UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD

LABORATORIO DE ELECTROTECNIA

BANCO DE TRANSFORMADORES

Práctica Nº 1

Revisado por: Realizado por:

Prof. Francisca Rios Eric Salazar C.I.: 19.980.027

Sección: 05

Barcelona, enero de 2013

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1. OBJETIVOS

Objetivo general

1. Estudiar la aplicación de un transformador trifásico formado por tres transformadores monofásicos además de ejecutar la instalación y comprobar su buen funcionamiento al realizar determinadas pruebas.

Objetivos específicos

1. Realizar la conexión de los tres transformadores monofásicos.2. Comprobar relaciones de tensión, corriente y potencia.3. Emplear cargas resistivas balanceadas a las corrientes nominales.4. Realizar conexiones de circuitos estrella – estrella, delta – delta, delta – estrella.5. Medir voltaje y corriente para cada conexión.6. Realizar la prueba de vacío y la prueba de cortocircuito a la conexión delta -estrella.

2. MARCO TEORICO

La transformación de tensiones y corrientes en los sistemas trifasicos puede realizarse de dos maneras distintas. La primera de ellas consiste en emplear un transformador monofasico en cada una de las fases, de tal manera que se formen circuitos magnéticos independientes. Este sistema es poco económico ya que emplea mucho volumen de hierro, a la par que es poco practico por ser necesario incorporar tres unidades idénticas para realizar la transformación total. la segunda manera consiste en emplear un solo nucleo magnético en el que se incorporan todos los devanados necesarios. En este caso, el sistema esta formado por tres columnas iguales sobre las que se arrollan las espiras que constituyen los bobinados primario y secundario de cada fase.

En el estudio del transformador trifasico hay que considerar cada columna como un transformador monofasico, de tal forma que los ensayos, esquemas equivalentes, etc., deben expresarse en valores simples, pudiéndose aplicar entonces las mismas técnicas de análisis empleadas en el estudio de los transformadores monofasicos.

Para relacionar las tensiones y las corrientes primarias con las secundarias, no basta en los sistemas trifásicos con la relación de transformación, sino que se debe indicar los desfases relativos entre las tensiones de una misma fase entre el lado de Alta Tensión y el de Baja Tensión.

Una manera de establecer estos desfases consiste en construir los diagramas fasoriales de tensiones y corrientes, conociendo: la conexión en baja y alta tensión (estrella, triángulo o zig-zag), las polaridades de los enrollados en un mismo circuito magnético o fase, y las designaciones de los bornes

Las formas mas frecuentes que se emplean para realizar las conexiones de los arrollamientos son: estrella, en triangulo y en zig-zag. En la conexión estrella se unen en un mismo punto los tres extremos de los arrollamientos que poseen la misma polaridad, existiendo dos formas básicas según se unan las terminales. En la conexión triangulo se unen sucesivamente los extremos de polaridad opuesta de cada dos devanados hasta cerrar el circuito; según sea el orden de sucesión en que se realiza esta operación, puede existir dos formas diferentes. La conexión zig-zag, que en la practica solo se emplea en el lado de menor tensión, consiste en sub dividir en dos parte iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada rama se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, siguiendo un determinado orden cíclico.

Dependiendo de los tipos de conexión de los devanados de un transformador, pueden aparecer unas diferencias de fase entre las tensiones compuestas de primario y secundario. Para que esta fase quede unívocamente determinada se supondrá que el transformador se alimenta por medio de un sistema equilibrado de tensiones de sentido directo RST, de tal forma que se consideraran angulos positivos los de retraso del lado de menor tensión respecto al devanado de tensión mas elevada. Estos angulos no se miden en grados, sino en múltiplos de 30º = 2xPi/12 Rad, lo que permite identificarlos con los que forman entre si las agujas de un

reloj cuando marca una hora exacta, y esto da lugar al llamado índice horario del transformador.

El autotransformador es un transformador especial formado por un devanado continuo, que se utiliza a la vez como primario y secundario, por lo que las tensiones de alimentación y salida no van aisladas entre si. A diferencia del transformador de dos devanados, un autotransformador transfiere energía entre los dos circuitos, en parte por acoplamiento magnético y en parte por conexión eléctrica directa.

Hay dos casos en que uno de los bobinados, por lo regular el de alta tensión, se construye con topes en varias espiras con el fin de modificar la relación de transformación y son:

El caso mas común es que se deba variar ligeramente la tensión en una cantidad poco significativa, con el fin de corregir pequeñas diferencias, o adaptar tensiones, o compensar caídas u otras causas. Por lo regular este cambio se hace sin tensión y sin carga.

El caso menos frecuente es que la tensión deba regularse en forma continuada, bajo carga, hasta 15% en escalones de 1.5% aproximado

3. TABLAS DE PARAMETROS

Parámetro Símbolo Variable ConstanteResistencia 1 R1 XResistencia 2 R2 XCorriente 1 I1 xCorriente 2 I2 x

Voltaje 1 V1 xVoltaje 2 V2 x

Voltaje CC Vcc XCorriente CC Icc XPotencia CC Pcc XPotencia 1 P1 x

Resistencia D 1 Rd1 XResistencia D 2 Rd2 X

Figura 3.1 Tabla de Parámetros que intervienen en el uso del transformador monofásico.

4. ECUACIONES EMPLEADAS

Ecuación de rendimiento.

n=V 2∗I 2∗cos(θ)V 1∗I 1∗cos(θ)

Ecuación de regulación

r=V 2−V 1V 2

∗100

Ecuación de potencia eléctrica

P=V∗I

Ecuación del inductor

x=Vo1Vo2

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Conectar tres transformadores monofásicos y armar las conexiones trifásicas.2. Medir tensiones, corrientes y potencias de cargas balanceadas.3. Comprobar las relaciones de tensión, corriente y potencia.4. Emplear cargas resistivas balanceadas a las corrientes nominales.5. Efectuar la conexión estrella – estrella.6. Efectuar la conexión delta – delta.7. Efectuar la conexión delta – estrella.8. Medir potencia, voltaje y corriente para cada conexión.9. Realizar la prueba de vacio a la conexión delta – estrella.10. Realizar la prueba de cortocircuito a la conexión delta – estrella.

6. BIBLIOGRAFIA1. Sobrevila, M; Ingenieria de la energía eléctrica; Ediciones MARYMAR.

http://ingenieria-reg.unlugar.com/UNNOBA_archivos/trafo.pdf