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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
ESPECIALIDAD: INGENIERIA ELECTROMECÁNICA MATERIA: Subestaciones Eléctricas PRACTICA: POLARIDAD ADITIVA Y SUSTRACTIVA
PRESENTAN: Nepomuceno Romero Edwin Arriaga Peña Juan José López Acosta Juan Carlos
Asesor: Castro Zamora Ignacio
Metepec, México México a 30 de Septiembre del 2014
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INTRODUCCION Hoy en día, la energía eléctrica es necesaria para muchos aspectos de la vida diaria, ninguna persona está exenta del consumo de la energía eléctrica, de una forma u otra, ya sea en su domicilio, en el trabajo, equipos en funcionamiento, hospitales, industrias, etc. Las tensiones que se tiene en las líneas de transmisión son de 400, 230 y 161kV, las cuales no son posibles emplearlas en instalaciones de industrias pequeñas, comercios y residencias por lo que se tiene la necesidad de reducir dichas tensiones a otras de un menor valor o bien regular porque debido a la larga distancia que recorren el voltaje cae y hay que regularlo. Por tal razón es necesario emplear transformadores de potencia, que son: un transformador es una máquina estática destinada a transferir la energía eléctrica de un circuito a otro, utilizando, como enlace principal entre ambos, un flujo común de inducción. Convierte energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión en energía eléctrica alterna de otro nivel de tensión. Está constituido por dos o más bobinas aisladas entre si eléctricamente y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo, por lo tanto, hay que hacer notar que el transformador supone una discontinuidad, es decir, no se pueden unir directamente los dos circuitos. Uno de los devanados se conecta a una fuente de potencia de corriente alterna y se denomina primario, mientras que el otro, que se conecta a la carga se denomina secundario. Si existiese un tercer arrollamiento, sería el devanado terciario.
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Contenido INTRODUCCION ............................................................................................................................. 2 MARCO TEORICO........................................................................................................................... 4 CATALOGOS DE TRANSFORMADORES ........................................................................................ 11 OBJETIVOS ................................................................................................................................... 12 HERRAMIENTAS........................................................................................................................... 12 DESARROLLO ............................................................................................................................... 12 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 16 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 16 REFERENCIAS ............................................................................................................................... 16
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MARCO TEORICO La polaridad aditiva y sustractiva sirven para hacer areglos en bancos de transformadores, tres transformadores monofasicos son un arreglo y conforman un transformador trifasico.
¿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: Transformador de polaridad sustractiva - Electrónica Unicrom 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. 4
Los terminales “H1” y “X1” están en línea. Ver diagrama.
Como determinar la polaridad de un transformador Para determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un ampermetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx). Ver el diagrama.
Si la lectura del ampermetro es mayor que Vx el transformador es aditivo o si es menor el transformador es sustractivo.
Clasificación • Según el destino: ◊ De potencia.- Alimentados por tensión y frecuencia fijas. ◊ De comunicación.- Previstos para trabajar con tensiones y frecuencias diversas. ◊ De medida y protección.- Para facilitar la conexión de aparatos de medida o de protección. 5
• Según el sistema de tensiones: ◊ Monofásicos ◊ Trifásicos ◊ Trifásicos-exafásicos ◊ Trifásicos-dodecafásicos ◊ Trifásicos-monofásicos ◊ Etc. • Según aumenten o disminuyan la tensión: ◊ Elevadores ◊ Reductores • Según el medio ambiente para el que estén preparados: ◊ De interior ◊ De intemperie • Según el elemento refrigerante: ◊ En seco ◊ En baño de aceite ◊ En silicona ◊ Con piraleno • Según el sistema de refrigeración: ◊ Con refrigeración natural ◊ Con refrigeración forzada Características nominales Los valores nominales son aquellos para los que el transformador ha sido proyectado, es decir, para los que han de cumplirse las garantías ofrecidas.
Utilidad de los transformadores La necesidad de emplear transformadores obedece en la práctica a las siguientes razones: • Separar el circuito de alimentación del circuito de utilización de la energía. 6
◊ Transformadores de aislamiento ◊ Medición de tensiones e intensidades en una línea de Alta Tensión • Para modificar los factores (tensiones o intensidades) de la energía eléctrica transmitida, adaptándolos a las condiciones óptimas que se precisen. ◊ Tensiones elevadas y bajas intensidades para transporte de energía a grandes distancias ◊ Tensiones e intensidades medias para distribución a los centros de consumo ◊ Voltajes reducidos e intensidades inversamente considerables en las redes de consumo inmediato.
Pruebas de Polaridad a Transformadores La polaridad de los transformadores indica el sentido relativo instantáneo del flujo de corriente en los terminales de alta tensión con respecto a la dirección del flujo de corriente en los terminales de baja tensión. La polaridad de un transformador de distribución monofásico puede ser aditiva o sustractiva. Una simple prueba para determinar la polaridad de un transformador es conectar dos bornes adyacentes de los devanados de alta y baja tensión y aplicar un voltaje reducido a cualquiera de los devanados. La polaridad es aditiva si el voltaje medido entre los otros dos bornes de los devanados es mayor que el voltaje en el devanado de alta tensión (Fig. A – Polaridad Aditiva). La polaridad es sustractiva si el voltaje medido entre los dos bornes de los devanados es menor que el voltaje del devanado de alta tensión (Fig. B – Polaridad Sustractiva). De acuerdo con las normas industriales, todos los transformadores de distribución monofásicos de hasta 200 KVA con voltajes en el lado de alta de hasta 8,660 voltios (voltaje del devanado) tienen polaridad aditiva. Todos los demás transformadores monofásicos tienen polaridad sustractiva.
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De acuerdo con las normas industriales, el terminal de alta tensión marcado H1, es el de la derecha, visto el transformador desde el lado de alta tensión y los demás terminales “H” siguen un orden numérico de derecha a izquierda. El terminal H0 de los transformadores trifásicos, si existe, está situado a la derecha del H1 visto el transformador desde el lado de alta tensión. En los transformadores monofásicos, el terminal de baja tensión X1 está situado a la derecha, visto el transformador desde el lado de baja tensión, si el transformador es de polaridad aditiva (X1 queda diagonalmente opuesto a H1) a la izquierda, si el transformador es de polaridad sustractiva (H1 y X1 son adyacentes).
En los transformadores trifásicos, el terminal X1, queda a la izquierda, visto el transformador desde el lado de baja tensión. Los terminales X1 y X3 están situados para que los tres terminales queden en orden numérico, de izquierda a derecha. El terminal X0, si existe, está situado a la izquierda del terminal X1. Conexión en paralelo de transformadores monofásicos. Si se necesita mayor capacidad, pueden conectarse en paralelo dos transformadores de igual o distinta potencia nominal. Los transformadores monofásicos de polaridad aditiva o sustractiva pueden conectarse en paralelo satisfactoriamente si se conectan como se indica a continuación y se cumplen las condiciones siguientes: 1. Voltajes nominales idénticos. 2. Ajustes de tomas idénticas. 3. El porcentaje de impedancia de uno de los transformadores debe está comprendido entre el 92.5% y el 107,5% del otro.
4. Las características de frecuencia deben ser idénticas
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METODO DEL TRANSFORMADOR PATRON Para este método se dispone de un transformador cuya relación de transformación sea conocida, y por comparación, se obtiene la relación del transformador en prueba
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Ejemplos:
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CATALOGOS DE TRANSFORMADORES A continuación se colocan unos links para observar unos catálogos de transformadores, dichos catálogos se encuentran en la carpeta del CD que contiene a este reporte de práctica. Solo de clic derecho sobre el link que desea abrir:
Y seleccione abrir hipervínculo
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Transformadores ance Transformadores imem Transformadores inatra Transformadores prolec Transformadores romagnole Transformadores schnneider Transformadores siemens Transformadores zetrak OBJETIVOS •
Determinación la polaridad en los transformadores conociendo las definiciones de sustractivo y aditivo.
monofásicos
•
Saber la importancia de conocer la polaridad en un transformador monofásico, para conocer el recorrido de la corriente por el transformador.
•
Conocer las características de un transformador monofásico.
HERRAMIENTAS
Dos transformadores monofásicos, uno con polaridad aditiva y otro con polaridad sustractiva. Un ampermetro Bananas y caimanes.
DESARROLLO 1-.Seleccionar cualquier arrollamiento de alta tensión y usarlo como bobina de referencia. 2-.Unir mediante una banana o caiman una Terminal de la bobina de referencia con una Terminal de cualquier otro arrollamiento de polaridad desconocida. 3-.Designar al otro Terminal de la bobina de referencia con un punto de polaridad (+). 12
4-.Conectar un ampermetro (c.a.) entre el Terminal marcado con un punto de la bobina de referencia y el otro Terminal de la bobina de polaridad desconocida. 5-.Aplicar tensión a la bobina de referencia. 6-.Anotar los valores de tensión en bornes de la bobina de referencia Vr y el de la tensión de ensayo entre bobinas, Vt. 7-.Si la tensión de ensayo, Vt es superior a Vr, la po laridad es aditiva, y debe marcarse un punto en la bobina ensayada. 8-.Si la tensión de ensayo, Vt es menor que Vr, la polaridad es sustractiva, y debe marcarse un punto en la bobina ensayada. 9-.Etiquetar el Terminal marcado con punto en la bobina de referencia con la denominación H1 y el Terminal marcado con punto en la bobina de ensayada con X1.
IMÁGENES DE LA PRÁCTICA
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CONCLUSIONES • La utilización de la definición de los transformadores monofásicos es utilizado posteriormente para colocar transformadores en paralelo. • En el experimento nos damos cuenta que cuando entra la corriente por un punto entonces sale por el lado diagonal opuesto así sea aditivo o sustractivo. • Cuando es sustractivo la corriente entra por el punto por donde no se esta haciendo el corto. • Cuando es aditivo la corriente entra por el punto por donde se esta haciéndose el corto circuito. • Los puntos de polaridad deben estar bien ubicados para no dañar el transformador cuando queramos conectar en paralelo.
RECOMENDACIONES
Reconocer por uno mismo la polaridad del transformador porque un tal vez puede que esté equivocado el manual de instalación. Saber la capacidad del transformador para no suministrarle un voltaje mayor en la prueba. Dejar marcado en el transformador por donde esta pasando la corriente pero con un marcador que no se borre tan fácilmente para que así no haya problemas en una instalación con este transformador.
REFERENCIAS http://pptransformadores.blogspot.mx/2013/05/pruebas-de-polaridad-transformadores.html http://www.nichese.com/polar-trans.html http://www.unicrom.com/Tut_polaridad_transformador.asp http://www.die.eis.uva.es/~daniel/docencia/te/TEIQPractica7.pdf https://es.scribd.com/doc/152152255/Polaridad-de-Transformadores-Monofasicos http://books.google.com.mx/books?id=ehxKXip1j6EC&pg=PA204&lpg=PA204&dq=polaridad+a ditiva+y+sustractiva+de+un+transformador&source=bl&ots=5TdjmbneKg&sig=PFfIy0fF0tHXVCJodmd5lsIxLQ&hl=en&sa=X&ei=lv89VMDiPKXy8QHDrIDABA&ved=0CDsQ6AEwBg#v=onepag e&q=polaridad%20aditiva%20y%20sustractiva%20de%20un%20transformador&f=false
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