2016 me m1 transformadores,corre4nancy

8/19/2019 2016 Me m1 Transformadores,Corre4nancy

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MAQUINAS ELECTRICASTRANSFORMADORES

Ingeniería de Ejecución en AutomatizaciónIngeniería de Ejecución en Electricidad

Universidad de Atacama2016

DOCENTE: Miguel Castro Lara

Ingeniero Eléctrico, PUCV

Ingeniero Civil Industrial, UDA


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MAQUINAS ELECTRICAS

TRANSFORMADORES

DOCENTE: Miguel Castro Lara

Ingeniero Eléctrico, PUCV

Ingeniero Civil Industrial, UDA


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INTRODUCCION


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INTRODUCCION


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INTRODUCCION

Bobinas de un Transformador dePotencia del tipo Sumergido en

Aceite

Detalle de las conexión interna-externa de un Transformador de

Potencia


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TEORIA DE OPERACION

Diagrama de Transformador sin carga en el secundario


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TEORIA DE OPERACION

Flujos magnéticos en el núcleo del Transformador


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TEORIA DE OPERACION

Por Ley de faraday:


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TRANSFORMADOR IDEAL

Relación de vueltas

Relación de TransformaciónRepresentación Esquemática


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POTENCIA EN TRANSFORMADOR IDEAL

La potencia de salida en un transformador ideal es igual a la de entrada.


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TRANSFORMACION DE IMPEDANCIA

La potencia de salida en un transformador ideal es igual a la de entrada.


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CIRCUITO EQUIVALENTE DELTRANSFORMADOR

Circuito equivalente de un transformador real

Circuito equivalente referido al primario Circuito equivalente referido al secundario


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DETERMINACION DE LOS PARAMETROS

Ensayo en Vacío


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Ensayo en Cortocircuito


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Detalle de Conexión para realizar el Ensayo en Cortocircuito

Cortocircuito


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DETERMINACION DE LOS PARAMETROS- EJERCICIO


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PARTES EXTERNAS DE UN TRANSFORMADORDE POTENCIA


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PLACA CARACTERISTICA


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SISTEMA DE MEDIDA POR UNIDAD (pu)

Es un método para solucionar circuitos que elimina la necesidad de hacer explícitas las conversiones de nivel de tensión en todos los transformadores

de un sistema.


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Ecuaciones para encontrarlas bases de un sistemamonofásico en por unidad:


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Ecuaciones para encontrar las bases de un sistema trifásico en porunidad:


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CONEXIÓN DE TRANFORMADORES TRIFASICOS

Desfase:

Diferencia de fase entre las tensiones primarias y las correspondientes

secundarias.

Cuando se habla de desfase siempre se entienden transformadores en

vacío y no se consideran las caídas internas de tensión en el transformador que

ocurren bajo carga.


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Designación de polaridad

Se dice que tienen igual polaridad 2

extremos de arrollamientos de una misma

columna si simultáneamente con motivo delflujo común poseen potenciales positivos o

negativos en relación con los opuestos

Columna1

Columna2

Columna3



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Conexiones Externas


Alta tensión: (A,B,C,N); (H1,H2,H3)

Baja tens ión: (a,b,c,n ); (X1,X1,X3,X0)


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Designación de polaridadEn la primera columna los extremos en la misma polaridad se designan

por A – a


Alta tensión: (A,B,C,N); (H1,H2,H3)

Baja tens ión: (a,b,c,n); (X1,X1,X3,X0)


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Índice de desfase u horario



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Esquema de conexiones



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Conexión estrella- estrella, Y - Y



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Suponiendo secuencia positiva

Conexión Yy-0



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Suponiendo secuencia negativa

Conexión Yy-0



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Si se conectan de la siguiente forma



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Suponiendo secuencia positiva

Conexión Yy-6



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37

Conexión triangulo-estrella, Δ-y



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Con secuencia positiva

Conexión Δy-11


Conexión triangulo-estrella, Δ-y


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Cambiando las conexiones



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Con secuencia positiva

Conexión Δy-1



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Conclus iones conexión Δ-y

Las conexiones Δ-y proporcionan los desfases +30º, -30º, +150º, -150º

( Δy1, Δy11, Δy5, Δy7)

Si se analiza la misma conexión Δy pero no con un sistema directo detensiones sino con uno inverso, cambia el signo del desfase



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ALGUNOS DESFASES DE TRANFORMADORESTRIFASICOS

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xZCulJgSGqnovM&tbnid=gaBIxflHnBytPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.tuveras.com%2Feltrafotrifasico%2Facoplamiento.htm&ei=qeuHU9imG4GlyASQwoA4&bvm=bv.67720277,d.aWw&psig=AFQjCNHzh1pnXUY23Xp84Kn_yGnB8rha6w&ust=1401502956253647


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Trabajo en paralelo

Los transformadores que se deseen acoplar deben poseer el mismo

desfase, no necesariamente el mismo índice horario.

Si no tienen el mismo desfase se produce circulación de corrientes por

cortocircuitos.

Cuando dos transformadores tienen el mismo índice horario no hay

dificultad para conectarlos en paralelo, bastará conectar a cada fase de líneas

bornes de transformadores señalados con la misma letra.



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Trabajo en paralelo

Dos transformadores de distinto índice horario se pueden conectar en

paralelo con una adecuada selección de sus conexiones.

Se distinguen cuatro grupos de conexiones según sus índices horarios:

Grupo1 : índices 0, 4 y 8

Grupo2 : índices 6, 10 y 2

Grupo3 : índices 1 y 5

Grupo4 : índices 7 y 11



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Trabajo en paralelo

Si los índices difieren en cuatro u ocho o sea 120º o 240º los

transformadores pertenecerán al mismo grupo.

Esto indica que aunque siendo distintos los desfases estos difieren lo

mismo que dos fases en un sistema eléctrico trifásico.


http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=L5otiEJLtab0_M&tbnid=ap2X3PysT4pPZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.mexicanbusinessweb.mx%2Fsectores-productivos-de-mexico%2Fsectorproductivoenergia%2Fcfe-pone-en-operaciones-subestacion-electrica-en-hidalgo%2F&ei=FO2HU-LKBM2YyASWt4DACw&psig=AFQjCNGO2KkiQkrGAWiSkY9Ik2qMQ6m22Q&ust=1401503345241656http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=L5otiEJLtab0_M&tbnid=ap2X3PysT4pPZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.mexicanbusinessweb.mx%2Fsectores-productivos-de-mexico%2Fsectorproductivoenergia%2Fcfe-pone-en-operaciones-subestacion-electrica-en-hidalgo%2F&ei=FO2HU-LKBM2YyASWt4DACw&psig=AFQjCNGO2KkiQkrGAWiSkY9Ik2qMQ6m22Q&ust=1401503345241656


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Trabajo en paralelo


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Divis ión de Carga

Un ejemplo claramente ilustrativo es el de un banco de dos

transformadores en paralelo de iguales tensiones primaria y secundaria,

iguales potencias nominales e iguales índices horarios pero con distintas Zcc,

alimentando una carga igual a la suma de sus potencias nominales. Dada la

diferencia de Zcc necesariamente un transformador estará sobrecargado y elotro desaprovechado ante esta condición e operación.



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Divis ión de Carga

El elegir adecuadamente los transformadores con un correcto índice

horario y con adecuadas tensiones en el primario y secundario, no asegura

que al trabajar en paralelo ambos transformadores se repartan en forma

proporcional a su propia capacidad la carga a alimentar.

Esta diferencia se debe al parámetro de Zcc, que es el parámetro mas

representativo del circuito equivalente del transformador



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Ejemplo de División de Carga

Se necesita alimentar una carga trifásica de 90 MVA con factor de potenciaunitario a una tensión de 110 KV. Para esto se dispone de una máquinasincrónica (con características de 13,8 KV; 100 MVA) y trestransformadores con las siguientes características:

Transformador 1: 50 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 8 %Transformador 2: 30 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 5 %Transformador 3: 40 MVA, 13,8/110 KV, Zcc = 6 %

1.-Elija los transformadores para formar un banco capaz de alimentar la

carga2.- ¿Qué parte de la carga aporta cada uno de los transformadores

elegidos?3.- Comente la condición de operación de los transformadores elegidos

cuando alimentan la carga



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TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS

Un transformador de dos devanados tiene en ambos bobinados la

misma potencia aparente. A diferencia de los transformadores de tres

devanados pueden tener cada uno distintos niveles de potencia aparente.

La impedancia de cada bobinado de un transformador de tres

devanados puede venir en “por unidad” con base de potencia de su propio

bobinado.

Hay que recordar que en un diagrama de impedancias en por unidad

todas las impedancias deben estar referidas a la misma base.


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Por el ensayo en coci pueden medirse tres impedancias:

Zps = impedancia de dispersión, medida en el primario con el secundario en

coci, y el terciario abierto.Zpt = impedancia de dispersión, medida en el primario con el terciario en

coci, y el secundario abierto.

Zst = impedancia de dispersión, medida en el secundario con el terciario en

coci, y el primario abierto.



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Si las tres impedancias, medidas en ohms, se refieren a la tensión de

uno de los devanados, la teoría de los transformadores demuestra que las

impedancias de cada devanado por separado, referidas al mismo devanado,

están relacionadas de la siguiente forma:

Zps = Zp + Zs

Zpt = Zp + Zt

Zst = Zs + Zt



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Donde Zp, Zs y Zt son las impedancias de los devanados primario,

secundario y terciario, referidas al circuito primario si Zp s, Zp t y Zst son las

impedancias medidas referidas al circuito primario.

Resolviendo las ecuaciones anteriores se obtiene

Zp = ½( Zps + Zp t – Zst)

Zs = ½( Zps + Zs t – Zpt)

Zt = ½ ( Zp t + Zs t –

Zps)



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Símbolo para un diagrama unifilar



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Circuito equivalente de un trafo de tres

devanados



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El punto común es ficticio y no representa al neutro del transformador.

Los puntos p , s y t representan las partes del sistema unidas al

primario, secundario y terciario del transformador.

Como los valores óhmicos de las impedancias deben estar referidos ala misma tensión se sigue que la conversión a por unidad de los valores

requiere una base de potencia común para los tres circuitos del trafo.



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Ejemplo

Los valores nominales de un trafo de tres devanados son:

Primario: Y , 66KV, 10 MVA

Secundario: Y, 13,2 KV, 7,5 MVA

Terciario: Δ, 2,3 KV, 5 MVA



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Ejemplo

Despreciado la resistencia, las impedancias de dispersión

valen:

Zps = 7 % base 10 MVA, 66 KV

Zpt = 9 % base 10 MVA, 66 KV

Zst = 6 % base 7,5 MVA, 13,2 KV

Determinar las impedancias por unidad sobre una base de 10 MVA y

66 KV en el primario



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