TRANSFORMADORES FEDERICO MILANO

Transcripción

1 FEDERICO MILANO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES UNIERSIDAD DE CASTILLA - LA MANCHA CAMPUS UNIERSITARIO S/N E-307 CIUDAD REAL ESPAÑA CURSO 008/09

2 CONTENIDOS. INTRODUCCIÓN. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIAS 3. FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO REAL 4. TRIFÁSICOS EN RÉGIMEN EQUILIBRADO 5. EN PARALELO 6. AUTOTRANSFORMADOR 7. CON TOMAS 8. DE MEDIDA (TENSIÓN, INTENSIDAD)

3 INTRODUCCIÓN 3

4 INTRODUCCIÓN 4

5 INTRODUCCIÓN 5

6 INTRODUCCIÓN 6

7 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS A) NÚCLEO CHAPAS DE ACERO AL SILICIO LAMINADAS EN FRÍO (GRANO ORIENTADO) CAPA AISLANTE (0,0 mm) CARLITE COLUMNAS, CULATAS, ENTANAS DEL NÚCLEO, JUNTAS SEGÚN LA POSICIÓN RELATIA NÚCLEO - DEANADO ACORAZADAS (NÚCLEO ABRAZA DEANADO) DE COLUMNAS (DEANADO ABRAZA NÚCLEO) 7

8 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS SECCIÓN TRANSERSAL PEQUEÑA POTENCIA: SECCIÓN CUADRADA GRAN POTENCIA: POLÍGONO ESCALONADO (CRUCIFORME) CANALES DE ENTILACIÓN 8

9 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS FIJACIÓN MECÁNICA DE CHAPA (IBRACIONES) B) DEANADOS HILOS DE COBRE (BARNIZ) PLETINA DE COBRE (FIBRA DE ALGODÓN O CINTA DE PAPEL) SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE LOS ARROLLAMIENTOS: CONCÉNTRICOS ALTERNADOS (DISMINUCIÓN FLUJO DISPERSO) 9

10 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS B.T. A.T. B.T. A.T. A.T. B.T. B.T. C) SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN PÉRDIDAS CALOR TEMPERATURA MÁQUINA PEQUEÑAS POTENCIAS: EN SECO 0

11 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS POTENCIAS ELEADAS: EN BAÑO DE ACEITE MAYOR CONDUCTIIDAD TÉRMICA QUE EL AIRE MAYOR RIGIDEZ DIELÉCTRICA QUE EL AIRE ENEJECIMIENTO INHIBIDORES DEPÓSITO DE EXPANSIÓN ( 8%) ACEITE MINERAL: INFLAMABLE Y APORES MEZCLAS EXPLOSIAS

12 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS ACEITE SINTÉTICO ( ASKAREL ) IMPACTO ECOLÓGICO ACEITES DE SILICONA ALETAS, ENTILADORES, INTERCAMBIADORES DE CALOR (MA) D) AISLADORES PASANTES Y OTROS ELEMENTOS PASATAPAS

13 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS RELÉ DE BUCHHOLTZ (GAS) SOBRECARGAS, FALLOS DE AISLAMIENTO, ETC. CALENTAMIENTO ANÓMALO APOR DE ACEITE SISTEMA DE DOS FLOTADORES: ALARMA Y DESCONEXIÓN 3

14 PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIOS E) PLACA DE CARACTERÍSTICAS DEL TRANSFORMADOR POTENCIA NOMINAL TENSIONES NOMINALES FRECUENCIA IMPEDANCIA EQUIALENTE (%) 4

15 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL SENTIDO HORARIO φ φ = φ + φ = φ φ d d dφ dφ dφd e = N = N + N dt dt dt 5

16 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL dφ dφ dφd e = N = N N dt dt dt dφ dφd v = Ri + e = Ri + N + N dt dt dφ dφd e = Ri + v = N N dt dt SI SE DEFINEN LAS INDUCTANCIAS DE DISPERSIÓN: L L d d dφ d = N X = L d ω di dφ d = N X = L d ω di 6

17 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL v = e + R i + di dt L d e = N dφ dt e = v + R i + di dt L d e = N dφ dt E E = = 4,44fN 4,44fN φ φ m m E E N = N = m 7

18 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL = E + R I + jx I E = + R I + jx I CAÍDA TENSIÓN TRAFO INDUSTRIAL A PLENA CARGA: - 0% U NOM E E m (APROXIMADAMENTE) 8

19 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL INTERRUPTOR S ABIERTO = E + R I 0 + jx I 0 E = I 0 : CORRIENTE DEL PRIMARIO EN ACÍO I 0 : % I NOMINAL = = E E = m 9

20 FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL INTERRUPTOR S CERRADO (EN CARGA) EN ACÍO = EN CARGA COMO, Φ m EN ACÍO Φ m EN CARGA F.M.M. EN ACÍO F.M.M. EN CARGA N I 0 = N I N I 0

21 CIRCUITO EQUIALENTE REDUCCIÓN AL PRIMARIO: ALORES INSTANTÁNEOS: RÉGIMEN SENOIDAL: N i N i = Rφ N I N I = Rφ ef ( R + jx ) = I + E N N ( R + jx ) = I + RI + + N N N N jx I N N I N N I φ = R N ef

22 CIRCUITO EQUIALENTE REFERIDA AL PRIMARIO I I' I N N = CORRIENTE DE ACÍO O DE EXCITACIÓN I N 0 ef = φ R POR LO TANTO: ( ) ( ) N N N N I jx R I jx R = ( ) ( ) N N N N I N N jx R I jx R =

23 CIRCUITO EQUIALENTE N = ' N ( R + jx) I + ( R' + jx' ) I' + = ' REFERIDA AL PRIMARIO N R = R' R N REFERIDA AL PRIMARIO N X = X' N X REFERIDA AL PRIMARIO 3

24 CIRCUITO EQUIALENTE TRANSFORMADOR REAL PÉRDIDAS MAGNÉTICAS R FE I 0 IFE PÉRDIDAS EN EL HIERRO Iµ CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN I R X X R I + I 0 + I FE Iµ R FE Xµ 4

25 CIRCUITO EQUIALENTE EN LA PRÁCTICA, DEBIDO A QUE I 0 <<< I, I SE SUELE TRABAJAR CON UN CIRCUITO APROXIMADO I R X X R I I R cc X cc I + I I 0 + I FE Iµ I FE Iµ R FE Xµ R FE Xµ R cc = R + R RESISTENCIA DE CORTOCIRCUITO X cc = X + X REACTANCIA DE CORTOCIRCUITO 5

26 ENSAYO DE ACÍO: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO ~ P I 0 i = 0 TRANSFORMADOR MEDIDAS: 0, 0, P 0, I 0 + I 0 Iµ I FE ϕ 0 0 = E 0 0 R FE Xµ I 0 I FE Iµ φ 6

27 ENSAYO DE ACÍO: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO P 0 0 = RFE R FE I = FE R 0 FE I µ = I 0 IFE X 0 µ = I µ Cos ϕ = 0 P 0 I 0 0 m = 0 0 7

28 ENSAYO DE CORTOCIRCUITO TENSIÓN ARIABLE DE C.A. cc P cc I cc CORTOCIRCUITO TRANSFORMADOR MEDIDAS: cc, P cc, I cc 8

29 ENSAYO DE CORTOCIRCUITO 9

30 TRANSFORMADOR MONOFÁSICO EN CARGA I 0 ÍNDICE DE CARGA C = I I N = I' I' N I I N C = PLENA CARGA C > SOBRECALENTAMIENTO (ADMITIDO NORMA UNE POCO TIEMPO) MAGNITUDES DE INTERÉS: CAÍDA DE TENSIÓN RENDIMIENTO 30

31 CAÍDA DE TENSIÓN CAÍDA DE TENSIÓN INTERNA Δ = 0 0 CAÍDA DE TENSIÓN RELATIA O REGULACIÓN ε c = 00 % REFERIDA AL PRIMARIO: 0 ε c = N N ' 00 % EN CARGA: ε c = ' 00 % 3

32 CAÍDA DE TENSIÓN. APROXIMACIÓN DE KAPP CIRCUITO EQUIALENTE APROXIMADO. FACTOR DE POTENCIA INDUCTIO + N R cc X cc I + N ϕ X cc I O ϕ P Q Z L I R cc I M T S R ϕ N N = + (R cc + jx cc )I N ' = OS OP = PS N ' = PS PR 3

33 CAÍDA DE TENSIÓN. APROXIMACIÓN DE KAPP PR = PQ + QR = PQ + MN PR = R cc I Cos(ϕ ) + X cc I Sen(ϕ ) N ' = R cc I Cos(ϕ ) + X cc I Sen(ϕ ) N ' = C R cc I N Cos(ϕ ) + C X cc I N Sen(ϕ ) APROXIMACIÓN DE KAPP: ε c = C ε Rcc Cos(ϕ ) + C ε Xcc Sen(ϕ ) 33

34 CAÍDA DE TENSIÓN ε cc = ZccI N N 00 ε Rcc = RccI N N 00 RccI' N N 00 ε Xcc = XccI N N 00 XccI' N N 00 EFECTO FERRANTI: CON F.D.P. CAPACITIO ε c PUEDE SER NEGATIA ε c = C ε Rcc Cos(ϕ ) C ε Xcc Sen(ϕ ) 34

35 PÉRDIDAS Y RENDIMIENTO PÉRDIDAS ) HIERRO: P FE = P 0 ) COBRE: P CU = I' R cc = C I' NR cc = C P cc RENDIMIENTO η η = P P = P P PERD = P P + P PERD PERD P0 + η = P + P C Pcc 0 + C P cc 35

36 PÉRDIDAS Y RENDIMIENTO POTENCIA DEL SECUNDARIO ( P ) POR LO TANTO: P = I Cos(ϕ ) = C I N Cos(ϕ ) η = C I N P0 Cos( + ϕ C Pcc ) + P 0 + C Pcc = C I N CINCos( ϕ Cos( ϕ ) + P 0 ) + C Pcc RENDIMIENTO MÁXIMO: P 0 = C P OPT cc C = OPT P P 0 cc 36

37 BANCOS TRIFÁSICOS TRIFÁSICOS φ A A i A i a a φ B B i B i b b φ C C i C i c c 37

38 TRIFÁSICOS CONDICIONES EQUILIBRADAS: LAS TRES MÁQUINAS IDÉNTICAS TRABAJANDO EN IDÉNTICAS CONDICIONES DESFASE ENTRE MAGNITUDES DE 0º 38

39 TRIFÁSICOS PROPIEDADES EN RÉGIMEN EQUILIBRADO: ) TRAFOS TRIFÁSICOS UNIÓN DE 3 MÁQUINAS ) φ A + φ B + φ C = 0 AHORRO DE MATERIAL TRANSFORMADOR DE 3 COLUMNAS (CORE - TYPE) FASES LATERALES (a, c) MAYOR LONGITUD FASE CENTRAL (b) DESEQUILIBRIOS INTENSIDADES MAGNETIZANTES POCA IMPORTANCIA FORMA CONSTRUCTIA MUY EXTENDIDA 39

40 TRIFÁSICOS OTRAS FORMAS CONSTRUCTIAS: ) DE 5 COLUMNAS ARROLLAMIENTOS EN LAS COLUMNAS CENTRALES EL FLUJO SE CIERRA POR LAS LATERALES MENOR SECCIÓN CULATA (MENOR ALTURA TOTAL) ) ACORAZADOS (SHELL - TYPE) 40

41 TRIFÁSICOS CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE CIRCUITO MAGNÉTICO A) FLUJOS LIBRES HAY MALLAS DONDE SÓLO ACTÚA I DE UNA FASE B) FLUJOS LIGADOS EN CADA MALLA ACTÚAN I DE ARIAS FASES BANCO TRIFÁSICO TRES COLUMNAS CINCO COLUMNAS ACORAZADOS 4

42 TRIFÁSICOS COMPARACIÓN BANCOS TRIFÁSICOS S. TRIFÁSICOS COMPORTAMIENTO ELÉCTRICO IDÉNTICO TRIFÁSICOS: MENOR PESO MENORES PÉRDIDAS MENOR OLUMEN DE MÁQUINA Y PARQUE AERÍA: OTRO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO 4

43 TRIFÁSICOS BANCOS TRIFÁSICOS: AERÍA: RESERA DEL 33% MEJORES CONDICIONES DE TRANSPORTE UTILIZACIÓN TÍPICA: TRIFÁSICOS SALO CENTROS DE TRANSFORMACIÓN DE GRANDES POTENCIAS 43

44 TRIFÁSICOS MAGNITUDES NOMINALES Y PARÁMETROS POTENCIA NOMINAL, S N (ka), TRIFÁSICA TENSIÓN NOMINAL PRIMARIA ( N ) (TENSIÓN COMPUESTA) TENSIÓN NOMINAL SECUNDARIA ( N ) (TENSIÓN COMPUESTA) INTENSIDAD NOMINAL: I N = S N 3 U N 44

45 TRIFÁSICOS RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN (k) RELACIÓN NÚMERO DE ESPIRAS GRUPO DE CONEXIÓN RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN (k) Dd, Yy Dy Yd N 3 N Dz Yz 45

46 ÍNDICE HORARIO DISTINTOS TIPOS DE CONEXIÓN ORIGINAN DIFERENCIAS DE FASE ENTRE TENSIONES COMPUESTAS DE PRIMARIO Y SECUNDARIO ÍNDICE HORARIO RETRASO DEL LADO DE MENOR TENSIÓN (R ) RESPECTO AL DE TENSIÓN MÁS ELEADA (R) MEDIDO EN MÚLTIPLOS DE 30º AGUJA GRANDE (ALTA TENSIÓN) AGUJA PEQUEÑA (BAJA TENSIÓN) HORA CORRESPONDIENTE R R R R R R YNd YNd YNyn0 46

47 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA R R + U + U U ' U S S + U + U ' N N T T + U + W U ' W 47

48 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA U U U ' U R R S U N N U ' S T U W U ' W T HIPÓTESIS: SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA U u = U 0 U v = U -0 U w = U 0 U u = U 0 U v = U -0 U w = U 0 48

49 TRANSFORMADOR IDEAL: ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA U U' RS RS = ( 0 0) ( 0 0) U U' = U U' 0 = N N' 0 49

50 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA DESFASE 0º CONEXIÓN YNyn0 U W = U T U' = U W ' T U' U' = U ' S = U U ' R U U = U R U U = U R U = U S 50

51 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO R R + U + U U ' U S S N + U + U ' T T + U + W U ' W 5

52 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO U U U ' U R R S U N U ' S T U W U ' W T HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA 5

53 ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO U RS = U U U U' = U RS ' U U' RS RS = ( 0 0) ( ) U U' = 3U 30 U' 60 = 3 N N' 30 U W = U T CONEXIÓN YNd U' U' = U W ' TS = U U ' T ' SR U' R N U ' S 30º U' = U U ' RT U U = U R U = U S 53

54 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO U U U ' U R R S U N U ' S T U W U ' W T HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA 54

55 ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO U RS = U U U CONEXIÓN YNd 55

56 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-ESTRELLA U U U ' U R R U U ' S N S T U W U ' W T HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA 56

57 ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN TRIÁNGULO-ESTRELLA U RS = U U CONEXIÓN Dyn U W = U TR U' = U W ' T U' = U U' ' S U = U ST U T = U U ' R U N 30º S U R U U = U RS 57

58 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO R U U U ' U R U U ' S S T U W U ' W T HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO 58

59 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO U RS = U U U' = U RS ' U U U' RS RS = U 0 U' 0 = N N' 0 T CONEXIÓN Dd0 U = U ST U W = U TR U' = U ' ST T U' = U W ' TR S U U = U RS R S U' = U U ' RS R 59

60 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO R U U U ' U R U U ' S S T U W U ' W T HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO 60

61 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO U RS = U U U' = U RS ' U U' RS RS = U 0 U' 80 0 = N N' 60 CONEXIÓN Dd0 U = U ST S T U W = U TR U U = U RS R 30º U' U' = U U ' RT T 30º = U W ' TS S U' R = U ' SR 6

62 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG R U U U' U U' U R S U N ' U N ' U S T U W ' U W ' U W T HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO 6

63 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG U RS = U U U U' RS = U' U U' + U' W U' + = 3 U' U U' RS RS = ( 0 0) U 3 U' 0 = 3U 30 3 U' 0 = 3 N N' 50 CONEXIÓN YNzn5 63

64 ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG U W = U T U' U ' S U ' R U' U U' W U = U S U' N 50º U' U U ' T U' W U U = U R 64

65 ESQUEMA EQUIALENTE ESQUEMA EQUIALENTE POR FASE REFERIDO A UN LADO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO: ESTRELLA DE IMPEDANCIAS + I Z Z' I' + Z 0 ' I 0 I, ', I ', I0 TENSIONES SIMPLES INTENSIDADES SIMPLES 65

66 ENSAYO DE ACÍO CONEXIÓN: TENSIÓN NOMINAL DEANADO DE MAYOR TENSIÓN ABIERTO DEANADO DE MENOR TENSIÓN LECTURAS: POTENCIA TOTAL ABSORBIDA (TRIFÁSICA) P 0 INTENSIDAD DE FASE I 0A, I 0B, I 0C POR DESEQUILIBRIO EN EL CIRCUITO MAGNÉTICO: I + 3 ( I + I ) 0 = 0A 0B I0C 66

67 ENSAYO DE ACÍO: TRANSFORMADOR TRIFÁSICO P = 3RFEIFE = RFE R FE 0 I FE = R FE I µ = I 0 IFE X 0 µ = I µ 67

68 ENSAYO DE CORTOCIRCUITO CONEXIÓN: INTENSIDADES NOMINALES TENSIÓN REDUCIDA DEANADO DE MAYOR TENSIÓN CORTOCIRCUITO DEANADO DE MENOR TENSIÓN LECTURAS: TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO, cc, COMPUESTA POTENCIA TOTAL ABSORBIDA, P cc, TRIFÁSICA 68

69 ENSAYO DE CORTOCIRCUITO P cc = 3R I cc cc R cc cc SIMPLE = LÍNEA 3 LÍNEA CONEXIÓNEN ESTRELLA CONEXIÓNEN TRIÁNGULO 69

70 CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIALENTE ESTRELLA-ESTRELLA + I Z Z' Z ' L + I' = I ' L Z 0 ' I 0 Z ' 70

71 CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIALENTE ESTRELLA-TRIÁNGULO R T S C A C A B B r a a t c b' c' b s Z L I L Z + I Z Z' 3Z' L + I' = I ' ab Z 0 ' I 0 Z ' 7

72 CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIALENTE TRIÁNGULO-ESTRELLA / ESTRELLA-TRIÁNGULO RECOMENDACIÓN: CONERTIR LA CARGA A LA CONEXIÓN DEL DEANADO DEL TRANSFORMADOR DOS POSIBILIDADES: CONERSIÓN DEL TRIÁNGULO A ESTRELLA CONERSIÓN DE LA ESTRELLA A TRIÁNGULO 7

73 EN PARALELO SITUACIONES PRÁCTICAS: ) AMPLIACIÓN DE INSTALACIONES (SOLUCIÓN MÁS ECONÓMICA) ) FLEXIBILIDAD DE OPERACIÓN ÚNICO TRANSFORMADOR PÉRDIDA DE SUMINISTRO EN AERÍA O REISIÓN LIMITACIÓN DE POTENCIA 3) POTENCIAS ELEADAS FIABILIDAD (SALIDA DE GENERADORES) TAMAÑO (TRANSPORTE) 73

74 EN PARALELO CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO CONDICIONES CONENIENTES: IGUAL RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CORRECTO FUNCIONAMIENTO EN ACÍO IGUAL TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO EN p.u. cc N Z cc N = = εcc EQUILIBRIO DE LA CARGA (C I = C II ) I N IGUAL POTENCIA DE CORTOCIRCUITO EN p.u. SI ε cci = ε ccii Z cc CON IGUAL ARGUMENTO 74

75 EN PARALELO CONDICIONES OBLIGATORIAS TRAFOS MONOFÁSICOS: CONEXIÓN BORNAS HOMÓLOGAS ENTRE SÍ TRAFOS TRIFÁSICOS: CONEXIÓN BORNAS HOMÓLOGAS ENTRE SÍ IGUAL ÍNDICE HORARIO IGUAL SECUENCIA DE FASES INCONENIENTES: AUMENTA LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO AUMENTA COSTE DEL APARELLAJE ELÉCTRICO 75

76 EN PARALELO INCUMPLIMIENTO DE CONDICIONES CONDICIONES CONENIENTES: FUNCIONAMIENTO POSIBLE (NO ÓPTIMO) CONDICIONES OBLIGATORIAS: IMPOSIBILIDAD DE FUNCIONAMIENTO (CORTOCIRCUITO) + A' I A I A' II A II I I I II TRANSFORMADOR I TRANSFORMADOR II Z cci Z ccii + ' a' I a I I a' II a II CARGA 76

77 EN PARALELO Z cci I I = Z ccii I II I I I IN ZccII N IN 00 = I I II IIN ZccIII N IIN 00 C I ε cci = C II ε ccii C C I II = ε ε ccii cci R S T I C B A c b a II C c B A b a 77

78 AUTOTRANSFORMADOR DIISOR DE TENSIÓN ÚNICO ARROLLAMIENTO PRIMARIO Y SECUNDARIO UNIDOS GALÁNICAMENTE 78

79 AUTOTRANSFORMADOR ARROLLAMIENTO SERIE: CIRCULA I (MENOS LONGITUD POR TRAFO) ARROLLAMIENTO COMÚN: CIRCULA I - I (MENOS SECCIÓN POR TRAFO) MENOR CANTIDAD DE COBRE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN: N N s c k = = = N + N N c U U HIPÓTESIS IDEAL DESPRECIANDO R m LA ECUACIÓN MAGNÉTICA: N s I - N c (I - I ) = 0 79

80 AUTOTRANSFORMADOR COMPORTAMIENTO COMO EL DEL TRANSFORMADOR ARROLLAMIENTOS DE FORMA INDIIDUALIZADA: EL AUTOTRANSFORMADOR PUEDE ENTENDERSE COMO UNA FORMA ESPECIAL DE CONECTAR UN TRANSFORMADOR COINCIDE CON SUS CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIAS 80

81 AUTOTRANSFORMADOR COMPARACIÓN ENTRE TRANSFORMADOR Y AUTOTRANSFORMADOR BASES: DOS MÁQUINAS CON: ) IGUALES CARACTERÍSTICAS NOMINALES (TENSIÓN, POTENCIA) ) IGUALES PÉRDIDAS POR UNIDAD DE PESO (B max ) 3) IGUAL DENSIDAD DE CORRIENTE PARÁMETROS DE CORTOCIRCUITO: TRAFO AUTOTRAFO 8

82 AUTOTRANSFORMADOR 8

83 AUTOTRANSFORMADOR (BASE 3) BASE MISMA POTENCIA NOMINAL 83

84 AUTOTRANSFORMADOR MENOR NECESIDAD DE COBRE REACTANCIA DE DISPERSIÓN EN GENERAL: 84

85 AUTOTRANSFORMADOR PARÁMETROS DE ACÍO IGUAL B (BASE ) MISMO FLUJO MISMA SECCIÓN CIRCUITO MAGNÉTICO AUNQUE TRABAJEN CON AL SER MENOR SECCIÓN LA ENTANA: 85

86 AUTOTRANSFORMADOR MENOR LONGITUD MAGNÉTICA INTENSIDAD MAGNETIZANTE MENOR PESO PÉRDIDAS TOTALES NECESARIO CONOCER LAS DIMENSIONES DEL CIRCUITO EN GENERAL: i < 0 % A i0% T p < 0 % A p0% T PESO DE COBRE IGUAL DENSIDAD CORRIENTE (BASE 3) IGUALES PÉRDIDAS POR UNIDAD DE PESO 86

87 AUTOTRANSFORMADOR FACTOR DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS EN EL COBRE SE PUEDE APLICAR AL PESO DE COBRE ENTAJAS DE LOS AUTO MENORES PÉRDIDAS (COBRE, HIERRO) MEJOR RENDIMIENTO 87

88 AUTOTRANSFORMADOR MENORES CAÍDAS DE TENSIÓN MENOR INTENSIDAD DE ACÍO MENOR COSTE: COBRE, HIERRO MENOR TAMAÑO (ESPACIO EN SUBESTACIONES) INCONENIENTES DE LOS AUTO MAYOR INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO COSTE APARELLAJE NO EXISTE AISLAMIENTO GALÁNICO ENTRE PRIMARIO Y SECUNDARIO APARICIÓN DE TENSIONES PRIMARIAS EN EL SECUNDARIO 88

89 AUTOTRANSFORMADOR AERÍA: 89

90 AUTOTRANSFORMADOR CORTOCIRCUITO A TIERRA EN ALTA TENSIÓN: 90

91 AUTOTRANSFORMADOR AERÍA: BORNA COMÚN: CONEXIÓN RÍGIDA A TIERRA 9

92 AUTOTRANSFORMADOR REGLAMENTACIÓN: k <,5 CON POTENCIALES POR DEBAJO DE 50, NO REGULADO ACONSEJABLE (GENERAL) < k < 9

93 AUTOTRANSFORMADOR POTENCIA EN LOS AUTO POTENCIA NOMINAL: POTENCIA MÁXIMA QUE PUEDE TRANSFERIR DEL PRIMARIO AL SECUNDARIO POTENCIA CEDIDA AL SECUNDARIO: S = I = I + (I - I ) S c POTENCIA DE CIRCULACIÓN S i POTENCIA INTERNA (TRANSFERENCIA ELECTROMAGNÉTICA) 93

94 AUTOTRANSFORMADOR S i = (I - I ) = I = S p S p POTENCIA DE PASO AUTOTRAFO SOLO TRANSFORMA EL 00 % DE LA POTENCIA TOTAL TRANSFERIDA AL SECUNDARIO EJEMPLO: TRAFO 00 ka, k =, TRANSF. ELECTROMAGNÉTICA = 00 ka AUTOTRAFO 00 ka, k =, TRANSF. ELECTROMAGNÉTICA = 50 ka 94

95 CON TOMAS CONTROL DE LA TENSIÓN REGULAR TENSIÓN SERIDA DENTRO LÍMITES LEGALES CONTROLAR FLUJOS DE P Y Q EN LA RED AJUSTE TENSIÓN FRENTE A INCREMENTO EN LA CARGA MONOFÁSICO TRIFÁSICO 95

96 CON TOMAS CONMUTACIÓN A ALTA TENSIÓN ECONÓMICO: EN BAJA TENSIÓN CONMUTADORES DE ALTA INTENSIDAD TÉCNICO: EN ALTA TENSIÓN MAYOR NÚMERO DE ESPIRAS MAYOR CAPACIDAD DE REGULACIÓN SI AMBOS ARROLLAMIENTOS ESTÁN A ALTA TENSIÓN LA REGULACIÓN EN EL ARROLLAMIENTO QUE AYA A TENER TENSIÓN ARIABLE (B CTE.) TRANSFORMACIÓN A I CTE. ERSUS TRANSFORMACIÓN A P CTE. CONMUTACIÓN EN ACÍO ERSUS CONMUTACIÓN EN CARGA 96

97 DE MEDIDA TRANSFORMADOR DE TENSIÓN FUNCIONA CASI EN ACÍO CAÍDA DE TENSIÓN INTERNA MUY PEQUEÑA BORNE DE SECUNDARIO A TIERRA PELIGRO CONTACTO PRIMARIO Y SECUNDARIO 97

98 DE MEDIDA - = R cc I Cos(ϕ cc ) + X cc I Sen(ϕ cc ) IDEALMENTE: = ERROR DE RELACIÓN O DE TENSIÓN 98

99 DE MEDIDA ERROR DE FASE O DE ÁNGULO DIFERENCIA DE FASE ENTRE Y (MIN) CLASES DE PRECISIÓN: 0,, 0,, 0,5,, 3 ALOR MÁXIMO DE ε A POTENCIA NOMINAL Y F.D.P. 0,8 INDUCTIO APARATO CONSUMO (A) OLTÍMETROS -8 BOBINA OLTIMÉTRICA ATÍMETRO -8 BOBINA OLTIMÉTRICA CONTADOR -6 FASÍMETROS - SINCRONOSCOPIOS 5-5 RELÉS

100 DE MEDIDA TRANSFORMADOR DE CORRIENTE FUNCIONA CASI EN CORTOCIRCUITO EN A.T. BORNE DE SECUNDARIO A TIERRA PELIGRO CONTACTO PRIMARIO Y SECUNDARIO 00

101 DE MEDIDA I = I + I 0 IDEALMENTE: I = I = K i I B.T. TRANSFORMADOR DE TENAZA O PINZAS (NO SE CORTA LA LÍNEA) 0

102 DE MEDIDA SI SE DEJA EN CIRCUITO ABIERTO EL SECUNDARIO I = I 0 I ES CTE. (RED) Y MUY ELEADA FLUJO CRECE PELIGROSAMENTE P FE Y PELIGRO EN LA IDA DE LOS AISLANTES Y LA SEGURIDAD DEL PERSONAL SOLUCIONES: INTERRUMPIR EL SERICIO DE LA LÍNEA CORTOCIRCUITAR PREIAMENTE EL SECUNDARIO 0

103 DE MEDIDA ERROR DE RELACIÓN O DE INTENSIDAD ε i = I I K I K i i 00 ERROR DE FASE DIFERENCIA DE FASE ENTRE I E I (MIN) CLASES DE PRECISIÓN: IGUAL QUE LOS DE TENSIÓN APARATO CONSUMO (A) AMPERÍMETRO -4 BOBINA AMPERIMÉTRICA ATÍMETRO -8 BOBINA AMPERIMÉTRICA CONTADOR - FASÍMETROS - RELÉS