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• Jack Alexander Ludeña Lopez

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Prueba de carga 1) Explicar el significado de cada una de las características de placa de este tipo de transformadores. En la característica de placa nos informan:    

Corriente y voltajes nominales Potencia de trabajo (5KVA) Cuál es la constante de transformación Tipo de conexión Dy 5

2) Describir cada una de las partes de este tipo de transformadores.

Fuente: http://www.emagister.com/curso-energia-centros-transformacion/transformador-trifasicoaceite-deposito-expansion

COMPONENTES PRINCIPALES De acuerdo al esquema anterior definimos las siguientes partes: 1. Pasa-tapas de entrada: conectan el bobinado primario del transformador con la red eléctrica de entrada a la estación o subestación transformadora. 2. Pasa-tapas de salida: conectan el bobinado secundario del transformador con la red eléctrica de salida a la estación o subestación transformadora. 3. Cuba: es un depósito que contiene el líquido refrigerante (aceite), y en el cual se sumergen los bobinados y el núcleo metálico del transformador. 4. Depósito de expansión: sirve de cámara de expansión del aceite, ante las variaciones se volumen que sufre ésta debido a la temperatura.

5. Indicador del nivel de aceite: permite observar desde el exterior el nivel de aceite del transformador. 6. Relé Bucholz: este relé de protección reacciona cuando ocurre una anomalía interna en el transformador, mandándole una señal de apertura a los dispositivos de protección. 7. Desecador: su misión es secar el aire que entra en el transformador como consecuencia de la disminución del nivel de aceite. 8. Termostato: mide la temperatura interna del transformador y emite alarmas en caso de que esta no sea la normal. 9. Regulador de tensión: permite adaptar la tensión del transformador para adaptarla a las necesidades del consumo. Esta acción solo es posible si el bobinado secundario está preparado para ello. 10. Placa de características: en ella se recogen las características más importantes del transformador, para que se pueda disponer de ellas en caso de que fuera necesaria conocerlas. 11. Grifo de llenado: permite introducir líquido refrigerante en la cuba del transformador. 12. Radiadores de refrigeración: su misión es disipar el calor que se pueda producir en las carcasas del transformador y evitar así que el aceite se caliente en exceso. Algunas partes internas importantes: NÚCLEO El núcleo del transformador está compuesto por láminas de Acero al Silicio, grano orientado, laminadas en frío, con excelente permeabilidad magnética, dando como resultado un núcleo de alta eficiencia, baja corriente de excitación y bajo nivel de ruido. Estos pueden ser en 2 configuraciones: 1) Enrollado o acorazado de 5 piernas con forma octagonal. Este tipo de núcleo es tratado térmicamente posterior a su formación, para relevar los esfuerzos y

reestablecer su propiedades magnéticas, presenta entre hierros distribuidos y de la menor dimensión, para evitar así pérdidas indeterminadas, Eddy, y en vacío, con un nivel de ruido muy por debajo de los estándares. 2) Columna o apilado, este núcleo está construido en la configuración de 3 piernas con uno de los siguientes cortes, según diseño o especificaciones del cliente: Corte a 45° (Mitre) Corte a 45° entre hierros distribuido (Step Lap) BOBINAS Las bobinas de los transformadores GRAM, están construidas con materiales de primera calidad, los conductores ya sean cobre o aluminio se devanan en máquinas con supervisión humana al 100%. Los conductores de cobre grado electrolítico de 100% de conductividad IACS en sección redonda, con recubrimientos de resina aislante de polivinil formal modificada o en sección rectangular, con recubrimiento en 4 capas de papel. Estos aislamientos son compatibles al líquido aislante, con resistencia térmica de 180°C y 105°C respectivamente. Los conductores de aluminio grado eléctrico, con pureza del 99% cuya dimensiones y forma le proveen al devanado área para la adecuada ampacidad, y un excelente desempeño en condiciones extremas de corto circuito. AISLAMIENTOS Los aislamientos empleados en la fabricación de las bobinas son papel InsuldurÒ ó kraft modificado para resistir el calor, con recubrimiento adhesivo en ambos lados de resina epóxica en estado B, la cual cura durante el proceso de horneo creando una estructura rígida. Este adhesivo retiene los devanados y evita el deslizamiento durante su operación o bajo corto circuito. También se utiliza cartón prensado de pulpa de celulosa, papel crepé y tubo crepé para aislar las puntas de la bobina, ya sea en su camino a las boquillas o al cambiador de derivaciones. Todos estos aislamientos son compatibles con el líquido aislante del transformador, sin producir contaminación o alterar sus propiedades.

LÍQUIDO AISLANTE Los transformadores GRAM son llenados utilizando aceite aislante mineral refinado a partir del petróleo crudo, conteniendo bajos niveles de sulfuro, alkali, ácidos inorgánicos y libre de PCB´s cumpliendo con la norma NOM J 123. Este aceite es usado como aislante y medio refrigerante para transmitir el calor de los devanados a las paredes del transformador y otras áreas de disipación. A solicitud del cliente se pueden emplear otros medios aislantes y refrigerantes tales como el R-TEMP o Silicón, los cuales tienen punto de flasheo o ignición más elevados, cuando la localización del transformador así lo requiera. Esto incrementa el grado de seguridad tanto para el equipo como para el personal.

3) Detallar los usos de este tipo de transformadores. Los transformadores están destinados para el uso en las redes de distribución urbana e industrial, para las subestaciones de tracción para el transporte urbano y ferroviario, para los hospitales, áreas de energética nuclear refinerías y otros consumidores industriales y especiales. Especialmente hay que subrayar una serie de transformadores desarrollados y implementados para los trabajos conjuntos de la técnica convertidora utilizada en las diversas ramas industriales, asi como otras cargas especiales, como los hornos de arco de corriente directa y alterna, las instalaciones de alectroliticos, diferentes complejos de los equipos no estandarizado para las investigaciones. 4) Explicar la utilidad de los Taps en este tipo de transformadores. Tap´s Los transformadores de distribución tienen una serie de tomas (taps) en los devanados para permitir pequeños cambios en la relación devueltas del transformador después de haber salido de fábrica. Por ejemplo, una instalación típica podría tener cuatro tomas además del valor nominal, con intervalos entre éstas de 2.5% del voltaje a plena carga. Tal distribución permite ajustes hasta del 5% por encima o por debajo del voltaje nominal del transformador. Las tomas de un transformador permiten que éste se pueda ajustar para acomodarse a las variaciones de los voltajes de las localidades. Sin embargo, estas tomas normalmente no se pueden cambiar mientras el transformador está suministrando potencia, sino cuando se encuentren sin carga.

5) Con los datos del ensayo con carga a factor de potencia 1, graficar la curva V vs I. VS: VOLTAJE EN LOS FOCOS FOCOS CONECTADOS EN ESTRELLA VS 206 210 218 220

I 1 1.03 1.04 1.07

1.4

INTENSIDAD DE CORRTIENTE (AMPERIOS)

1.2 1 0.8 0.6

GRAFICA Vvs I

0.4 0.2 VOLTAJE(VOLTIOS)

194 196 198 -0.2

202 204 206 208 210 212 214 216 218 220 222 224 226 228 230 232 234 236 238 240 242 244 246 248

6) Para las diversas cargas resistivas dispuestas, construir el circuito monofásico equivalente y determinar: La regulación de tensión Circuito monofásico

FOCOS CONDENSADOR MOTOR +FOCOS MOTOR CONDENSADORES

v1 109.1 112.4 98 + 101.5

v2 216.4 230.6 197 213

| |

| |

| | Reemplazando datos para cada caso: -regulación para los focos: 0.74% -regulación para los condensadores: -2.51% -regulación para el motor +focos: 0.51% -regulación para el motor más condensadores: -4.69%

7) La eficiencia del transformador para estas condiciones: 

Carga focos en estrella

cosФ=0.8 pot entrada =673.6 Voltaje de cada foco :223.8,219.8,216,4 Corriente en cada foco =0.95,1,0.945 Potenc salida =509.53 watt Eficiencia =80%



Carga condensadores en estrella

cosФ=0.88 pot entrada =687 Voltaje de cada condensador :234.1,230.6,225.7 Corriente en cada foco =0.95,1,0.945 Potenc salida =607.464 watt Eficiencia =88.4%



Carga Desbalanceada (1foco+2focos+1cond)

cosФ=0.8 pot entrada =2951.66w Potenc salida =2951.6 watt Eficiencia =86.2% Carga Desbalanceada (motro -3 focos-1 condensador )

8) Comparar las pérdidas en el cobre ( (75°C) dada por la expresión: (

(

)

(

)

( (

Donde:

(

)

En las pruebas de corto circuito Wcc= 220W In= 13 R=0.8850 Remplazando la Re en la formula Pl=28.356 W

) )

)

(

con las pérdidas de carga

(

))

( (

) ) )