PROBLEMAS DE PREVIOS SOBRE TRANSFORMADORES. 1) Una fábrica se alimenta de una línea trifásica de media tensión, 34.5 kv, 60 Hz, a la cual están conectados dos transformadores trifásicos. El primero es un Dy5, 150 kva, con una relación entre las espiras de las bobinas de alta y baja tensión de 270, y el segundo es un Dy11, 500 kva, con una relación entre las espiras de las bobinas de alta y baja tensión de 135. Cuáles son las especificaciones de voltaje y corriente de las bobinas de alta y baja tensión en ambos transformadores? 2) Todas las preguntas tienen una sola respuesta correcta. N = Ninguna de las anteriores. a) Un transformador Yz tiene una relación de 10, la relación entre los voltajes eficaces inducidos en una espira de la bobina de alta y una espira de la bobina de baja es de: ( ) 10 ( ) 17.32 ( ) 5.773 ( ) 1 ( ) N b) Un transformador Dy tiene una relación de 60, la relación de espiras entre las bobinas de alta y las de baja es de: ( ) 60 ( ) 103.9 ( ) 34.64 ( ) 120 ( ) N c) Las bobinas de alta de los siguientes tipos de transformadores tienen todas igual número de espiras. Todos los transformadores son 13200/220 V., 60 Hz., el que más espiras en serie tiene en baja es el transformador: ( ) Dy ( ) Yd ( ) Dz ( ) Yz ( ) Dd d) En la pregunta anterior (3), el que menos espiras en serie tiene en baja es el: ( ) Dy ( ) Yd ( ) Dz ( ) Yz ( ) Dd e) En un transformador Dy5, con relación de transformación de 8, si el neutro se une a la fase B y el lado de alta se conecta a una fuente trifásica de 220 voltios, el voltaje Ab es de: ( ) 235.9 ( ) 220 ( )27.5 ( ) 247.5 ( ) N 3) Las bobinas de alta de un transformador Dz6 tienen 19.800 espiras y en baja se tienen 6 bobinas con 220 espiras cada una. a) Cuál es la relación de transformación del transformador trifásico? b) En el procedimiento de verificar la conexión, se conectó el neutro a la fase A, y se alimentó por baja con un voltaje de línea de 10 V. Qué voltaje debe medirse entre el terminal B y todos los terminales de baja?
4) Un transformador trifásico Dy5, 60 Hz, 34.5KV/220V, 750 KVA, R= 1% p.u. y X=4% p.u., se le desea hacer la prueba de cortocircuito para verificar sus parámetros. Si se utiliza una conexión Aaron o método de los dos vatímetros, estos con capacidad máxima de 2 amperios como los del laboratorio, especifique claramente que aparatos necesitaría, cuál sería el diagrama de conexiones y que lecturas esperaría en cada uno de los aparatos. 5) Los resultados de las pruebas de un transformador trifásico, 13200/220 V, 60 Hz, Dy5, fueron: Vacío (aparatos en B.T.): 220 V 23.6 A 5 kw Corto (aparatos en A.T.): 540 V 13.1 A 3 kw Los parámetros del circuito equivalente vistos desde el lado de A.T. son: R1 + R2 = X1d + X2d = Xm = Ro = 6) La relación de espiras entre las bobinas de alta y baja tensión en un transformador trifásico es de 2. Qué conexión tiene una relación de 2? ( ) Yd11 ( ) Dy5 ( ) Dd0 ( ) Yy6 ( ) Ninguna. 7) Un transformador tridevanado, 34,5 KV (Δ) 440 V (Y) 220V (Y), tiene 1270 espiras en las bobinas del sistema de 220 V (Y). El número de espiras en las bobinas de los sistemas de 34,5 KV (Δ) y 440 V (Y) son: y respectivamente. 8) Los parámetros por unidad de cada transformador monofásico en un banco trifásico son: R1 = R2 = 0.005, X1d = Xd2 = 0.05. Si los transformadores monofásicos son de 1 MVA, 34.5 KV / 7.62 KV, y están conectados conformando un transformador Dy5, los parámetros de este son: MVA, Voltaje A.T. KV, Voltaje B.T. KV, y en valores reales vistos desde B.T. : R1 + R2 = Ω, X1d + X2d = Ω. 9) Uno de los transformadores trifásicos del laboratorio tiene una relación de entre las bobinas de alta y baja tensión. Se conectó como Dy11 y para verificar la conexión se alimentó por alta a 220 Vrms de línea trifásicos; además se unió la fase B con a. Si la conexión quedó bien los voltajes que se deben medir son: VAb =, VAc=, VCc=, VCb=, Van =, VBb=.
10) Un transformador tiene en el secundario voltaje nominal y alimenta una carga nominal. Su impedancia es X = j 0.02 p.u. La regulación es: ( ) 2% ( ) 0.02% ( ) 0.2% ( ) Faltan datos. ( ) Ninguna. 11) Se usó un transformador trifásico del laboratorio de relación de espiras 2 a 1 entre las bobinas de alta y baja para configurar una conexión Dd6. Para comprobar la conexión se unieron los terminales A y a y se alimentó trifásicamente el lado de alta tensión con 30 voltios eficaces de línea. Después se midieron los voltajes VBb y VCc. Si la conexión quedó bien hecha: a) Qué lecturas se obtuvieron de los voltajes VBb y VCc? b) Esas dos medidas son suficientes para verificar la conexión? Si no, cuáles otras medidas debieron hacerse? Justifique sus respuestas. 12) El anterior transformador se usó después para configurar una conexión Dy11. A) Cuál es la relación de transformación trifásica? B) Si se alimentó trifásicamente con 80 voltios eficaces el lado de alta y la D quedó bien configurada pero la y nó, es decir, los voltajes de línea en baja no fueron iguales, qué valores se midieron en todos los voltajes de línea de baja tensión? C) Si se corrigió la conexión y y se volvió a suministrar el mismo voltaje anterior, pero uno de los cables usados para configurar la delta quedó mal apretado y se soltó de uno de sus terminales, es decir, la delta se abrió y solo quedaron dos bobinas de alta alimentadas directamente por la fuente y la otra con uno de sus lados abierto, sin conexión alguna, qué voltajes de línea se midieron en baja? 13) Three single-phase transformers each rated at 4.4 kva, 220 volts (primary) to 440 volts (secondary), 60 cps, gave the following test results on open and short circuit tests. When the rated voltage was applied to the primary side, 0.77 amp and 73 watts were measured at the primary winding with the secondary winding open-circuited. When 3.41% of the rated secondary voltage was applied to the secondary side, 10 amps and 60 watts were measured at the secondary winding with the primary winding short-circuited. Transformers are connected as a three phase Δ-Y. Determine: a) Estimate the parameters (ie., Rm, Xm, Rs and Xs) draw the one phase per unit (p.u.) equivalent circuit. b) Determine the required primary voltage when the 3, Δ-Y transformer is supplying full load at a power factor of 0.6 lagging and rated voltage. (Ignore Xm and Rm). You must use per unit analysis.
14) Un transformador de 13200/220 V, 60 Hz, Dy5, 250 kva, alimenta una carga de oficinas de 100 kw, f.p.= 0.8, 3ᴓ, y unos motores que suman 80 hp, 3ᴓ, eficiencia promedio 0.8, f.p.= 0.7. En el ensayo de vacío del trf a tensión nominal la corriente fue del 2% Inom. y un consumo de 650 w. En la prueba de cortocircuito la corriente fue de 4% Inom. y un consumo de 3000 w. Halle: a) Cual es la regulación con la carga total. b) Cual es la eficiencia y compárela con la eficiencia máxima posible. 15) Marque con una X la respuesta correcta: Si el voltaje sin carga de un transformador trifásico es menor que el voltaje de plena carga en el lado secundario, se puede afirmar que la carga es ( ) RC o C ( ) L ( ) RL ( ) R Al comparar un transformador Dy5 con otro Yz5 de igual relación de transformación, se puede decir que ( ) en ambos secundarios se dispone de un sistema trifásico tetrafilar. ( ) tienen igual número de espiras en el secundario si el voltaje primario es el mismo. ( ) si alimentan cargas idénticas en el secundario, con igual voltaje y corriente, la corriente primaria del Dy5 es menor que la del Yz5. ( ) Si el flujo magnético y los voltajes primario y secundario son iguales, el número de espiras en los bobinados de alta tensión son iguales. Cuatro estudiantes escribieron los siguientes conceptos, uno solo es verdadero y se debe marcar. ( ) Los armónicos de corriente en un transformador Δ-Y circulan en la Δ. ( ) Los armónicos de voltaje en un transformador Y-Δ NO aparecen en los voltajes de línea en el lado Y. ( ) NO Solamente dos transformadores del mismo grupo de conexión se pueden instalar en paralelo. ( ) Cuando en una transformación en V se instala el tercer transformador de la misma potencia de los anteriores, la carga máxima posible de alimentar se aumenta en un 50%. Marque falso o verdadero en los siguientes enunciados: ( ) Al conectar dos transformadores de igual potencia en paralelo cada uno suministra el 50% de la carga. ( ) En una bancada trifásica conformada con tres transformadores iguales, el modelo es el mismo modelo monofásico de cada uno, independientemente de la conexión. ( ) Si en un transformador trifásico las espiras del primario y secundario son iguales su relación de transformación es 1.
16) Un transformador de 13200/220 V, 60 Hz, Dy5, 300 kva, alimenta una carga de oficinas de 120 kw, f.p.= 0.85, 3ᴓ, y unos motores que suman 90 hp, 3ᴓ, eficiencia promedio 0.7, f.p.= 0.65. En el ensayo de vacío del trf a tensión nominal la corriente fue del 2.5% Inom. y un consumo de 850 w. En la prueba de cortocircuito con corriente nominal, el voltaje fue de 4% Vnom. y un consumo de 3000 w. Halle: a) Cual es la regulación con la carga de oficinas y motores. b) Cual es la eficiencia y compárela con la eficiencia máxima posible. c) Si una línea de trf hace corto con el neutro, cuál es la corriente de corto circuito? 17) Un transformador Dz5, 60 Hz, 34500V/220V-127V, 1 MVA, presentó un corto del 10% de las espiras en una bobina secundaria, quedando estas espiras aisladas y el 90% de las espiras restantes conectadas conformando la conexión z con las otras cinco bobinas secundarias. Qué voltajes secundarios de línea y fase está entregando este transformador?