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ING. MARIO UMIRE FERNÁNDEZ

TRANSFORMADORES Sesión 03: PARALELO DE TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES Ing. Midward Ch. 26/01/2018

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PARALELO DE TRANSFORMADORES Ejercicios

26/01/2018

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

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AUTOTRANSFORMADOR Ejercicios

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Un autotransformador es una máquina eléctrica de construcción y características similares a las de un transformador, pero que, a diferencia de este, solo posee un devanado único alrededor de un núcleo ferromagnético. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica; la fuente de tensión y la carga se conectan a dos de las tomas, mientras que una toma (la del extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma corresponde a una tensión diferente de la fuente (o de la carga, dependiendo del caso). Existen autotransformadores elevadores y autotransformadores reductores

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AUTOTRANSFORMADOR Ejercicios

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AUTOTRANSFORMADOR REDUCTOR En este caso el voltaje de entrada es la suma de los voltajes en el devanado en serie y en el devanado común, mientras que el voltaje de salida es solo el voltaje en el devanado común. Debido a que las bobinas del transformador están conectadas físicamente, para el autotransformador se utiliza una terminología diferente a la de otros tipos de transformadores:

Vc: voltaje en la bobina común

VL: Voltaje en el lado de baja

Ic: Corriente en la bobina común

IL: corriente en el lado de baja

VSE: Voltaje en la bobina serie

VH: voltaje en el lado de alta

ISE: Corriente en la bobina serie

IH: corriente en el lado de alta

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AUTOTRANSFORMADOR Ejercicios

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

AUTOTRANSFORMADOR ELEVADOR La relación entre el voltaje en el primer devanado y el voltaje en el segundo devanado esta dada por la relación de vueltas del transformador. Sin embargo, el voltaje de salida del transformador es la suma del voltaje en ambos devanados

En este caso, el primer devanado se llama devanado común debido a que su voltaje aparece en ambos lados del transformador. El devanado mas pequeño se llama devanado en serie debido a que esta conectado en serie con el devanado común. 26/01/2018

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AUTOTRANSFORMADOR Ejercicios

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AUTOTRANSFORMADOR ELEVADOR

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios AUTOTRANSFORMADOR ELEVADOR

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

RELACION DE TRANSFORMACIÓN El voltaje en el lado de alto voltaje del autotransformador esta dado por:

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios AUTOTRANSFORMADOR ELEVADOR

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RELACION DE TRANSFORMACIÓN a relación de corriente entre los dos lados del transformador si se tiene en cuenta que:

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios POTENCIA

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Es interesante notar que no toda la potencia que pasa del primario al secundario en el autotransformador pasa a través de los devanados. Como resultado, si un transformador convencional se conecta como autotransformador, puede manejar mucha mas potencia que aquella para la que fue concebido originalmente.

La potencia aparente de entrada transformador esta dada por:

al

y la potencia aparente de salida esta dada por:

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios POTENCIA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

La potencia aparente de entrada una vez mas es igual a la potencia aparente de salida:

donde SES se define como las potencias aparente de entrada y de salida del transformador. Sin embargo, la potencia aparente en los devanados del transformador es

La relación entre la potencia que entra en el primario (y sale por el secundario) del transformador y la potencia en sus devanados reales se puede encontrar de la manera siguiente:

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios POTENCIA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Utilizando la ecuación anterior de relación de transformación se tiene:

Por lo tanto, la relación de la potencia aparente en el primario y en el secundario del autotransformador con la potencia aparente que realmente pasa a través de sus devanados es:

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios POTENCIA

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La ecuación mostrada describe la ventaja del valor nominal de la potencia aparente de un autotransformador sobre un transformador convencional. Aquí SES es la potencia aparente que entra por el primario y sale por el secundario del transformador, mientras que SD es la potencia aparente que realmente pasa a través de los devanados del transformador (el resto pasa del primario al secundario sin ser acoplada por los devanados del transformador). Nótese que mientras mas pequeño es el devanado en serie, mas grande es la ventaja

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios POTENCIA

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios IMPEDANCIA INTERNA EN UN AUTOTRANSFORMADOR

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Los autotransformadores tienen una desventaja más en comparación con los transformadores convencionales. Resulta que, en comparación con un transformador conectado de manera convencional, la impedancia efectiva por unidad de un autotransformador es menor por un factor igual al inverso de la ventaja de potencia de la conexión como autotransformador. La impedancia interna reducida de un autotransformador en comparación con un transformador convencional con dos devanados puede ser un grave problema en algunas aplicaciones en las que se requiere de la impedancia en serie para limitar los flujos de corriente durante las fallas del sistema de potencia (cortocircuitos). El hecho de que la impedancia interna sea mas pequeña en un autotransformador se debe tomar en cuenta en las aplicaciones practicas antes de seleccionar uno.

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AUTOTRANSFORMADOR

Ejercicios IMPEDANCIA INTERNA EN UN AUTOTRANSFORMADOR

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