UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

PALABRAS CLAVE: Transformador,3 , conexiones, borneras, tensiones y corrientes de línea y fase, devanados, neutro.

1 OBJETIVOS

Identificar los pares de bobinas existentes en el transformador y verificar si los bornes se encuentran referidos en este.

Determinar la polaridad de un transformador trifásico.

Realizar las conexiones y determinar los grupos de conexión correspondientes en un transformador trifásico.

2 INTRODUCCIÓN

El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes. Los principales elementos de un transformador para poder explicar su funcionamiento son las bobinas y el circuito magnético. Casi todos los sistemas importantes de generación y distribución de potencia del mundo son, hoy en día, sistemas de corriente alterna trifásicos. Puesto que los sistemas trifásicos desempeñan un papel tan importante en la vida moderna, es necesario entender la forma como los transformadores se utilizan en ella.Considerables ventajas son las que ganan con el uso de un solo transformador trifásico en lugar de tres unidades monofásicas de la misma capacidad total. Las ventajas son rendimiento incrementado, tamaño reducido, peso reducido y menor costo. Una reducción del espacio es una ventaja desde el punto de vista estructural en estaciones generadoras o bien subestaciones.

3 MARCO TEÓRICO

Un transformador trifásico, consta de tres pares de bobinas, un par para cada fase. Una se utiliza como bobina primaria y la otra como secundaria. Se supone que los niveles de transformación son iguales para cada fase y el número de espinas “N” de las bobinas primarias es el mismo, así como

el de las bobinas secundarias. Por notación se escogen letras mayúsculas para el lado de alta y minúsculas para el lado de baja. Las bobinas primarias serán las de alta para un transformador reductor y las de baja para un transformador elevador.

Los flujos ϕA, ϕB y ϕC serán efectos de los voltajes

primarios y causa de los voltajes secundarios. Tanto las bobinas primarias como las secundarias se pueden conectar en “Δ” o en “Y ” Cuando se conectan en “Y ” el punto común se puede formar uniendo los terminales marcados “+” o los marcados “-“; obteniendo uno de los requisitos para una correcta conexión balanceada; que es el objetivo en una transformación trifásica.

Figura1Los terminales de alta y baja se marcan con letras; ej.: U-V-W; A-B-C; x-y-z; a-b-c; N o n para el neutro; o cualquier otra

+c-

+b-

+a-

+C-

+B-

+A-

φBφA φc

+c-

+b-

+a-

+C-

+B-

+A-

CONEXIONES TRIFASICAS DE TRANSFORMADORES.Pre informe 2

Laura Camila Calderón Soto,

Presentado a: ING.Juan Manuel Murcia

1

Vbn

Van

Vcn

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marcación. Para el curso se escogen A-B-C y a-b-c. Si el voltaje de la fase “A” en alta se compara con el de la fase “a” en baja, referidos al neutro respectivo, exista o no físicamente, además de una relación cuantitativa de transformación existe una relación de fase de sus ondas, es decir, una comparación en grados de sus valores máximos o de sus cruces por cero. Estos valores corresponden a múltiplos de 30º, así: 0º -30º -60º -etc. Cabe la posibilidad de que una misma conexión en teoría origine varas relaciones posibles si se cambia la marcación de los terminales. Como ejemplo supóngase los siguientes voltajes en alta y baja representados fasorialmente:

Figura 2

Inicialmente se tiene un ángulo de “0” (cero) grados entre

V AN y V an, pero si los terminales en baja se marcaran

diferente, por ejemplo, se cambiara V an por V bn, V bn por

V cn y V cn por V an como en la parte b) de la figura, el

ángulo que antes era “0” ahora seria “120” grados, sin cambiar la conexión de las bobinas. Estos casos deben descartarse. Para identificar la conexión del transformador se asumen tres caracteres, el primero describe la conexión en alta y se escribe en mayúscula; el segundo la de baja y se escribe en minúscula; y, el tercero describe la diferencia

de fase asumiendo la convención del reloj, en donde, V AN

se asocia al minutero y V an al horario.

4 DESCRIPCION DEL LABORATORIO

Haciendo prueba de continuidad se determinan los pares de bornes que corresponden a una misma bobina, en Alta Tensión (A.T.) y Baja Tensión (B.T.)

Para determinar cuáles son los pares de bobinas de A.T y B.T, se mide la resistencia de cada par, o aplicando una pequeña tensión y midiendo del otro lado.

A continuación se determinan qué devanados corresponden a una misma columna. Se alimenta uno de los devanados de A.T, y se mide la tensión inducida en todos los de B.T, el que señale mayor tensión inducida corresponderá al devanado correspondiente a la misma columna.

Luego se halla la polaridad, se aplica una tensión al devanado de A.T, cualquiera que tomemos como referencia (sólo se puede designar un par de bornes arbitrariamente, todos los demás, incluyendo A.T y B.T, dependen de la polaridad con relación al devanado de referencia), y se toma este como primario. Se hace un puente de polaridad cortocircuitando una bobina de B.T de la misma columna, y midiendo la tensión en los terminales restantes de estas dos bobinas de A.T con la correspondiente bobina de B.T de la misma columna, y midiendo la tensión en los terminales restantes de estas dos bobinas concluimos que si la tensión medida es menor que la aplicada entonces es substractivo, y esto quiere decir que los dos bornes unidos son de igual polaridad, y si la tensión medida es mayor, entonces es aditivo, lo que implica que los bornes unidos son de diferente polaridad. Para el resto de devanados de A.T y B.T de las otras columnas, la ley de polaridad se aplica inversamente, es decir, cuando la polaridad sea aditiva, el puente une bornes de igual polaridad, y si el resultado es substractivo, el puente une bornes de diferente polaridad.

En esta práctica se realizaran solo algunas conexiones existentes y normalizadas, las cuales son las más utilizadas: Dy5, Yd5, Dy11, Yd11, véase figura 3.

Determinar ahora experimentalmente el desplazamiento angular de la conexión. El método que se utiliza se llama corriente alterna, que permite determinar el diagrama fasorial.

Se conecta un borne primario con uno del secundario, por ejemplo en Dy5, A y x, y se excita el transformador con un voltaje menor o igual al nominal y de secuencia conocida, se toman medidas entre todos los terminales. Con los valores obtenidos se dibuja el diagrama fasorial a escala, lo que permite determinar el desplazamiento angular de la conexión.

Se realizara la prueba de la conexión Dy5 y se obtendrá, véase figura 4.

VbnVcn

Van

VBnVCn

VAn

2

Grupo I

Grupo III

Grupo II

Grupo IV

Yy0 Dd0

Dz0

Yy6 Dd6

Dz6

Dy5 Yd5

Yz5

Dy11Yd11

Yz11

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Figura 3

Figura 4

4. BIBLIOGRAFÍA.Título: Tomo 1 — La máquina eléctrica en generalAutor: Manuel Cortes ChertaEditorial: Editores técnicos asociadosColección: Curso moderno de máquinas eléctricas rotativasEdición: 1994

Título: Máquinas eléctricasAutor: Jesús Fraile MoraEditorial: Mc Graw HillEdición: Quinta, 2003

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