UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE DEPARTAMENTO DE ENERGIA Y MECANICA
PROFESOR: Ing. Washington Freire ASIGNATURA Maquinas Eléctricas TEMA: UNIDAD Primera INTEGRANTES: •
Jumbo Diego
•
León Kevin
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Salán Wellintong Octubre – Febrero 2016
NRC 3167 Practica 5 FECHA 19/11/2015
1. TEMA: TRANSFORMADORES EN PARALELO 2. OBJETIVOS •
Aprender cómo se conectan los transformadores en paralelo.
•
Determinar la eficiencia de los transformadores conectados en paralelo.
3. MARCO TEÓRICO 3.1.
INTRODUCCIÓN
De acuerdo a las definiciones usuales dos transformadores están en paralelo cuando están conectados a la misma red y alimentan a la misma carga, esta situación se muestra esquemáticamente en la ilustración 1.
Ilustración 1: Transformadores
en Paralelo
La razón más común por la que se conectan transformadores en paralelo es el crecimiento de la carga; cuando ésta supera la potencia del transformador instalado se suele optar por disponer otra unidad en paralelo con la existente. El disponer de unidades en paralelo tiene las siguientes ventajas: • Frente a la falla de una unidad se puede seguir operando con la otra, aunque sea suministrando una potencia menor y atendiendo los servicios más importantes. En algunos servicios esenciales puede ser que, por razones de seguridad, los equipos se encuentren duplicados y hasta triplicados; ésta es una práctica muy común en aeronaves.
• En general es más económico agregar una unidad a la ya existente que poner una nueva de mayor tamaño. • Si la demanda es muy variable y se dispone de varias unidades, se las puede ir agregando a medida de que la carga lo exige y reducir las pérdidas que resultan de operar una máquina de gran potencia a baja carga. Si la demanda tiene poca variación, siempre es más eficiente operar una unidad de gran potencia, que varias de menor potencia.
Por otra parte, y para una dada potencia, siempre la instalación de varias unidades en más costosa, su operación es más compleja, y ocupa más espacio que una sola unidad. También debe considerarse que si se dispone de unidades en paralelo y se desea la continuidad del servicio, parcial o total, ante la falla de una de ellas, es necesario instalar el equipamiento de maniobra y protección adecuado.
CONDICIONES PARA LA PUESTA EN PARALELO Para la conexión en paralelo de dos transformadores, según el esquema de la ilustración 1, se deben cumplir condiciones, que, en orden de importancia son: 1º) Las tensiones secundarias deben estar en fase. 2º) Las relaciones de transformación deben ser iguales. 3º) Las tensiones de cortocircuito deben ser iguales. 4º) Las impedancias de cortocircuito deben tener el mismo ángulo de
fase.
La primera de las condiciones enunciadas si no se cumple, no se puede hacer el paralelo, porque se produciría un cortocircuito; las demás admiten diferencias: la segunda muy pequeñas y la cuarta es muy poco importante. La primera condición tiene que ver con la forma en que se deben conectar los transformadores, mientras que las restantes determinan el comportamiento de los transformadores ya conectados en paralelo.
Si bien no es una condición necesaria, las potencias de los transformadores deben ser próximas entre sí: 2 ó 3 a 1 como máximo, si hay mucha diferencia entre las potencias, salvo algún caso muy especial, seguramente no resultará económico hacer el paralelo, especialmente si hay diferencias, aunque leves, entre las tensiones de cortocircuito.
3.2.
EXPOSICIÓN
Los transformadores se pueden conectar en paralelo para proporcionar corrientes de carga mayores que la corriente nominal de cada transformador. Cuando los transformadores se conectan en paralelo, es necesario tener en cuenta las siguientes reglas: 1. Los derivados que van a conectarse en paralelo deben tener el mismo valor nominal de voltaje de salida. 2. los devanados que se van a conectar en paralelo deben tener polaridades idénticas. Si no se siguen estas reglas, se pueden producir corrientes de corto circuito excesivamente grandes. En efecto, los transformadores, los interruptores y los circuitos asociados pueden sufrir graves daños e incluso explotar, si las corrientes de corto circuito alcanzan cierto nivel. La eficiencia de cualquier máquina o dispositivo eléctrico se determina, usando la relación de la potencia de salida a la potencia de entrada. (La potencia aparente y la potencia reactiva no se utilizan para calcular la eficiencia de los transformadores). La ecuación de la eficiencia en % es: ! !"
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4. INSTRUMENTOS Y EQUIPO Material a.-
Características
Cantidad Gráfico
Módulo Fuente de voltaje, 1
de fuente de funciona alimentación
como
fuente alterna y
(0-120V c-a) fuente continua, a EMS 8821
su vez, la fuente alterna voltaje
genera de
0
a
120/208v, mientras que la continua
genera
de 0 a 120v.
b.-
Módulo Transformador,
de
parte superior de
transformado
0v a 208v, inferior
r EMS 8341
de 0v a 120v
c.-
2
Módulo Vatímetro, censa 1
de watímetro desde 0 a 120 monofásico
watts
EMS 8431
d.-
1
Módulo
de resistencia EMS 8311
252
W-125V-
precision 5%
e.de
de 1
Módulo Amperímetro
medición corriente alterna,
de c-a EMS censa de 0A a 8425
0.5A, 2,5A; 8A; 25A.
1
f- Módulo de Voltímetro medición c-a
de alterno, censa de 0v a 100v y a 250v
la 8
g- Cables de Permite Conexión
conexión los utilizados
entre equipos en
la
práctica.
5. PROCEDIMIENTOS Advertencia: ¡En este Experimento de Laboratorio se manejan altos voltajes! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!
Ilustración 2: Figura
43-1 Transformadores en paralelo
1. Conecte el circuito que aparece en la Figura 43-1 utilizando los Módulos EMS de transformador, fuente de alimentación, watímetro, resistencia y medición de c-a. Observe que los dos transformadores están conectados en paralelo. Los devanados primarios (1 a 2) se conectan a la fuente de alimentación de 120V c-a. El wattímetro indicará la potencia de entrada. Cada devanado secundario (3 a 4) se conecta en paralelo con la carga R L. Los amperímetros se conectan para medir la corriente de carga I L y las corrientes de los secundarios de los transformadores I 1 e I2.
2. Ponga todos los interruptores de resistencia en la posición “abierto” para tener una corriente de carga igual a cero. Observe que los devanados se conectan para funcionar como transformador elevador (120 volts del primario a 208 volts del secundario).
3. Antes de seguir adelante pídale al maestro que revise el circuito y dé su visto bueno.
4. a) Conecte la fuente de alimentación y haga girar lentamente la perilla de control del voltaje de salida, mientras que observa los medidores de corriente de los secundarios de los transformadores, I1 e I2, así como el medidor de la corriente de carga I L. Si los devanados están debidamente faseados, no habrá ninguna corriente de carga, ni corrientes en los secundarios.
Aparentemente la carga se mantiene uniformente distribuida ya wue las pérdidas en los transformadores se mantienen iguales que mantienen una similitud en sus bobinados y es así que las pérdidas tanto en el cobre como en el hierro permanecen similares.
6. ANALISIS DE RESULTADOS •
Al conectar los transformadores en paralelo se analiza la eficiencia de los mismos, teniendo en cuenta que al conectar el paralelo los transformadores para nuestro caso transmiten la misma potencia generada en el voltaje de entrada y a su vez cada una de las corrientes
•
!! e !! !
En base a las potencias calculadas tanto para la de entrada como la de salida, con eso valores tenemos el circuito empleado para la práctica es efieciente debido a que su porcentaje es elevado.
•
Los valores de los datos que se obtienen del circuito utilizado pueden encontrarse algo distorsionados debido a que los equipos tienen un tiempo prolongado de uso, razón por la cual pueden causar algunas fallas al instante de realizar la medición de cada algún valor.
7. CONCLUSIONES •
Luego de realizar la práctica de laboratorio, aprendimos a conectar los transformadores en paralelo, aprovechamos las enseñanzas del docente para comprender mejor el gran uso de los tranformadores en este caso siendo la conexíon en paralelo de transformadores.
•
Con los datos obtenidos de las potencias tanto de salida como de entrada, al realizar los cálculos proporciona una eficiencia del circuito elevada, pero no la apropiada para un excelente rendimiento, ya que el valor de eficiencia ronda el 98% para el uso apropiado de los tranformadores.
•
El uso de la conexión de transformadores en paralelo permite tener un sistema equilibrado debido a que los datos que se registran en nuestra práctica de laboratorio tienen coherencia y además se obtiene una buena relación
de
transformación,
ya
que
cada
aproximadamente con el mismo valor de potencia.
transformador
aporta
8. RECOMENDACIONES Transportar con el mayor cuidado todos los instrumentos de medición y los elementos a ser utilizados en la práctica para evitar accidentes. Utilizar el equipo de protección personal por motivo de mejorar la propia seguridad del estudiante debido a que en la práctica realizada se utiliza altos voltajes. Realizar las conexiones adecuadas ya que una mala decisión al mometo de conectar un cable puede ocasionar que los equipos de laboratario se dañen o que a su vez los datos generados no sean los coherentes para la práctica.
9. BIBLIOGRAFÍA. •
Vera, A. G. (17 de 05 de 2012). Scribd. Recuperado el 16 de 11 de 2015, de
Scribd.:
https://es.scribd.com/doc/93954818/PARALELO-DE-
TRANSFORMADORES#download •
LLanos, J. M. (17 de 06 de 2011). Scribd. Recuperado el 17 de 11 de 2015, de Scribd.: http://es.scribd.com/doc/58095453/Guia-de-Redes-II#scribd
