Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura CONVERSION DE ENERGIA ELECTROMECANICA I.

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1 Tema: CONEXIÓN DE BANCOS TRIFÁSICOS. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura CONVERSION DE ENERGIA ELECTROMECANICA I. I. OBJETIVOS. Que el alumno: Realice la conexión de un banco de transformadores monofásicos. Determine el desfase entre el voltaje primario y el voltaje secundario en bancos trifásicos, para las conexiones básicas: estrella-estrella, estrella-delta. Desarrolle la habilidad para elaborar diagramas fasoriales, a partir de los datos medidos. II. 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, pues 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. III. MATERIALES Y EQUIPO. No. Cantidad Descripción Código Banco de transformadores 2 Amplificador de aislamiento LM63 3 Osciloscopio de doble traza HM Fuente variable de Vac de cero a 230 Voltios 5 Cable de conexión BNC 6 X Cables de toda medida IV. PROCEDIMIENTO. Parte I. Conexión Estrella- Estrella.. Arme el circuito de la figura de los anexos. Observe que la figura corresponde a un banco estrella-estrella. 2. Ajuste los controles de los aparatos de medición, tanto en el amplificador de aislamiento LM 63 como en el osciloscopio HM En caso de dudas, consulte al respecto de como ajustar el control OFFSET/GAIN. 3. Ajuste el voltaje L-N a aproximadamente 25Vac (Rms), o a un valor cercano a este. La idea es no sobrepasar el valor nominal del banco trifásico, y poder observar perfectamente las señales de los desfases en el banco de transformadores. Consulte al respecto del valor de voltaje con el cual se alimentará el banco de transformadores.

2 4. Para observar el desfase, puede utilizar una regla de tres, recordando que un ciclo es igual a 360. Otro método un poco más difícil es ajustando la calibración (CAL) de TIME/DIV hasta desplegar un ciclo del voltaje L-N en exactamente 6 divisiones, con cruce por cero al centro de la pantalla. En estas condiciones, cada división grande equivale a 60 grados y cada división pequeña 2 grados. Estos métodos se usan para la medición de los ángulos de desfase. Puede considerar cualquiera de los métodos para obtener los desfases. 5. Mida el voltaje pico entre L-N ó A-N; también mida el voltaje secundario a-n (pico a pico) y calcule la relación de transformación (del transformador monofásico). A-N (pico a pico) = a-n (pico a pico) = Relación de transformación a = 6. Mida el desfase relativo entre A-N y a-n, de preferencia tomando como referencia A-N. Desfase entre A-N y a-n = grados Dibuje a escala las formas de onda. 7. Ajuste el rango de canal D del amplificador de aislamiento a 600 voltios; cambie la terminal de referencia del canal D (terminal azul) a L2. Mida el valor de pico a pico del voltaje L-L2 (ó sea VAB). Consulte con el instructor en caso de tener dudas acerca de la conexión. VAB = voltios. 8. Mida el desfase de VAB con respecto a VA. Desfase entre VAB y VA = grados 9. Modifique la medición de voltajes secundarios según se muestra en la figura 2 de los anexos para que la medición corresponda a tensiones de línea a línea entre el devanado primario y secundario. Consulte con el instructor en caso de tener dudas acerca de la conexión. 0. Mida el voltaje pico a pico y el desfase entre: VAB = Vab = Desfase entre VAB y Vab = grados. Dibuje las formas de onda para el caso anterior.. Realice los cambios de conexión necesarios, previa consulta con el instructor, para obtener las medicines para los otros voltajes del banco de transformadores. Complete los datos obtenidos. VBC = Vbc = Desfase entre VBC y Vbc = grados VCA = Vca = Desfase entre VCA y Vca = grados Parte II. Conexión Estrella-Delta.. Conecte los devanados secundarios del banco trifásico, en conexión delta, tal como se muestra en la figura 3 de los anexos. Observe que la figura corresponde a la conexión de un banco estrella-delta. 2. Mida el voltaje pico a pico y el desfase existente entre: VAB = Vab = Desfase entre VAB y Vab = grados VBC = Vbc = Desfase entre VBC y Vbc = grados VCA = Vca = Desfase entre VCA y Vca = grados

3 V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. Parte I.. En base a los datos obtenidos en el numeral 6, explique que deduce con respecto al desfase entre las tensiones de LN secundarias con respecto a la primaria en las otras fases del sistema trifásico. Dibuje a escala el respectivo diagrama fasorial de voltaje. Nota: Use valores Rms. 2. En base a los datos obtenidos en el numeral 8, explique que deduce con respecto al desfase entre las tensiones de LL secundarias con respecto a los otros dos pares de líneas del sistema trifásico. Dibuje a escala el diagrama fasorial de voltaje. Nota: Use valores Rms. 3. Determine fasorialmente la relación entre la magnitud de V AB con respecto a V LN. 4. A partir de los datos medidos, determine la relación de transformación entre las tensiones de línea del sistema. 5. Dibuje a escala cada uno de los diagramas fasoriales analizados durante esta parte de la práctica de laboratorio. Parte II.. Tomando en cuenta como base los datos medidos en esta parte del procedimiento, dibuje a escala los diagramas fasoriales para las tensiones: VAB, VBC, VCA y Vab, Vbc, Vca. Nota: Use valores Rms. 2. A partir de los datos medidos, explique cuál es la relación de transformación entre las tensiones de línea en función de la relación de transformación individual monofásica, para éste banco de transformadores. 3. Dibuje a escala cada uno de los diagramas fasoriales analizados durante esta parte de la práctica de laboratorio. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA.. Elabore los diagramas fasoriales anteriores considerando inversión de polaridad de los devanados secundarios. 2. Explique cuál es la relación entre la potencia total del banco y potencia manejada por cada transformador monofásico que constituyen un banco de transformadores, para las conexiones consideradas en esta práctica. 3. Explique porqué en sistemas de potencia se utilizan valores Rms en lugar de valores pico. 4. Investigue las condiciones necesarias para poder conectar bancos de transformadores trifásicos en paralelo. VII. BIBLIOGRAFÍA.. Electric Machines. Second Edition. Charles I. Hubert. Prentice Hall, Máquinas Eléctricas. Quinta Edición. A. E. Fitzgerald/ Charles Kingsley, Jr. McGraw-Hill Fundamentos de Máquinas Eléctricas. Stephen Chapman. McGraw-Hill 990.

4 ANEXOS. Figura. Figura 2.

5 Figura 3.