Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Laboratorio de Conversión Electromecánica Informe #5 Banco de transformadores trifásicos (Jun 2018) Quinga Francisco Abstrac Abstract t T hiss prep pr eparato aratorr y contai contai ns the summary summary and — Thi consultation consultation on tests in i n transformers tr ansformers by mea means ns of a questionnai questionnairr e that wi wi ll be ver ver y useful f or the laborato laboratorr y practice in i n which whi ch the test testss will wil l be dev develo elope ped d in i n a vacuum and shor shor t cir ci r cuit cui t transforme transf ormerr .
I. OBJETIVOS 1. Rrealizar las conexiones estrella y triángulo utilizando el banco de transformación trifásico y transformadores trifásicos de un solo cuerpo. 2. Conocer experimentalmente los diferentes grupos de conexiones de un transformador trifásico de un solo cuerpo. II. MARCO TEÓRICO El transformador más utilizado actualmente es el trifásico y esto se debe a que la transmisión y distribución de energía eléctrica se realizan en un sistema de corriente alterna trifásica. Se entiende entonces por transformador transformador 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 de transformación puede ser un transformador elevador o reductor de voltaje o cambiador de fase. Existen dos alternativas para formar un transformador 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 consiste en utilizar tres transformadores monofásicos, los cuales constructivamente comprenden un equipo diferente, pero de características eléctricas similares, si se conectan adecuadamente estos pueden formar un banco de transformación transformación trifásico.
III. EQUIPO Y MATERIALES Tablero principal del laboratorio de Maquinas Eléctricas. 2 Pinzas Amperimétrica. Amperimétrica. Transformadores Trifásicos Trifásicos de un solo cuerpo. Transformadores monofásicos.
IV. PROCEDIMIENTO BANCO DE TRANSFROMACION 1. Armar la conexión Y y con neutro sin neutro. Conectar carga, e incrementar sus pasos hasta alcanzar los valores nominales. Para ambos casos, realizar mediciones de: Voltaje de fase y de linea. Corriente en el primario y secundario. 2. Armar la conexión Dd. Conectar carga, e incrementar sus pasos hasta alcanzar los valore snominales y realizar mediciones de voltaje y corriente en el priario y secundario.
TRANSFORMADOR TRIFASICO DE UN SOLO CUERPO 3. Identificar los terminales del transformador y determinar la polaridad de cada uno de sus devanados. devanados. 4. Armar los grupos de conexión Yy, d, Yd y Dy. Conectar carga, e incrementar sus pasos hasta alcanzar los valores nominales y realizar mediciones de voltaje y corriente en el primario y secundario. V. INFORME 1. Tabular las mediciones obtenidas durante la práctica. TRANSFORMADOR TRIFASICO UN SOLO CUERPO Y-d 5 Sin Carga Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 218 0.85 127.9 0
2 222 218
0.052 0.075
127.5 129.9
0 0
TRANSFORMADOR TRIFASICO UN SOLO CUERPO Y-d 5 CON NEUTRO 1 CARGA Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 218.3 0.85 112.1 0.9 221.6 0.6 118.2 0.9 218.6 0.52 119.8 0.9 P 276 W S 254 VA 2 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 217 0.85 101.7 1.7 220.9 0.6 111.9 1.7 218.2 0.52 116.3 1.7 P 802 W S 471 VA 3 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 216 2.11 93 2.4 220.1 1.6 107 2.4 217.8 1.46 101.3 2.4 P 567 W S 592 VA TRANSFORMADOR TRIFASICO UN SOLO CUERPO Y-d 5 SIN NEUTRO SIN CARGA Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 219.9 0.036 126.4 0 222.1 0.016 127.5 0 218.2 0.025 125.4 0 1 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente 219.5 0.612 112.1 0.2 222 0.618 110.5 0.9 219 0.59 129.1 1 P 242 S 241 2 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje Corriente
217.8 220.3 217.7 P S 3 CARGAS Primario Voltaje 218.2 220.8 218.6 P S
1.055 1.33 1.026 424 W 433 VA
Corriente 1.375 1.917 1.38 567 W 592 VA
97.6 93.3 127.2
1.3 1.9 2.1
Secundario Voltaje 84.9 87.3 122.1
Corriente 1.7 2.8 3
BANCO DE TRANSFORMADORES Y-d 5 CON NEUTRO SIN CARGA Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje 219.9 0.73 97.9 221.1 0.12 132.6 220.7 0.76 126.6 1 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje 220.7 0.25 73.5 221.7 0.12 129.5 221.2 1.29 124.8 P 510 W S 390 VA 2 CARGAS Primario Secundario Voltaje Corriente Voltaje 220.2 1.7 53.8 222.2 0.12 121.8 220.1 1.64 122.9 P 630 W S 520 VA
Corriente 0 0 0
Corriente 1.7 1.1 1.1
Corriente 2.6 1.6 1.4
2. Si tres transformadores en Dd alimentan una carga nominal se elimina un transformador, ¿Cuál sería la sobre carga en cada uno de los transformadores? Se emplean tres transformadores para disminuir las pérdidas del hierro y del cobre en los transformadores, al quitar uno la corriente en los transformadores aumenta por lo que hay sobre carga y las pérdidas son mayores. 3. Calcular, para las conexiones realizadas durante la práctica, el rendimiento del transformador trifásico de un solo cuerpo y del banco de transformación cuando se
3 encuentra con carga máxima. Indicar cual tiene el mayor rendimiento.
=
∗ 100
Transformador un solo cuerpo 2.4 101.3 ∗ = 217.8 √ 3 ∗ 100 = 76.33% ∗ 1.46 √ 3 Banco de transformadores 1.4 122.9 ∗ = 220.1 √ 3 ∗ 100 = 47.67% ∗ 1.64 √ 3 El transformador de un solo cuerpo no muestra un rendimiento mayor de 76.33% por lo que se puede concluir que es el más eficiente al momento de transformar corrientes trifásica.
podemos hallar las conexiones, existen numerosas aplicaciones que se pueden aplicar de forma indiferente tanto para transformadores comerciales como no comerciales para transformadores de potencia o de distribución. 6. Conclusiones y Recomendaciones. 7. En los transformadores trifásicos de un solo cuerpo son más económicos y permiten realizar una conexión con mayor facilidad. El banco de transformadores es más útil ya que si uno de sus bobinados se daña el transformador aun funciona aunque a menor capacidad mientras que con el transformador de un solo cuerpo deja de trabajar totalmente. Se recomienda realizar el esquema de conexión a mano antes de proceder a la conexión en físico con el fin de evitar conexiones peligrosas en el circuito.
VI. BIBLIOGRAFÍA 4. Indicar los usos que tiene cada una de las 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 monofásicos. En la práctica armamos un transformador reductor trifásico de un solo cuerpo y con un banco de transformadores el tipo de conexión usada fue Y-d 5 con el cual bajamos el voltaje de entrada que era 220 a 110 trifásico. Ventajas: Se eliminan las tensiones del tercer armónico por circulación de la corriente de este tercer armónico en el secundario en delta. El neutro del primario se puede conectar a tierra. El neutro del primario se mantiene estable por el secundario en delta. Es la conexión más conveniente para los transformadores reductores de tensión, debido a las características inherentes de los enrollamientos en estrella para altas tensiones y de los enrollamientos en delta para las bajas tensiones
Desventajas: No se puede disponer de un neutro en el secundario para conectar con la tierra o para una distribución de cuatro cables a menos que se disponga un aparato auxiliar. Un defecto en una fase hace que no pueda funcionar la batería o unidad trifásica hasta que se repare. El enrollamiento en delta puede resultar débil mecánicamente en el caso de un transformador elevador con una tensión en el secundario muy alta, o con una tensión secundaria medianamente alta y potencia pequeña.
5. ¿Para qué sirve la determinación del grupo de conexión? Explicar su aplicación. Esto nos permite determinar el desplazamiento angular en transformadores triásicos o también a través del desplazamiento
[1] http://www.nichese.com/trans-banco.html [2] Ingeniera. Rev. chil. ing. vol.19 no.1 Arica jun. 2011 [3] Isidro José vera coa, junio de 2016, ’ http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2014/12/circuitoequivalente-transformador.html’ [4] . Kosow I.; “Máquinas Eléctricas y Transformadores”; 1 edición
