BANCO DE TRANSFORMADORES Y GRUPOS DE CONEXIÓN

BANCO DE TRANSFORMADORES Y GRUPOS DE CONEXIÓN Brito Wilson Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Quito, Ecuador [email protected]

Conexión — Most Most Abstract —

Common used transformer is the three phase transformer and it is because the transmission and distribution of electrical energy in Ac Three Phase System this because it’s possible to distribute more power with this system. There are two alternatives in order to make a three phase transformer, the first choice is build a single one using only one core and the second choice consist in using three single phase transformer. Using the first choice there are different kind of connections, the first letter means how the High voltage side is connected, the number means how many times there is out of phase 30 degrees, and the second letter means how the low voltage side is connected, in this inform we will test the Yy0, Dy5 and Yd11. We will see that the si ngle core transformer has a better performance than using a transformer bank, however using the transformer bank has some advantages. Hysteresis, Index Terms — Hysteresis,

Magnetic Circuits, Magnetic Flux.

I. I NTRODUCCION NTRODUCCION ut ilizado zado actualmente es el trifásico y L transformador más utili esto se debe a que la transmisión transmisión y distribución de energía eléctrica se realiza en un sistema de corriente alterna trifásica. Se entiende entonces por transform t ransformador ador trifásico, aquel equipo eléctrico trifásico, aquel equipo eléctrico estático que es utilizado para transformar las magnitudes y ángulos de los voltajes y corrientes de un sistema y que dependiendo de la relación relación de transformación transformación puede ser un transformador elevador o reductor de voltaje.

E

Existen dos alternativas para formar un trasformador trifásico, la primera opción consiste en construir un único equipo conformado por un solo núcleo ferromagnético sobre el cual se arrollan los devanados de cada fase, la segunda opción o pción consiste en utilizar tres transformadores monofásicos, los cuales constructivamente comprenden un equipo diferente, pero de características eléctricas similares, si se conectan adecuadamente pueden formar un banco de transformación trifásico II. I NFORME A. Tabulación de datos obtenidos en la Práctica.

TABLA I CONEXIÓN YY0

Yy0 Primario

Vl1

Vl2

Vl3

Vf

iL

Carga 1

212

209

212,2

120

2,39

Carga 2

211

207,5

211,3

119

4,01

Carga 3

210

206,2

210,6

119

5,96

Secundario

Vl1

Vl2

Vl3

Vf

iL

Carga 1

195

215

197,3

119

1,7

Carga 2

184

231,8

189,9

117

3,63

Carga 3

166

205,6

186,4

116

6,34

Carga 3 sin Neurto

168

207,1

189,4

137

6,36

Conexión TABLA II CONEXIÓN DY5

Dy5 Vl1

Vl2

Vl3

Vf1

Primario

208,9

211,7

211,5

120,1

Secundario

111,3

111,1

113,8

111,6

Vf2

Vf3

il1

il2

il3

Primario

119,6

122,7

1,57

1,52

1,81

Secundario

111,4

113,8

2,77

2,79

2,8

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TABLA III CONEXIÓN YD11

Ahora los trasformadores empiezan a entregar la corriente de línea, y puesto a ello los Voltio-Ampers que sumistri en comparación comparación con los trifásicos totales es:

Yd11

    3 

Vl1

Vl2

Vl3

Vf1

Primario

207,1

210,7

210,2

120,4

Secundario

111

111,1

112,5

111,1

Vf2

Vf3

il1

il2

il3

Primario

119,9

122,2

1,6

1,6

1,6

Secundario

111

112,6

2,8

2,8

2,81

B. Si tres transformadores en Dd alimentan una carga nominal y se elimina un transformador, ¿Cuál sería la sobrecarga en cada uno de los transformadores? Justificar el resultado.

En una conexión Dd la corriente de fase del transformador es:

 =

 √ 3

(1)

En el momento que se retira un transformador el circuito equivalente sería algo similar similar a esto:

=

  3  √ 3



= √ 3 (2)

Esta ecuación muestra que, si los transformadores Dd entregan potencia nominal, nominal, y se saca saca uno de los transformadores, transformadores, los dos restantes soportan una carga 1.73 veces la carga nominal o un 73% de sobrecarga pues el reciproco de la ecuación 2 es la relación de la carga total a la carga por transformador. [1]

C. Calcular para las conexiones realizadas durante la práctica, el rendimiento del transformador transformador trifásico de un solo cuerpo y del banco de transformadores cuando se encuentran a carga máxima.

Para calcular la potencia en el sistema trifásico usamos la siguiente fórmula:

 =   cos()

(3)

Y ya que las cargas del banco de cargas eran resistivas:

cos() = 1

(4)

Por lo que la ecuación 3 se convierte en:

 =  

(5)

La ecuación para el rendimiento sería: sería: [2] 

 =   ∗ 100% 100% 

(6)



TABLA IV R ENDIMIENTO ENDIMIENTO CONEXIÓN YY0

Yy0 Entrada

Pl1

Pl2

Pl3

1252,20

1228,95

1255,18

Salida con Neutral

1049,90

1303,50

1181,78

Rendimiento

83,85

106,07

94,15

Salida sin Neutral

1069,12

1317,16

1204,58

Rendimiento

85,38

107,18

95,97

TABLA V R ENDIMIENTO ENDIMIENTO CONEXIÓN DY5

Dy5 Entrada

Pl1

Pl2

Pl3

327,97

321,78

382,82

Salida

308,30

309,97

318,64

Rendimiento

94,00

96,33

83,24

Fig. 2. Conexión Delta/Delta

Conexión Y/Delta

Es muy conveniente y muy usada para aplicaciones de transformadores reductores debido a que la corriente en el secundario es el 58% de la corriente de carga y porque las distorsiones son menores.

TABLA VI R ENDIMIENTO ENDIMIENTO CONEXIÓN YD11

Yd11 Entrada

Pl1

Pl2

Pl3

331,36

337,12

336,32

Salida

310,80

311,08

316,13

Rendimiento

93,80

92,28

94,00

Ya que en los datos obtenidos de la práctica se obtienen en la conexión Yy0 un rendimiento superior al 100% los resultados podrían ser en en parte inconclusos, inconclusos, sin embargo, embargo, si no se los tomo en cuenta se ve claramente que por promedio el mejor rendimiento se ve en la conexión Yd11

Fig. 3. Conexión Y/Delta

Conexión Delta/Y D. Indicar os usos que tiene cada una de las conexiones conexiones realizadas durante la práctica, así como las ventajas y desventajas del uso de transformadores trifásicos de un solo cuerpo respecto al uso de un banco de transformadores.

Esta conexión es perfecta para aplicaciones de transformadores elevadores de tensión, aunque actual mente se usa mucho para satisfacer los requerimientos de cargas monofásicas como de trifásicas.



Desventajas del transformador transformador de un solo cuerpo  

Dificultad de reparación reparación Mayor peligro de daño colateral colateral

E. ¿Para qué sirve la determinación del grupo de conexión?

Sirve para determinar la configuración de conexiones de, los bobinados de un transformador trifásico. trifásico. Esta Esta determinación determinación se la realiza dependiendo del tipo de trasformador que requiera la carga que se va a utilizar y según la disponibilidad de materiales que se puedan usar en el mismo. Fig. 4. Delta/Y

Conexión Y/Y

Este tipo de conexión sirve puede alimentar los circuitos de control y las instalaciones auxiliares en las estaciones transformadoras. transformadoras. [3]

Por ejemplo, si se requiere hacer un transformador reductor se puede usar usar la configuración configuración Y/delta, o si se trata trata de una una línea de distribución de energía, puede usarse un Delta/delta para que así en el caso de la falla de uno de los transformadores, la distribución de energía continúe mientras se realiza un reemplazo de transforma t ransformador. dor. III. CONCLUSIONES 





Fig. 5. Y/Y

Ventajas de Banco de transformadores.  

Fácil de reemplazar un trasformador dañado. Flexibilidad Flexibilidad de uso

Desventajas del Banco de trasformadores. trasformadores.  

Mayor costo de fabricación fabricación Mayor peso Ocupa más espacio



Los grupos de conexiones de transformadores trifásicos nos indican como están conectados los bobinados de los transformadores transformadores que estamos usando y a su vez indica el desfase que se presenta en la transformación. transformación. El rendimiento de un trasformador trifásico de un solo cuerpo es superior al de un transformador trifásico echo con un banco de transformadores pues las perdidas serían menores. Un banco de trasformación puede resultar conveniente al momento de necesitar realizar un mantenimiento mantenimiento en el transformador, pues si se usa para la distribución de energía, no se puede p uede dejar sin energía para realizar dicho mantenimiento. La forma en como esté conectado el transformador trifásico ya sea delta o estrella tiene sus ventajas y desventajas, por ello para el diseño de un trasformador es necesario tomar en cuenta que tipo de carga usaremos.





En el momento de realizar las conexiones, verificar que no se cortocircuiten terminales.

V. R EFERENCIAS EFERENCIAS [1] I. Kosow, «Grupos de Conexion,» de Máquinas eléctricas eléctricas y transformadores, pp. 625-628. [2] «Electrronica «Electrronica Unicrom,» Unicrom, U nicrom, [En línea]. Available: http://unicrom.com/rendimi http://unicrom.com/rendimiento-de-un-transformadorento-de-un-transformadorelectrico/. [Último [Último acceso: 10 Enero 2017]. Machinery and [3] «Three-Phase Transformer,» de Electric Machinery Transformers, pp. 253-268. [4] A. C. RIOS, «Monografias,» [En línea]. Available: Available: http://www.monografias.com/trabajos78/grupoconexiones-transformadores-trifasic conexiones-transformadores-trifasicos/grupo-conexionesos/grupo-conexionestransformadores-trifasicos2.sh transformadores-trifasicos2.shtml. tml. [Últim [Ú ltimoo acceso: 10 Enero 2017].



VI. A NEXO

BANCO DE TRANSFORMADORES Y GRUPOS DE CONEXIÓN

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