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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I

UNSAAC-FIE-2018-II

LABORATORIO № 12 DETERMINACIÓN DE LA POLARIDAD DE TRANSFORMADORES TRIFASICOS I.

OBJETIVO: Determinar la polaridad de los transformadores trifásicos para emplearla y conectar correctamente las diferentes configuraciones trifásicas.

II.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA: Cuando se energiza el arrollamiento primario de un transformador, por medio de una fuente c.a., se establece un flujo magnético alterno en el núcleo de hierro. Este flujo alterno vincula, o acopla las espiras de cada arrollamiento del transformador e induce voltajes c.a. en dichos arrollamientos. Como los transformadores son dispositivos c.a., parece que la polaridad resulta de poca importancia. Sin embargo, cuando se conectan juntos dos o más arrollamientos, sus polaridades instantáneas relativas tienen un efecto significativo sobre el voltaje resultante. Si el voltaje en uno de los arrollamientos está en su valor máximo positivo y al mismo tiempo el otro voltaje está en su valor máximo negativo, es decir, desfasados 1800, dichos voltajes se oponen y el voltaje resultante será la diferencia entre ambos (para este caso cero voltios). Por esta razón, se adoptaron ciertas normas para marcar la polaridad de los terminales de los transformadores trifásicos. Por ejemplo, las normas en americanas identifican los terminales de alto voltaje con H1, H2, H3 los de bajo voltaje con X1, X2 X3. De este modo, en el instante que H1 es positivo, X1 también lo será. Este sistema de identificación permite conectar correctamente los transformadores para adicionar o substraer los voltajes de los arrollamientos, según se desee. También se emplean otros tipos de marcaciones para identificar la polaridad de los transformadores. Sus terminales pueden resultar identificados con puntos, cruces, números u otro tipo de símbolo apropiado. Cada uno de los transformadores del primario de un transformador es alternativamente (+) y (-) con respecto a la otra. Lo que es igualmente cierto en los bornes del secundario. Pero es evidente que si dos ó más transformadores han de conectarse en paralelo en una red monofásica, trifásica, o si han de interconectarse en un sistema polifásico, es necesario conocer en cualquier instante las relativas polaridades de los bornes de los primarios y secundarios, con el objeto de que las conexiones se hagan correctamente. Esta información se obtiene con mucha facilidad mediante el sencillo ensayo de polaridad demostrado en el presente experimento, donde mirando a la parte de alta tensión de la caja receptora, los bornes de la izquierda de los bornes de A.T y B.T. Se excita el devanado de A.T. aplicando una tensión moderada V comprendida en la escala de un voltímetro ordinario, con lo que la tensión V´ será mayor ó menor que V en una cantidad igual a la f.e.m. inducida en el devanado de B.T. Sí V´V, las f.e.ms en los dos devanados tienen una relación aditiva, diciéndose que el transformador tiene una polaridad aditiva; pero sí V´V, las dos f.e.ms son sustractivas, diciéndose que el transformador tiene polaridad sustractiva.

Ing. Willy Morales Alarcon

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H1



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-

X2

H1

+

 +

X1 UNSAAC-FIE-2018-II

Los fabricantes de transformadores especifican que los transformadores monofásicos hasta 200 KVA,

 diseñados para H2 altas tensiones hasta los 11 KV- inclusive, tendrán polaridad aditiva. La polaridad X1 H2 X2 sustractiva se considera normal para todos los demás transformadores monofásicos. La polaridad -

+

Polaridad aditiva V´ V

Polaridad sustractiva V´  V

Tensión de de prueba = Tensión de referencia sustractiva reduceV´el=gradiente la tensiónVentre conductores contiguos.

Determinación de la polaridad con voltímetro

Polaridad aditiva

Polaridad sustractiva

III. MATERIALES A UTILIZAR: - Un transformador triásico de 1KVA, 220/110 v. - Tres voltímetros de c.a de 0 - 400 v. - Una fuente de alimentación de c.a. variable de 0 - 400 v. - Un multímetro. - Conductores y Conectores.

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IV. ESQUEMAS A UTILIZAR:

V.

PROCEDIMIENTO: Armar el circuito de la figura. 1. Regular la fuente de alimentación V menor de la tensión nominal del primario. Completar el cuadro siguiente: V (voltios)

V' (voltios)

Completado el cuadro etiquetar los terminales del transformador.

2. Desenergizar y cambiar el transformador para repetir el paso anterior. Completar el cuadro. V (voltios)

V' (voltios)

Completado el cuadro etiquetar los terminales del transformador.

3. Desenergizar y desarmar el circuito. VI. CUESTIONARIO: 1. Hacer el fundamento teórico del experimento. 2. Por qué la finalidad de la identificación de la polaridad de los transformadores en general. 3. Con los transformadores utilizados en el experimento efectuar el esquema de la conexión delta abierto, señalando su polaridad. 4. Se tiene un banco de transformadores monofásicos de idénticas características y polaridades, aditivas y sustractivas. Efectuar las siguientes conexiones que se indican, relacionarlo con los grupos de conexión y hacer un comentario en cada uno con su diagrama horario y fasorial: - Delta - delta, polaridad aditiva. - Delta - delta, polaridad sustractiva. - Delta - estrella, polaridad aditiva - Delta - estrella, polaridad sustractiva.

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- Estrella - estrella, polaridad aditiva. - Estrella-estrella, polaridad sustractiva. - Estrella - delta, polaridad aditiva. - Estrella - delta, polaridad sustractiva 5. Desarrollar el proceso para polarizar un transformador de varios devanados. 6. Analizar y explicar sí por el lado del secundario se puede someter a tensión de prueba, para polarizar un transformador. VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Dar como mínimo cinco observaciones y conclusiones con pocas palabras.

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