Maquinas Electricas - Taller 3 - Transformadores
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Sistema interconectado nacional
La empresa encargada de la generacin y distribucin fue en sus inicios la empresa bsica
Electrificacin Del Caron (C.V.G. EDELCA), luego mediante decreto presidencial N 5.330, en julio de
2007, se establece la reorganizacin del sector elctrico nacional con el fin de mejorar el servicio en todo
el pas. En el Artculo 2 del documento se define a CORPOELEC como una empresa operadora estatal
encargada de la realizacin de las actividades de Generacin, Transmisin, Distribucin y
Comercializacin de potencia y energa elctrica.
Desde que se public el decreto de creacin de CORPOELEC, todas las empresas del sector:
Electrificacin del Caron (EDELCA), Electricidad de Caracas (EDC), Energa Elctrica de Venezuela
(ENELVEN), Energa Elctrica de la Costa Oriental del Lago (ENELCO), Energa Elctrica de
Barquisimeto (ENELBAR), Compaa de Administracin y Fomento Elctrico (CADAFE), Sistema
Elctrico del Estado Nueva Esparta (SENECA), Empresa Nacional de Generacin (ENAGER),
Generacin de Vapor para el Centro Refinador Paraguan (GENEVAPCA), Electricidad de Ciudad
Bolvar (ELEBOL), Electricidad de Valencia (ELEVAL), Luz Elctrica de Yaracuy (CALEY), Luz y Fuerza
Elctrica de Puerto Cabello (CALIFE) Y TURBOVEN, trabajan en sinergia para atender el servicio y
avanzar en el proceso de integracin para garantizar y facilitar la transicin armoniosa del sector.
Para alimentar todo el sistema de distribucin, CORPOELEC cuenta con 742 subestaciones a
escala nacional, de las cuales 398 corresponden a subestaciones de Distribucin y 344 estn bajo
la responsabilidad de Transmisin. En esas 742 subestaciones se ubican 1.447 trasformadores de
potencia con una capacidad instalada de 28.314 MVA. Lo conforman 4.709 circuitos en los
diferentes niveles de voltaje, con un recorrido total de 129.299 km. A lo largo de esta red de circuitos
se encuentran instalados 668.912 transformadores de distribucin, los cuales totalizan una
capacidad instalada de 29.410 MVA.
Cantidad de Subestaciones: La variable se mantiene igual que el cierre del ao 2013 en 468 (incluye 22
subestaciones en tensiones < 69 kV).
Kilmetros de Longitud de Lneas: La variable se incrementa en 6 km con respecto al cierre del ao 2013
totalizando 30.767 km, como consecuencia de la puesta en servicio de la lnea en 115 kV Isidro-Coro III,
Edo. Falcn.
Cantidad de Transformadores de Potencia Instalados: La variable se incrementa en uno con respecto al
cierre del ao 2013 totalizando 1.188 unidades, como consecuencia de la instalacin del 4to
transformador en la S/E Barinas III.
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MVA Instalados de Transformacin: La variable se incrementa en 160 MVA netos con respecto al cierre
del ao 2013 totalizando 84.767 MVA, como consecuencia de los siguientes cambios:
Incremento de 10 MVA por Sustitucin de Trf. en S/E Villa de Cura, Edo. Aragua.
Incremento de 16 MVA por Sustitucin de Trf. en S/E Los Taques, Edo. Falcn.
Incremento de 10 MVA por Sustitucin de Trf. en S/E Rio Chico I, Edo. Miranda.
Incremento de 100 MVA por Sustitucin de Trf. en S/E Sta. Teresa III, Edo. Miranda.
Disminucin de 6 MVA por Sustitucin de mvil por Trf. en S/E Jusepin, Edo. Monagas.
Incremento de 30 MVA por Instalacin de Trf. En S/E Barinas III, Edo. Barinas
Devanado
El devanado es un hilo de cobre enrollado a travs del ncleo en uno de sus extremos y recubiertos por
una capa aislante, que suele ser barniz. Est compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La
relacin de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicar la relacin de
transformacin. El nombre de primario y secundario es totalmente simblico. Por definicin all donde
apliquemos la tensin de entrada ser el primario y donde obtengamos la tensin de salida ser el
secundario.
Transformador en aceite
Es un dispositivo que permite modificar potencia elctrica de corriente alterna con un determinado valor
de tensin y corriente en otra potencia de casi el mismo valor pero, generalmente con distintos valores
de tensin y corriente. El uso del aceite, frente al aire, est justificado dado que tiene una mejor
conductividad trmica y posee un mayor calor especfico. La funcin del aceite es doble, acta como
aislante y como agente refrigerante. La rigidez de los aceites usados suele ser del orden de los 200
kV/cm. Bsicamente se trata de una mezcla de hidrocarburos. El aceite cobra un especial inters en los
casos en el que el transformador se vea sometido a sobrecargas pasajeras.
-
Cules son las tensiones
=12
=12
=12
Entonces
12
= 110
10= 11
Si la regulaciones del 3% en la E1=110
110 100%
X 3% =1103
100= 3,3 110 V 3,3 V = 106,7 V
La relacin de transformacin se mantiene
12
= 106,7
2= 11 2 =
106,7
11= 9,7
En conclusin
3% 2 = 10,3
-
Disear un transformador.
SOLUCION: V1 = 220 V V2 = 8 V Pnominal = V1 * I1 = V2 * I2 I1=100 / 220 = 0,45 A I2= 100 / 8 = 12,5 A a) Calculo de las chapas magnticas:
A ncleo terica = k * Pnominal = 1 * 100 = 10 cm
2
k ~ 0,7 para chapas magnticas buenas k ~1 para las chapas magnticas malas 32 mm = 3,2 cm 3,2 * X = 10 cm
2 X = 10 / 3,2 = 3,12 cm = 31,2 mm
Si las chapas son de 0,5 mm de espesor, necesito: 31,2 / 0,5 = 62,4 chapas ~ 62 chapas A ncleo = 62 * 0,5 * 32 = 992 mm
2 = 9,92 cm
2
La seccin geomtrica, es decir la que existe en la realidad si la mido, teniendo en cuenta un factor de apilamiento de las chapas (chapas barnizadas) de 0,9, ser: A geomtrica = 9,92 / 0,9 = 11 cm
2
Luego la dimensin transversal real del ncleo del transformador ser: 11 / 3,2 = 3,44 cm = 34,4 mm b) Calculo cobre: Si la densidad de corriente mxima en los conductores es de es de 3,5 A/mm
b.1) Devanado alta: I1= 0,45 A 3,5 A -----------------> 1 mm
2
0,45 A --------------> X X= (0,45 * 1) / 3,5 = 0,12 mm2
0,12 mm
2 = * D2 / 4 D = (4 * 0,12 / ) = 0,39 mm ~ 0,40 mm .
El nmero de vueltas ser: V1 = 220 V V1 = 4,44 * N alta * f * Bmax * A ncleo ==> Nalta = 220 / (4,44 * 50 * 1,2 * 9,92 x 10
-4)
N alta = 832,48 ~ N alta = 833 vueltas
-
b.2) Devanado baja: I2 = 12,5 A 3,5 A -----------------> 1 mm
2
12,5 A --------------> X X= (12,5 * 1) / 3,5 = 3,57 mm2
3,57 mm
2 = * D2 / 4 D = (4 * 2,38 / ) = 2,13 mm 2,00 mm
El nmero de vueltas ser: V2 = 8 V V2 = 4,44 * N baja * f * Bmax * A ncleo N baja = 8 / (4,44 * 50 * 1,2 * 9,92 x 10
-4)
N baja = 30,27 ~ N alta = 30 vueltas. El devanado de alta ocupa: 48 mm / 0,4 mm = 120 filas de hilo 833 vueltas / 120 filas de hilo = 6,94 7 columnas de hilo 7 columnas de hilo x 0,4 mm = 2,8 mm de ancho El devanado de baja ocupa: 48 mm/ 2 mm = 24 filas de hilo 30 vueltas / 24 filas de hilo = 1,25 2 columnas de hilo 2 columnas de hilo x 2 mm = 4 mm de ancho En total los devanados ocupan: 2,8 mm + 4 mm = 6,8 mm de ancho Si tenemos 16 mm de ancho de ventana an nos quedan 9,2 mm para el carrete, los aislantes y las holguras necesarias. La dimensin transversal mnima del carrete ser de 36 mm (36 mm > 34,4 mm, que es la dimensin transversal del ncleo) y su dimensin longitudinal ser de 33 mm (33 mm > 32 mm que es la dimensin longitudinal del ncleo).