debido a que produciría un cortocircuito en el transformador en la alimentación).
La toma central del secundario proporciona tensiones monofásicas de valor mitad del de las tensiones compuestas (VL/2). Obsérvese que tanto para cargas trifásicas conectadas en triangulo como en Y pueden estar conectadas al secundario de un transformador en triangulo.
CUESTIONARIO 1. ¿Qué conexión se debe usar para el caso de cargas desbalanceadas?
Se pueden usar tres tipos de conexiones:
Estrella- Triangulo o
Es más estable con respecto a las cargas desequilibradas, debido a que Δ
redistribuye parcialmente cualquier desequilibrio que se presente.
Triangulo – Triangulo. No tiene problemas con cargas desequilibradas o armónicas. o
2. ¿En qué consiste y cuando se usa la conexión en delta abierta (V-V)?, ¿Qué ventajas tiene frente a las demás conexiones?
En ciertas situaciones no puede utilizarse un banco de transformadores completo para realizar una transformación trifásica. Por ejemplo, supóngase que un banco de transformadores Δ -Δ que consta de transformadores separados tiene una fase dañada que se debe retirar para su reparación. La situación resultante se muestra en la figura.
Si los dos voltajes secundarios que permanecen son VA Y VB, entonces el voltaje que pasa a través de la abertura que dejo el tercer transformador está dado por:
Este mismo voltaje que estaría presente si el tercer transformador siguiera ahí. A menudo, a la fase C se le llama fase fantasma. Entonces, la conexión delta abierta posibilita que un banco de transformadores siga funcionando con solo dos de sus tr ansformadores, lo que permite que fluya cierta potencia aun cuando se haya removido una fase dañada. La potencia aparente que podría suministrar el banco si se retira uno de sus tres transformadores se pensaría que tan solo serían dos tercios de su potencia aparente nominal, debido a que tan solo dos tercios de los transformadores están presentes, sin embargo no es así. Como cada transformador en V-V suministra ahora corriente compuesta (no simple), la potencia suministrada por cada transformador en triangulo abierto comparada con la potencia trifásica total es:
La conexión en triangulo abierto se utiliza mucho en sistemas de distribución. Hay, generalmente, en estos sistemas un aumento continuo de la carga y la capacidad de los grupos de transformadores ha de aumentarse de cuando en cuando. No es económico instalar un grupo cuya capacidad sea mucho mayor del máximo de la carga. Por tanto, lo que se hace es instalar inicialmente dos transformadores, conectados en V, y hacerlos suficientemente grandes para absorber el crecimiento esperado durante los tres o cuatro años siguientes. Después, cuando la carga excede con el tiempo la capacidad del grupo, se añade un tercer transformador para cerrar el triángulo. 3. ¿Si solo se usan transformadores, es posible transformar un sistema monofásico en uno polifásico?
Según [1], para producir una verdadera ¨transformación trifásica o hexafasica es el de 2 secundarios de tensiones iguales. Como muestra la figura a, se necesitan tres de tales transformadores monofásicos individuales¨. Los tres transformadores están conectados en Y (aunque puede usarse el triángulo) a una alimentación trifásica, habiendo tenido en cuenta su polaridad instantánea, como se ve en la
figura b. Para la aplicación mostrada, se desea un sistema hexafasico de alta tensión, y por tanto la baja tensión corresponde al primario y la alta tensión al secundario. (Se usara la misma conexión en el primario para todas las 5 transformaciones hexafasica consideradas). Obsérvese que la polaridad instantánea en el secundario y el sentido del vector de la tensión inducida en cada uno de los secundarios puede verse en la figuras c y d respectivamente. Estas tensiones, como era de esperar, están a 120° ya que están producidas por una alimentación trifásica. Así los terminales (con punto) mostrados en la figura c tiene el sentido del vector instantáneo indicado en el diagrama vectorial de la figura d.
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REFERENCIAS
[1] KOSOW, Irving L. Maquinas eléctricas y transformadores. 2ed. Mexico: Prentice Hall Hispanoamérica, 1991,770p. CHAPMAN, Stephen J. Maquinas Eléctricas. 2 Ed Mexico: McGraw-Hill, 1993. Universidad Mayor de San Andrés (2013), ventajas y desventajas de transformadores Trifásicos.
