UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA

DEPARTAMENTO DE POTENCIA

LABORATORIO DE MAQUINAS I

PROFESORA

Patricia Snchez

ALUMNOS

Ranier Garcia, C.I: 21.368.741

2 de junio de 2015

PRACTICA #7

TRANSFORMADORMONOFSICO

PARALELO

1. INTRODUCCIN

El propsito de la prctica involucra el estudio de dos transformadores monofsicos conectados en

paralelo. El estudiante debe establecer las condiciones que deben tomarse en cuenta para realizar dicha

conexin.

La conexin de transformadores en paralelo es muy frecuente en los sistemas de potencia. Esto se

debe no slo a las grandes cantidades de potencia que es necesario transmitir y transformar, lo cual hara

enormes las dimensiones del transformador nico en cuestin, sino adems la adopcin de varias uni-

dades conectadas en paralelo disminuye la probabilidad de falla, haciendo menos vulnerable al sistema;

adems, facilita enormemente el mantenimiento de las unidades en cuestin. El comportamiento de las

dos unidades conectadas en paralelo, depende de las caractersticas de los transformadores y la relacin

entre ellas y por ende son estas caractersticas las que condicionan la conexin.

Los devanados primarios de los transformadores pueden conectarse en paralelo, sin observar com-

portamiento particular alguno; no as ocurre en los devanados secundarios. Las tensiones inducidas Ea2

y Eb2, en los devanados secundarios de los transformadores Ta y Tb respectivamente, cumplen con las

siguientes relaciones:

Ea2 =Ea1aTa

(1)

Eb2 =Eb1aTb

(2)

Para la conexin de la figura 1, las tensiones inducidas en los primarios de los transformadores (Ea1

y Eb1 respectivamente), son iguales en magnitud y fase ya que corresponden a la tensin de alimentacin

del grupo (U1), suponiendo que las imperfecciones (resistencia hmica y reactancia de dispersin) del

arrollado primario estn reflejadas en el secundario del circuito equivalente; entonces, la diferencia de

potencial entre los secundarios, con SW1 y SW2 abiertos, es:

Ea2 = Ea2Eba2 = (Ea1aTa Eba1aTb

) =U1 ( 1aTa 1aTb

) (3)

Para que no haya corriente circulatoria (cuando SW1 est cerrado con SW2 abierto) se debe cumplir

que el fasor E sea nulo; es decir, que las tensiones inducidas en el secundario de cada unidad sean

1

iguales en magnitud y fase; lo anterior impone que sean iguales tanto las relaciones de transformacin

como las polaridades de las unidades de transformacin en paralelo. No obstante; dos transformadores,

aunque fabricados en el mismo momento y bajo el mismo proceso industrial son siempre diferentes;

por lo tanto, lo sern las correspondientes tensiones inducidas (esta diferencia estar acotado por una

tolerancia). Cuando las tensiones inducidas son diferentes aparece una corriente circulatoria (Ia2 y Ib2

para los transformadores Ta y Tb respectivamente) que bajo condicin de vaco (corriente hacia la carga

nula), vienen dada por la siguiente expresin:

Ia2 =Ib2 = E2Zccb+Zcca U2 a (4)

Donde Zcc,a y Zcc,b son las correspondientes impedancias de cortocircuito de cada transformador, refe-

ridas al secundario.

a=aTbaTa

aT(5)

aT =aTb+aTa

2(6)

2. OBJETIVOS

Analizar la conexin de dos transformadores monofsicos en paralelo.

Estudiar el comportamiento de los transformadores monofsicos en paralelo en vaco y bajo carga.

3. INSTRUMENTOS

Voltmetro de hierro mvil Yokogawa.

Ampermetro de hierro mvil Yokogawa.

Vatmetro de hierro mvil Yokogawa.

Transformador monofsico 120/240Vde 2kVA.

Transformador monofsico 120/240V.

2

Carro de carga resistiva.

Carga inductiva.

Variac.

4. DIAGRAMA DE CONEXIN

Figura 1: Diagrama circuital de Transformadores monofsicos en paralelo.

Figura 2: Diagrama de conexin de Transformadores monofsicos en paralelo.

3

5. PREDETERMINACIONES

Figura 3: Circuito equivalente del transformador T1

Transformador T1 y T2 son aditivos.

5.1. Diagrama Circuital de T1

Figura 4: Circuito equivalente del transformador T2

4

5.2. ENSAYO DE MEDICIN DE LAS PRDIDAS DEBIDO A LA CARGA Y

TENSIONES DE CORTOCIRCUITO DE T2

Tabla 1: Mediciones en el ensayo de cortocircuito en el lado de alta tensin

Corriente de

cortocircuito (A)

Practico

Tension de

cortocircuito (V)

Potencia en

cortocircuito

(W)

3.9 0.5 28 1 120 5

5.2.1. Impedancia de cortocircuito T2

fCC =InICC

=4,173,9

= 1,07 f actor de corriente (7)

VCCC =VCC fCC = 29,96 Tension corregida (8)

PCCC = PCC fCC2 = 137,388 Potencia corregida (9)

Resistencia de cortocircuito:

RCC =V 2CCPCC

=29,962

137,88= 6,5 (10)

Reactancia en cortocircuito

ZCC =VI=

6,44,16

= 7,68 (11)

XCC =Z2CCR2CC =

1,5421,522 = 4,09 (12)

5

Con los resultado obtenidos de la reactancia y de la resistencia del lado de alta debido a que corto-

circuitamos el lado de baja y tomamos las medidas en el lado de alta, con la relacin de transformacin

podemos deferirlo a lado de baja.

RCCBT = 0,52 RCCAT = 1,63 (13)

XCCBT = 0,52 XCCAT = 1,02 (14)

6. TABLA Y RESULTADOS

Tabla 2: Resultados Obtenidos con conexin de transformadores en paralelo

Carga () Ia1 (A) Ib2 (A) Ia2 (A) Ib1 (A) E2

vaco 3.40 0.005 3.40 0.005 1.02 0.002 1.02 0.002 0 2200 2.70 0.005 3.20 0.005 0.70 0.002 1.15 0.002 116 2400 3.05 0.005 3.30 0.005 0.85 0.002 1.10 0.002 116 2600 2.00 0.005 3.00 0.005 0.70 0.002 1.30 0.002 116 2800 2.05 0.005 2.80 0.005 1.15 0.002 1.45 0.002 116 21000 2.55 0.005 2.65 0.005 1.60 0.002 1.55 0.002 116 21200 3.30 0.005 2.50 0.005 2.10 0.002 1.65 0.002 116 21400 2.95 0.005 2.65 0.005 1.90 0.002 1.60 0.002 116 21600 4.60 0.005 2.35 0.005 2.85 0.002 1.80 0.002 116 2

6.1. Anlisis de Resultado

En la Tabla 2 la conexin en paralelo del transformador permite colocar una mayor carga, por la

limitaciones del transformador llegamos a 1600W. Para un valor pequeo y muy grande de carga la

corriente circulatoria aumenta en el transformador. La corriente circulatoria se debe a la diferencia en

la construccin del transformador, sus impedancia internas no son iguales y crea un desvalance en las

corriente del transformador, en la Figura 3 y Figura 4 se observa la diferencia en las impedancias internas

del transformador. Debido a esta diferencia en sus impedancias un transformador entrega mas potencia

que otro transformador.

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7. CONCLUSIONES

La razn ms comn por la que se conectan transformadores en paralelo es el crecimiento de la

carga; cuando sta supera la potencia del transformador instalado se suele optar por disponer otra unidad

en paralelo con la existente.

Frente a la falla de una unidad se puede seguir operando con la otra, aunque sea suministrando

una potencia menor y atendiendo los servicios ms importantes. En algunos servicios esenciales puede

ser que, por razones de seguridad, los equipos se encuentren duplicados y hasta triplicados; sta es una

prctica muy comn en aeronaves.

En general es ms econmico agregar una unidad a la ya existente que poner una nueva de mayor

tamao.

Si la demanda es muy variable y se dispone de varias unidades, se las puede ir agregando a medida

de que la carga lo exige y reducir las prdidas que resultan de operar una mquina de gran potencia a baja

carga. Si la demanda tiene poca variacin, siempre es ms eficiente operar una unidad de gran potencia,

que varias de menor potencia.

Por otra parte, y para una dada potencia, siempre la instalacin de varias unidades en ms costosa,

su operacin es ms compleja, y ocupa ms espacio que una sola unidad. Tambin debe considerarse que

si se dispone de unidades en paralelo y se desea la continuidad del servicio, parcial o total, ante la falla

de una de ellas, es necesario instalar el equipamiento de maniobra y proteccin adecuado.

De lo anterior se desprende que la decisin de agregar un transformador en paralelo a uno ya exis-

tente, debe ser estudiada cuidadosamente.

En los transformadores aunque sean de igual construccin, no sera igualmente iguales, la pequeas

diferencia de sus impedancias creara corrientes circulatorias entre los transformadores conectados de

forma paralela.

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INTRODUCCINOBJETIVOSINSTRUMENTOSDIAGRAMA DE CONEXINPREDETERMINACIONESDiagrama Circuital de T1ENSAYO DE MEDICIN DE LAS PRDIDAS DEBIDO A LA CARGA Y TENSIONES DE CORTOCIRCUITO DE T2Impedancia de cortocircuito T2

TABLA Y RESULTADOSAnlisis de Resultado

CONCLUSIONES