3. El transformador de la actividad anterior debe alimentar una carga de 10 Ω. Calcula las corrientes por el primario y el secundario.

Transcripción

1 El Transformador Monofásico Actividades 1. Explica la discrepancia que se plantea entre el modelo de transformador ideal para vacío y para carga. El transformador ideal en vacío al conectar al primario una fuente de tensión V, aparece en el secundario una corriente de vacío I 0, debido al propio arrollamiento. Y el transformador ideal en carga aparece en el secundario una corriente I 2 relacionada con la I 1 por la relación de transformación. 2. Necesitamos diseñar un transformador para conectarlo a 220V que nos proporcione 18V a la salida. Se dispone de un núcleo de una sección e inducción que determinan que el flujo máximo debe ser de 10 mwb. Calcula el número de espiras del primario y el secundario. N1 = E1 4,44 f Φmax = 220 = 100 espiras. 4, ,01 N2 = E2 4,44 f Φmax = 18 4, ,01 = 8 espiras. 3. El transformador de la actividad anterior debe alimentar una carga de 10 Ω. Calcula las corrientes por el primario y el secundario. I 2 = U 2 R = = 1.8A U 1 = I 2 => I U 2 I 1 = I 2 U = = 0.147A 1 U 1 220

2 4. Busca en Internet tres fabricantes de transformadores y selecciona como mínimo un transformador para los siguientes tipos de núcleo: De columnas RUHSTRAT Transformador trifásico máx 36 KV, 8 MVA Tiene 3 bobinados. Acorazado OMECA S.A. Transformadores monofásicos de baja tensión desde 40 V.A. hasta V.A. Tiene 2 bobinados. Toroidal. CROVISAN

3 Transformadores monofásicos de 20 VA/3000 VA y tiene 2 bobinados. 5. Un transformador 1000/230V tiene sus bobinados arrollados sobre un núcleo de columnas con una sección de 30 cm 2 y una inducción para su plancha magnética de 1 tesla. Calcula el flujo máximo y las espiras del primario y del secundario. Cálculo del flujo magnético = 1T 0.003m 1m 1Wb 0.003T 1Wb = 0.003T = 0.003Wb N1 = Cálculo de espiras E f max = 1000V = espiras Hz 0.003Wb N2 = E f max = 230V = espiras Hz 0.003Wb 6. El transformador anterior es de una potencia de 1 kva. Se quiere utilizar para alimentar en el secundario una carga de 600 W y un factor de potencia de 0,7. Calcula

4 si el transformador podrá suministrar la potencia adecuada a la carga y, si así fuera, qué corrientes circularían por el primario y por el secundario. Q = V I Sen α Q I = V Sen α I = 1000V 230V 0.7 = 6.21 P = V I Cosα = = w Potencia máxima de W por lo que puede suministrar 600 W. Corrientes que circulan por el primario y secundario del transformador: I = I1 = P = V I Cosα P V Cos = 600W 230V 0.7 = 3.72A V2 I2 V1 V1 V2 = I2 I1 = 230 3, = 0,862A 7. Explica las diferencias que implicaría utilizar el transformador anterior considerando su modelo real frente al utilizado para los cálculos (transformador ideal). La diferencia entre un transformado real y otro ideal, son las pérdidas por el histéresis, Foucault y Joule. 8. Intenta encontrar, cerca de tu casa, la subestación transformadora de la que depende tu vivienda y que alberga el transformador. Mi vivienda esta alimentada por un centro de transformación, cuya empresa la podeis encontrar en Casetas prefabricadas con hormigón y vibrado. A continuación encontraremos un enlace con el centro de transformación y sus características:

5 También en estos enlaces encontraremos características de sus componentes: Celdas Fluofix Celdas Normafix Telemandos Terminales de cables: interior y exteriores 24/36 KV Terminales enchufables 24/36 Kv kv.html

6 9. Busca en internet tres transformadores de potencia que tengan características diferentes en cuanto a la función, el número de fases, la ubicación, la ventilación y el agente refrigerante. TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION Descripción: Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

7 Características Generales: Se fabrican en potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kva y tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kv. Se construyen en otras tensiones primarias según especificaciones particulares del cliente. Se proveen en frecuencias de Hz. La variación de tensión, se realiza mediante un conmutador exterior de accionamiento sin carga. Transformadores Rurales Descripción: Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kv. En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como alternativa 3 monofásicos. AUTOTRANSFORMADORES

8 Los autotransformadores se usan normalmente para conectar dos sistemas de transmisión de tensiones diferentes, frecuentemente con un devanado terciario en triángulo. De manera parecida, los autotransformadores son adecuados como transformadores elevadores de centrales cuando sé desea alimentar dos sistemas de transporte diferentes. En este caso el devanado terciario en triángulo es un devanado de plena capacidad conectado al generador y los dos sistemas de transporte se conectan al devanado, autotransformador. El autotransformador no sólo presenta menores pérdidas que el transformador normal, sino que su menor tamaño y peso permiten el transporte de potencias superiores. 10. Un transformador de 1000/230V sometido a un ensayo de vacío nos proporciona las siguientes medidas: I o =0,95 A; el vatímetro indica 265 W. Calcula las pérdidas en el hierro y en el cobre, el factor de potencia en vacío y el valor de la resistencia equivalente del hierro, así como el valor de la resistencia de magnetización. FP = Pfe V1 I0 = = 027 Ife = ,27 = 0.26 A

9 Im = ,96 = A El arcocoseno de FP 74,3 y el seno es 0,96 Rfe = Pfe I 2 fe = = 3785,71Ω Xm = V1m I 2 m = = 1204,82Ω 11. Un transformador tiene las siguientes características; 250 kva y 30000/400 V. Se realiza el ensayo de cortocircuito y se obtienen las siguientes lecturas: Amperímetro en el primario: 8,3 A Vatímetro en el primario: 3950 W Voltímetro en el primario: 1800 V Calcula la tensión de cortocircuito en porcentaje (%), la impedancia, la resistencia y la reactancia de cortocircuito y el factor de potencia de cortocircuito. Cos φ = ,3 = 0,26 Zcc = Ucc Icc = ,3 = 216,86 Ω El arcocoseno de 0,26 es 74,9 y el seno es 0,96 Ife = 216,86 0,26 = 56,38 Ω Xcc = 216,86 0,96 = 208,18 Ω

10 µcc = Ucc = Un = 6 % 12. Dibuja el símbolo para un transformador trifásico Yy y un transformador Dy. Di el nombre de los bornes. Transformador Dy

11 Transformador Yy

12 13. Qué indica el índice horario? - El primario y el secundario al tener la misma conexión (Yy) las tensiones primarias y secundarias están en fase a 180º, según el borne que conectemos a la red, cuando están en fase se identifican con el 0º. - El índice horario es el número entero entre 1 y 11 que indica el desfase entre los dos bobinados. El desfase se sostiene en el índice y divide entre 30º. 14. Señala los desfases que existirán entre el lado de baja y alta para los transformadores Dy7, Yz7, Dz10 y Dd6. - Dy7: el desfase entre el lado de alta y el lado de baja es de 210º - Yz7: el desfase entre el lado de alta y el lado de baja es de 210º - Dz10: el desfase entre el lado de alta y el lado de baja es de 300º - Dd6: el desfase entre el lado de alta y el lado de baja es de 180º 15. Busca tres modelos diferentes de transformadores de tensión y de corriente e indica para cada uno de ellos sus relaciones de transformación - Transformador de tensión de distribución: la relación de transformación de este es de 100kVA a 35 kv. - Transformador de pulsos: Es un transformador especial muy rápido que esta creado para funcionar por pulsos. Es muy versátil para controlar tensiones de 220V. - Transformador de tensión subterráneos: la relación de transformación de este es de 400 a 231 V.