• Author / Uploaded
• Diego Armando Sanchez Orihuela

Citation preview

LABORATORIO N° 6 ENSAYO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS EN CONEXIÓNES TRIFÁSICAS. 1. OBJETIVOS a. Realizar conexiones trifásicas en un banco de transformadores trifásico. b. Determinar las relaciones de tensiones entre fases y fase a neutro y las relaciones de corrientes de línea y de fases. c. Determinar el desfase de tensión primaria y secundaria de los grupos de conexión más utilizados en los sistemas de potencia. d. Desarrollar habilidades para elaborar diagramas fasoriales, a partir de datos medidos. 2. INTRODUCCIÓN Habiéndose estudiado el transformador monofásico en forma simplificada, ahora se estudiará en forma más compleja, es decir, en un arreglo trifásico, o banco de transformadores monofásicos. Aunque esto no siempre es de esta forma en la realidad, ya que existen transformadores trifásicos individuales, construidos en la misma carcasa, y donde su aplicación depende de la tensión de trabajo y la capacidad en voltamperios de diseño; que generalmente son altas en estos casos. El circuito equivalente del transformador trifásico es igual al equivalente monofásico, excepto que ahora existen 3 arreglos por cada fase, y siempre habrá simplicidad para el análisis. Al igual que los transformadores monofásicos, es recomendable conocer la polaridad cuando se desean conectar en paralelo, evitando los desastres por cortocircuitos. En la vida real generalmente se debe especificar si es aditivo ó sustractivo, además de todos los arreglos posibles a voltaje nominal. La relación de transformación del transformador trifásico, está íntimamente ligado con las conexiones del lado primario y secundario, donde esta relación viene dada en función de los voltajes de línea y voltajes de fase.

Fig. 1 Conexión Yy-0 de banco de transformadores monofásicos.

Fig. 2 Conexión trifásica, diagrama vectorial y determinación de grupo de conexión.

Fig. 3. Tabla de grupo de conexión más usados.

Fig. 4 Formas de ondas de las tensiones trifásicas.

Fig. 5. Conexión Yz-1

Diagrama vectorial del zig-zag *complementar el fundamento teórico de autotransformadores con las referencias básicas del curso. ++Traer un resumen de la información revisada del procedimiento de pruebas en vacío y corto circuito de autotransformadores y sus respectivas normas nacionales e internacionales y como determinar los parámetros del autotransformador experimentalmente.

3. MATERIALES, INTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y EQUIPOS Los siguientes dispositivos, equipos, instrumentos y materiales serán necesarios para la realización de la practica: Item 1 2

Cantidad 1 3

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Descripción Regulador de tensión trifásica (variac) 220 V, 25 A Transformadores de potencia monofásico: 220 V, 110 V, 60Hz. ó 500 VA ó 1000 VA, Amperímetro de c.a. 5 A, 1 A Voltímetro de c.a. de 150 V, 300V Vatímetro 1A, 120; 5 A, 240 V, ó 5A, 120V;25 A, 240 Frecuencímetro de 220 V Microohmímetro MPK5 (o puente Wheastone) Reostato o resistencia de 11 Ω, 8 A. Multitester para verificación de circuitos Kit de cables flexibles AWG 14 ó 2.5 mm2 Termómetro de mercurio o digital Resistencia de carga según potencia del autotransformador Osciloscopio digital de 2 canales y 2 terminales

Código

4. PROCEDIMIENTO a) Determinar, verificar y marcar la polaridad de los devanados de cada uno de los transformadores monofásicos con las letras A, B, C, a, b y c. b) Armar la conexión trifásica y verificar y determinar su relación de transformación experimentalmente.

#

CONEXIO N

1 2 3

Yyn-0 Dyn-1 Dyn-5

Sn [VA] 1050 1050 1050

V1n [V] 190 190 190

V2n [V] 380 220 220

A

Vf1 [V] B

C

A

244 220.3 109.7

247 219.5 109.8

229 218.8 108.9

122.6 110.1 219.3

Vf2 [V] B 124.2 110.2 219.7

C

a

119.6 109.4 218.4

c) Montar el circuito de la figura 1 para realizar los ensayos de rutina del transformador trifásico: Ensayo de vacío y corto circuito de acuerdo a la normatividad vigente.

Fig. 1. Esquema de conexiones del ensayo vacío y corto circuito del transformador trifásico.

- Una vez verificado el montaje del circuito por el instructor, energizar el circuito con el regulador de tensión c.a. ajustando la tensión al valor de determinado por la norma según ensayo. Tomar un juego de lecturas de la instrumentes para cada carga indicada. Registrar lecturas de los instrumentos de medición en la siguiente tabla.

# 1 2 3 4 5 6 7

Amp1 div CI A

Volt1 div CV V

Vatímetro div CW W

Amp2 div CI A

Volt2 V

f Hz

Completar la tabla de cálculos efectuados.

5. CUESTIONARIO PARA LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1. Dibujar y trazar los diagramas vectoriales para verificar las respectivas configuraciones y grupo de conexión de la tabla en punto a). 5.2. Determine las relaciones de transformación monofásica y trifásica de cada configuración. 5.3. ¿Cuáles son las configuraciones más utilizadas y porque?

5.4 Haga una lista de ventajas y desventajas del banco de transformadores monofásicos en conexión trifásicos. 5.5. Porque un transformador trifásico tipo columna los flujos magnéticos en sus columnas no son iguales. 5.6. Qué ocurre si una de dos fases de conexión trifásica se intercambian. 5.7. Donde tiene aplicaciones de una conexión en zig-zag. 6. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA 6.1. Investigue y calcule los parámetros del circuito equivalente a partir de los datos de un protocolo de pruebas de un transformador trifásico de distribución o de transmisión, presentar la copia del protocolo. 7. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

Plantee en forma personal y clara un mínimo de cinco (5) conclusiones de la experimentación. Plantee en forma personal y clara un mínimo de tres (3) observaciones para mejorar la experiencia de las prácticas de estas pruebas. 8. BIBLIOGRAFIA Al final de todo documento o informe técnico se hace referencias numeradas a la bibliografía empleada y la normalización respectiva. Dar las referencias bibliográficas enumeradas de su informe de la práctica.

1. Jesús Fraile Mora, “Máquinas Eléctricas”, McGraw Hill, 6ra. edición, 2008. 2. Fitzgerald A. E. Charles Kingsley Jr, Stephen D. Umans, “Máquinas Eléctricas”, McGraw Hill, 6ra. edición, 2003. 3. …. APENDICE Temas resueltos y explícitos como complementario para la mejor comprensión del informe. ANEXO Todo material relacionado con la ejecución de la practica que ayude a elaborar y comprender el informe presentado.