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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELÉCTRICA CURSO: LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I GUIA DE LABORATORIO CONEXIÓN DELTA ABIERTO EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA 1.-OBJETIVO: Analizar la conexión Delta Abierta, sus ventajas y desventajas, las aplicaciones más frecuentes aplicando el fundamento teórico. 2.FUNDAMENTO TEÓRICO:

La conexión ∆ abierta (o V-V) En ciertas situaciones no puede utilizarse un banco de transformadores completo para realizar una transformación trifásica. Por ejemplo, supóngase que un banco de transformadores ?-? que consta de transformadores separados tiene una fase dañada que se debe retirar para su reparación. La situación resultante se muestra en la siguiente figura, si dos voltajes secundarios que permanecen son VA= V ?0° Y VB= V ?120° V, entonces el voltaje que pasa a través de la abertura que dejó el tercer transformador está dado por:

Éste es el mismo voltaje que estaría presente si el tercer transformador siguiera ahí. A menudo, a la fase C se le llama fase fantasma. Entonces, la conexión delta abierta posibilita que un banco de transformadores siga funcionando con sólo dos de sus transformadores. Permitiendo que fluya cierta potencia aun cuando se haya removido una fase dañada.

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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1 Conexión de un transformador en abierta o V-V. Muestra el banco de transformadores en operación normal conectado a una carga resistiva. Si el voltaje nominal de un transformador en el banco es V? y la corriente nominal es I? entonces la potencia máxima que puede suministrar a la carga es:

El ángulo entre el voltaje V, Y la corriente l, en cada fase es 0°, por lo que la potencia total suministrada por el transformador es:

En la siguiente figura se muestra un transformador con delta abierta. Debido a que falta una de las fases del transformador, la corriente de línea de transmisión es igual a la corriente de fase en cada transformador y las corrientes y voltajes en el banco del transformador tienen un ángulo que difiere por 30°. Para el transformador 1 el voltaje tiene un ángulo de 150° y la corriente tiene un ángulo de 120°, por lo que la expresión para la potencia máxima en el transformador es:



a) Voltajes y corrientes en un banco de transformador ?-?. b) Voltajes y corrientes en un banco de

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Transformador ∆ Abierto. Para el transformador 2, el voltaje tiene un ángulo de 30° y la corriente tiene un ángulo de 60°, por lo que la potencia máxima es:

Por lo tanto, la potencia máxima total para el banco delta abierta está dada por:

La corriente nominal es la misma en cada transformador, sin importar si son dos o tres, y el voltaje es el mismo en cada transformador; por lo que la razón entre la potencia de salida disponible del banco delta abierta y la potencia disponible del banco trifásico normal es:

La potencia disponible que sale del banco delta abierta es sólo 57.7% del valor nominal del banco original. ¿Qué pasa con el resto del valor nominal del banco delta abierta? Después de todo, la potencia total que los dos generadores juntos pueden producir equivale a dos tercios del valor nominal del banco original. Para encontrar la respuesta se debe examinar la potencia reactiva del banco delta abierta. La potencia reactiva del transformador 1 es:

La potencia reactiva del transformador 2 es:

Entonces, un transformador produce potencia reactiva que consume el otro. Este intercambio de energía entre los dos transformadores es lo que limita la potencia de salida a 57.7% del valor nominal del banco original en lugar del esperado 66.7%.

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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1 Otra manera de ver el valor nominal de la conexión delta abierta es que se puede utilizar 86.6% del valor nominal de los dos transformadores restantes. Las conexiones delta abierta se utilizan ocasionalmente cuando se desea suministrar una pequeña cantidad de potencia trifásica a una carga monofásica. En tal caso, se puede utilizar la conexión de esta figura, donde el transformador T2es mucho más grande que el transformador TI.

La utilización de una conexión de transformador en ∆ abierta para suministrar una pequeña cantidad de potencia trifásica y mucha potencia monofásica. El transformador T2, es mucho mayor que el transformador T1,

3.ELEMENTOS A UTILIZAR: Completar características de los elementos que se utilizaron en el desarrollo. 

03 Transformadores monofásicos de 220/110 de 500 o 350VA.



01 Autotransformador variable trifásico 0‐240V.



02 Voltímetros de 0‐300V y 0‐150V.



01Pinza Amperimetrica.



01 Multimetro.



Motor de inducción trifásico

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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1 4.PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: a) La conexión delta abierta es una conexión especial que se utiliza en circunstancias de falla o cuando la instalación tiene proyección de crecimiento por etapas en su dimensionamiento tiene que estimarse el crecimiento de la demanda para hacer la inversión de implementación de la subestación. Para verificar su funcionamiento registrando corrientes las corrientes de línea y las tensiones de línea que se tabularan en el siguiente cuadro:

Conexión Delta-Delta (Con carga) Lado Primario

Lado Secundario

VAB

236V

IA

0,83A

Vab

117V

Ia

0,86A

VBC

232V

IB

0,82A

Vbc

116V

Ib

0,77A

VCA

236V

IC

0,66A

Vca

117V

Ic

0,71A

Conexión ∆- ∆ Vació Conexión Delta-Delta(Vacio) Lado Primario

Lado Secundario

Vab

233V

Vab

116V

Corriente entre lineas

Vac

236V

Vbc

117V

0,06A

Vca

236V

Vca

118V

Conexión ∆- ∆ con Carga

Conexión V-V vació Conexión Delta Abierto (Vacio) Lado Primario

Lado Secundario

VAB

234V

Vab

117V

Ia

0,29A

VBC

238V

Vbc

119V

Ib

0,44A

VCA

238V

Vca

119V

Ic

0,18A

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LAB. DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1 Conexión V-V con Carga Conexión Delta Abierto (Con carga) Lado Primario

Lado Secundario

VAB

237V

IA

0,67A

Vab

117,7V

Ia

0,71A

VBC

238V

IB

0,88A

Vbc

116,5V

Ib

0,87A

VCA

234V

IC

0,52A

Vca

118,8V

Ic

0,71A

Especificaciones de la carga(Motor)

5.

CUESTIONARIO:

5.1. Indicar como se puede hacer la prueba de vacío en un banco de transformadores monofásicos operando en conexión trifásica, y elaborar el diagrama equivalente aproximado. En la conexión delta a delta se tiene:

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Utilizaremos watimetros para hallar la potencia en cada fase del banco de transformadores y con los datos experimentales de voltajes y corrientes podemos hallar los parametros de la prueba de vacio que seran diferentes para cada transformadore, esta es en una conexon delta-delta. 5.2 Describir como se debe efectuar la prueba de cortocircuito de un banco de transformadores monofásicos que operan en conexión trifásica, las precauciones que deben considerarse y elaborar el diagrama equivalente. En el ensayo de corto circuito hay que tener cuidado en la conexión que se encuentra los transformadores monofásicos" por que debido a su conexión la corriente de línea cambiara su valor por lo cual tenemos que conocer que corriente pueden soportar (corriente nominal+ los bobinados en los transformadores monofásicos dependiendo de su conexión.

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Tomaremos los datos de tensión, corriente y potencia alimentando el lado de alta tensión con una tensión reducida hasta llegar a la corriente nominal, tener en cuenta el tipo de conexión de los transforamdores. 5.3. Enumerar y sustentar las ventajas y desventajas de la operación de bancos de transformadores monofásicos que operan en conexión trifásica delta abierta.  La conexión delta abierta es una conexión especial que se utiliza en circunstancias de falla pero la potencia disminuirá a un 58%.  En este tipo de conexión no es necesario que la impedancias de los transformadores sean iguales,.  Una desventaja es la potencia la cual puede suministrar a la carga, ya que esta se redujo al 58% de la potencia nominal, cuando la carga necesite mas potencia, el generador conectado al estrella abierto se sobrecargara y saldrá del sincronismo si es una maquina síncrona la que este alimentando la red, o si es una red externa se activaran las protecciones y se dejara de suministrar a la red.  En la conexión delta abierto la capacidad de la carga del banco de transformadores solo será del 86.6% antes que comience a sobrecalentarse.

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5.4. Explique que sucede en un transformador trifásico en conexión delta abierto sí la carga que alimenta es extremadamente desbalanceada. Debido al desbalance de las cargas, y como la potencia que puede suministrar es del 58% de la conexión delta-delta, el desbalance hace que las corrientes sean diferentes en cada fase por lo que la potencia en un transformador monofásico será diferente al del otro transformador, por lo que se sobrecargara el que consuma más corriente y entonces este transformador quedara fuera de servicio; en el caso de una conexión en estrella, el desbalances se ira por el conductor neutro. 6.CONCLUSIONES 



 



Luego de leer el marco teórico y después de la parte experimental podemos concluir que la conexión delta abierto es una solución rápida en los casos de falla o de mantenimiento en un banco de transformadores. Comparando los valores experimentales de la conexión delta-delta y delta-abierto podemos concluir que la corriente circulante de la conexión delta-abierto es menor que la corriente de la conexión delta-delta. Siempre existirá una corriente circulante si los valores de los bobinados del banco de transformadores. En este laboratorio aprendimos la conexión delta abierto, su funcionamiento, su conexionado, sus ventas y desventajas y en los casos donde se puede aplicar rápidamente. La carga que utilizamos fue un motor trifásico que lo alimentamos con 110 v trifásico, pero no tuvo problemas debido a que lo trabajamos en vació y la conexión delta-delta era la más cercana a 110 V.

7.BIBLIOGRAFIA 

http://www.sapiensman.com/tecnoficio/electricidad/transformadores_1.ph

‘ Transformadores’  http://www.inducor.com.ar/academicos/calculo-de-maquinaselectricas/maquinas-electricas-capitulo1.html ‘el transformador y sus partes’  

‘teoria y análisis de maquinas electricas’-‘UNI’ https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_vac%C3%ADo

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