Tema 2. Transformadores. Joaquín Vaquero López, 2014 Máquinas Eléctricas

Documentos relacionados
Contenido. Acerca del autor... Prólogo... Agradecimientos...

Resolución paso a paso de problemas de máquinas eléctricas

APUNTE: EL TRANSFORMADOR

Escuela Ing. Marcelo Antonio Arboit - Junín

Código: Titulación: INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (ELECTRICIDAD) Curso: 2

Primera edición: diciembre de Diseño cubierta: Antoni Gutiérrez. los autores, 1996

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. José Francisco Gómez González Benjamín González Díaz María de la Peña Fabiani Bendicho Ernesto Pereda de Pablo

Los siguientes datos de ensayo son de un transformador de dos bobinados de 30 kva, 3000/300 Volts, 10/100 A.

Tema 3. Máquinas Eléctricas. Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Transformador monofásico

PROGRAMA INSTRUCCIONAL MAQUINAS ELÉCTRICAS I

APELLIDOS: NOMBRE: TEORÍA (Responder Razonadamente)

INDICE Capítulo 1. Conversión de Energía Capítulo 2. Inductancia Capítulo 3. Transformador

Sistemas Trifásicos y Máquinas Eléctricas (STyME)

UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS

TEMA 7. Máquinas rotativas de corriente continua. Principio y descripción CONSTITUCIÓN DE UNA MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA.

Bloque II: 5- Motores de corriente alterna (Motores trifásicos)

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS. Guía de Practica N 02: MEDICION DE TENSION Y CORRIENTES EN TRANSFORMADORES MONOFASICOS

ALTERNA (III) TRIFÁSICA: Problemas de aplicación

TEMA 5: Motores de Corriente Continua.

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E.

SISTEMAS ELÉCTRICOS PROBLEMAS DE TRANSFORMADORES

Planificaciones MAQUINAS ELECTRICAS. Docente responsable: RUIZ IGNACIO MANUEL. 1 de 6

EJERCICIOS PROPUESTOS DE MAQUINAS ELECTRICAS TEMA-2 (TRANSFORMADORES)

C.A. : Circuito con Resistencia R

4.2 Transformadores de potencia

Introducción a los principios de las máquinas

Programa de la asignatura Curso: 2011 / 2012 (3232)MÁQUINAS ELÉCTRICAS (3232)

MÓDULOS PARA EXPERIMENTOS DE ELECTRICIDAD BÁSICA

Programa de la asignatura Curso: 2006 / 2007 MÁQUINAS ELÉCTRICAS (3232)

TEMA 7 TRANSFORMADORES

Fundamentos de los Motores Eléctricos

INDICE Capitulo 1. Circuitos Eléctricos en Corriente Continua: Conceptos y Fenómenos Capitulo 2. Resistencia Eléctrica. Ley de Ohm

SÍLABO DE FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELECTRICAS

LEY DE OHM EN CORRIENTE CONTINUA

Asignatura: Teoría de Circuitos

TEMA 5. El transformador. Generalidades

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E

Problemas de Circuitos Magnéticos

CRONOGRAMA DE MATERIA PROFESOR: TEL: E. MAIL: PRE-REQUISITOS COMPETENCIAS

PROGRAMA INSTRUCCIONAL MAQUINAS ELECTRICAS I

UD. 4 MAQUINAS ELECTRICAS ELECTROTECNIA APLICADA A LA INGENIERIA MECÁNICA

Electrotecnia y Máquinas Eléctricas

En un instante determinado el generador está generando 500 kw y consumiendo 400 KVAr, y la tensión en bornas es 680 V.

UNIDAD. Transformadores

9. En la siguiente conexión: a) V L = V f b) V f = V L / 3 c) I L = I f / 3 d) ninguna de las anteriores es cierta. b) V f 3= V L c) I f = I L / 3

FORMATO DE SILABO I. DATOS GENERALES

Sistemas Trifásicos. Departamento de Ingeniería Eléctrica UNEFA Maracay Redes Eléctricas II Chrystian Roa

INFORMACIÓN SOBRE LA PRUEBA DE ACCESO (PAU) A LA UNIVERSIDAD DE OVIEDO. CURSO 2015 / Materia: ELECTROTECNIA

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA S Í L A B O

BLOQUE II: MÁQUINAS. TEMA 10. MÁQUINAS ELÉCTRICAS CUESTIONES (40)

Inducción n electromagnética. tica. Física Sexta edición. Capítulo 31 31

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD L.O.G.S.E.

Tema 13: Motores eléctricos de corriente continua.

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA. Los motores de corriente alterna se clasifican de la siguiente forma:

Resistencia, símbolo general Resistencia regulable Resistencia dependiente de la tensión. Varistor

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

ELECTROTECNIA CONTENIDOS 2º BACHILLERATO

INDICE Capitulo 1. El concepto del circuito magnético Capitulo 2. Excitación de estructuras ferromagnéticas con corriente directa

INDICE Capitulo 1. Introducción a las Instalaciones Eléctricas Capitulo 2. Elemento que Constituyen una Instalación Eléctrica

INDICE Prefacio 1. Introducción 2. Conceptos de circuitos 3. Leyes de los circuitos 4. Métodos de análisis

Motores eléctricos de corriente continua:

SESION 10: GENERADORES DE C.C.

MÁQUINAS ELÉCTRICAS II. (CÓDIGO )

Ingeniería Industrial

Potencia Eléctrica en C.A.

TRANSFORMADOR ATERRIZADOR ZIG-ZAG

TRANSFORMADORES. (parte 2) Mg. Amancio R. Rojas Flores

Nociones básicas sobre transformadores.

ME1EE - Máquinas Eléctricas I

I. RESULTADOS DE APRENDIZAJE. Implementar un circuito de control de arranque con aplicación de los temporizadores.

José Francisco Gómez González Benjamín González Díaz María de la Peña Fabiani Bendicho Ernesto Pereda de Pablo

Tipos de corrientes y distribución

Calidad en el Servicio Eléctrico

INDICE Capitulo 2. Construcción y devanado de la dinamo

EXAMENES ELECTROTECNIA TEORIA

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DEPENDIENTES DEL TIEMPO

INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA DE ASIGNATURA

SESION 9.2: EXCITACIÓN DE LAS MAQUINAS DE C.C.

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo

GUÍA DE ESTUDIO / DE EJERCICIOS PROYECTOS ELECTRICOS EN BAJA TENSION

Transformador trifásico

1. Estudiar la FEM inducida en bobinas y la inductancia mutua. 2. Estudiar el cambio de la inductancia en una bobina al variar el núcleo laminado.

LA CORRIENTE ALTERNA

ME1 - Máquinas Eléctricas I

Tema 11: CIRCUITOS ELÉCTRICOS

FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL ÁREA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: ELECTROTECNIA

ARMÓNICOS EN LAS CORRIENTES DE VACÍO, EN LOS FLUJOS Y EN LAS TENSIONES DE TRANSFORMADORES

Funcionamiento: Como transformador. Como Motor. Como Generador. Como Freno Electromagnético.

Sistema de Ahorro de Electricidad

INDICE Capitulo I. Generalidades Capitulo II. Teoría del Transformador Monofásico de Potencia Capitulo III. Transformación de Sistemas Trifásicos

Análisis comparativo de los grupos de conexión más importantes Separata del Curso Transformadores de Potencia

SISTELEC - Sistemas Eléctricos

Índice de contenidos

Índice. de maniobra. 4. Sobretensiones transitorias. página. 4.1 Principio fundamental del corte 4/3

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. José Francisco Gómez González Benjamín González Díaz María de la Peña Fabiani Bendicho Ernesto Pereda de Pablo

Plan docente de TEORIA DE CIRCUITOS - INGENIERÍA INDUSTRIAL (PLAN 98)

CURSO: CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS Profesor del Curso : Ms.Sc. César L. López Aguilar Ingeniero Mecánico Electricista CIP 67424

Transformador de media tensión

Transcripción:

Tema. Transformadores Joaquín aquero López, 04

0 Máquinas eléctricas estáticas 0 Transformador ideal y real Índice 03 Circuitos equivalentes 04 Corriente de vacío y de conexión 05 Transformadores trifásicos 06 Tipos de conexiones 07 Otros transformadores

3 Máquinas eléctricas estáticas Un transformador es una máquina estática en la que se conecta una fuente de CA de frecuencia f a un devanado inductor (primario) y entrega energía eléctrica de CA de frecuencia f a un circuito conectado al inducido (secundario) La potencia de primario y secundario son iguales f f S S

Transformador con pérdidas en el hierro P Fe y devanados ideales. Sin dispersión. Transformador ideal P P p p p p f t t sen t v e f t t sen t v e 4,44 )] ( [ 4,44 )] ( [ 4

Se cierra S. Aparece una f.m.m. que tiende a desmagnetizar el núcleo. Terminales correspondientes. Transformador ideal con carga i i L Z L E Z E 5 0 0 i i i i i 0 0

Transformador con pérdidas en el hierro P Fe, flujo de dispersión y resistencia en los devanados Transformador real t i L R i e v t i L R i e v d d E E 6

Circuito equivalente del trafo exacto reducido al primario Circuito equivalente exacto E E E E E E E S R R R R X X X X 7

8 Circuito equivalente aproximado Circuito equivalente aproximado reducido al primario. Errores aceptables y mayor simplicidad de cálculo R X R X R X

9 Ensayo de vacío La potencia absorbida en vacío coincide aprox. con las pérdidas en el hierro o núcleo. R 0 0 P 0 n 0 cos( 0) P Fe Fe 0 cos( 0 ) sen( 0) 0 n RFe Fe X n

0 Ensayo de cortocircuito La potencia absorbida en cortocircuito coincide aprox. con las pérdidas en el cobre (devanados) n 0 P n cos( ) R X R R X X n cos( cos( ) n sen( n n sen( ) ) )

Caída interna de tensión Caída relativa de tensión nz n 00% nr n X R 00% X 00% n n

Caída interna de tensión Es la diferencia aritmética entre la tensión de salida de un transformador en vacío y en carga debido a la impedancia interna Se llama regulación a la caída de tensión interna expresada en % respecto de la tensión del secundario en vacío 0 c 0 00% n c n 00% Si la carga tiene un f.d.p. capacitivo, pueden aparecer tensiones en la carga mayores que la tensión de vacío. Efecto Ferranti C c R cos( ) C X sen( ) eselargumentoentre e

3 Falta o fallo de cortocircuito Cortocircuito a la salida en funcionamiento normal. Tensión nominal a la entrada. falta R CC X CC + n _ Z n falta 00 n falta n n

4 Pérdidas y rendimiento Pérdidas eléctricas en los devanados. Pérdidas en el Cu P Cu por efecto Joule. Ensayo de cortocircuito P R Pérdidas en el hierro P Fe. Histéresis y Foucault. Ensayo de vacío P Fe P 0 Pérdidas fijas P Fe y variables P cu Rendimiento Sólo de la potencia activa!!!! Cu n P P P P Total P pérdidas n n cos cos P Fe P Cu

5 Pérdidas y rendimiento Índice de carga C S S n n n n n P P Cu Cu R R n Para una corriente distinta de n C P P el rendimiento en función del índice de carga C C n cos cos P C n Fe P max P P C P Fe Cu Pérdidas fijas Fe 0 Copt Pérdidas variables nominales PCu P P P

6 Corriente de vacío Corriente de excitación de una bobina con núcleo magnético. Existen armónicos 3º, 5º y 7º principalmente. La corriente de vacío es del 5% al 8% de la corriente asignada, en régimen permanente.

7 Corriente de conexión El transitorio de conexión depende del instante de conexión y puede ser que el flujo de conexión sea directamente el de régimen permanente o que llegue a ser de hasta,5 veces el flujo de régimen permanente. Esto, debido a la curva de imanación produce corrientes de 5 a 8 veces la corriente asignada. Produce fuerzas electrodinámicas en los conductores de 5 a 8 veces las nominales. Las proteiones deben soportar estos transitorios sin desconectar.

8 Transformadores trifásicos Se pueden emplear tres trasformadores monofásicos. Antieconómico. Se puede reducir a un transformador de 3 columnas.

9 Transformadores trifásicos La columna central tiene menos reluctancia. Las corrientes de vacío será distintas en cada rama. Esta asimetría será despreciable en carga. Se considerará cada columna como un transformador monofásico. Magnitudes y relación de transformación en valores de fase para cada fase.

0 Tipos de conexiones Se conectan en estrella (con hilo de neutro o no) en triángulo y en zig-zag Designación habitual de terminales, mayúsculas para el lado de A.T. y minúsculas para el lado de B.T. (ABC, RST, UW) y de conexiones Yy, Dd, Zz

Tipos de conexiones En función de la conexión habrá desfases entre las tensiones de línea de primario y secundario. Índice horario. Método de representación gráfica de este desfase expresado en múltiplos de 30º. Ángulos positivos son los de retraso del lado de menor tensión (B.T.) respecto del de mayor tensión (A.T.) E 3 E E E E0º E E 0º E E 0º 3 Aplicando el convenio de índice horario E tendría un índice 4 (30º 4 = 0º) respecto de E, y E 3 un índice 8 (30º 8=40º)

Tipos de conexiones Proceso de determinación de la conexión. Tipos preferidos Se representan las tensiones (f.e.m.) de fase del devanado primario. Si está en triángulo o zig-zag, se representa su estrella equivalente equilibrada Se representan las tensiones (f.e.m.) de fase del devanado secundario. Los devanados en la misma columna producen tensiones en fase. Se superponen los diagramas. El ángulo horario es el que forman los dos vectores A-centro y a-centro. Conexión Dy

3 Conexiones de transformadores trifásicos Conexión Yy. Menos tensión y más corriente por los devanados que en D. Más rigidez mecánica. Bueno para A.T. Desequilibrio de tensiones con carga desequilibrada. Terceros armónicos de tensión. Conexión Yd. o tiene armónicos de tensión y trabaja bien con cargas desequilibradas. Las tensiones del secundario están desfasadas 30º de las del primario. Trafos de A.T. reductores al final de línea.

4 Conexiones de transformadores trifásicos Conexión Dy. gual que Yd. Para trafos elevadores de A.T. por igual razones que Yy. Para trafos de distribución con la y en el lado de baja, para poder conectar cargas monfásicas. El primario en D, tiende a compensar los desequilibrios de carga Conexión Dd. Para transformadores de B.T., porque usan más espiras de menor seión que las conexiones Y. Bien ante cargas desequilibradas Conexión Yz. Para B.T. en distribución. eutro aesible, bueno para desequilibrios pero necesita más material

5 Acoplamiento en paralelo Ante aumento de demanda o fuertes variaciones estacionales de carga es más rentable tener varios trafos en paralelo que uno grande. Deben tener el mismo índice horario y la misma relación de transformación.

6 Acoplamiento en paralelo Deben tener idénticas tensiones relativas de cortocircuito ε para que el reparto de carga sea proporcional a las potencias de cada transformador. Los índices de carga deben ser iguales. Son admisibles diferencias del 0% y relaciones de potencias 3: Z Z n Z n 00 n n n Z n 00 n n C C

7 Autotransformadores Un solo devanado se utiliza como primario y secundario. Transferencia de energía por acoplamiento magnético y por conexión eléctrica. Ahorro de hierro y cobre, menores pérdidas, mayor rendimiento. Baja tensión relativa de cortocircuito ε y falta de aislamiento galvánico.

8 Transformadores con tomas Un transformador con varias derivaciones o tomas que se conmutan para regular la tensión de salida a intervalos discretos En función de la aplicación las tomas pueden ir en el lado de A.T. o de B.T.

9 Transformadores de medida Transformadores para adaptar los niveles de tensión a los aparatos de medida. Transformadores de corriente. Se conectan en serie con la línea y el secundario en serie con el amperímetro. Diseñados para bajas induiones ya que el amperímetro es casi un cortocircuito. o dejar abiertos, se queman.

30 Transformadores de medida Transformadores de tensión. Deberán tener pocas caídas de tensión internas para reproducir fielmente la tensión de medida. Baja inductancia de dispersión, baja corriente de vacío.

3 Aspectos constructivos Transformadores monofásicos

3 Aspectos constructivos Transformadores trtifásicos

33 Aspectos constructivos Seión Apilamiento

34 [6.33 FRA MAQ]. Jesús Fraile Mora. McGraw-Hill. 6ª edición [6.3.049 MAR PRO] Prontuario para el diseño eléctrico y electrónico. Salvador Martínez García. Marcombo - Boixareu editores. [6.3.049 TEO DEC OL. y ] Teoría de Circuitos.. Parra, J. Ortega, A. Pastor, A. Pérez. UED B BBLOGRAFÍA