Prácticas de Conversion I
-
Upload
gerardo-osorio -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
description
Transcript of Prácticas de Conversion I
LABORATORIO I
PRUEBAS A REALIZAR EN EL TRANSFORMADOR
I.. OBJETIVOS:
1. Obtener la relación de voltaje y corriente de un transformador
2. estudiar las corrientes de excitación, la capacidad de voltamperes y las corrientes de cortocircuito en un transformador.
II. FUNDAMENTO TEORICOLos transformadores varían en tamaño y peso de acuerdo a su uso, desde unidades muy pequeñas para equipos electrónicos hasta unidades gigantescas utilizadas en estaciones centrales; Sin embargo todos los transformadores presentan las mismas características.Cuando existe una inducción mutua entre dos bobinas o devanados, un cambio en la corriente que pasa por una de ellas, induce un voltaje en la otra.Todos los transformadores poseen un devanado primario y uno o mas devanados secundarios; el devanado primario recibe un voltaje ac. Y lo acopla a un devanado secundario mediante un campo magnético variable. La energía toma la forma de una fuerza electromotriz que pasa por el devanado secundario y puede ser transferida a una carga. Así pues la energía eléctrica se puede transferir de un circuito a otro sin que exista una conexión eléctrica entre ambos. Cuando un transformador esta funcionando, pasa corriente alterna por sus devanados y se establece un campo magnético a través del núcleo de hierro; como resultado se producen pérdidas tanto en el cobre como en el hierro; que son parte de la potencia real y hacen que el transformador se caliente.
Para establecer un campo magnético se requiere de una potencia reactiva, la cual se obtiene de la línea de alimentación; por esta razón la potencia total entregada al devanado primario es siempre ligeramente mayor que la potencia total entregada por el devanado secundario.Los transformadores pueden sufrir cortocircuitos accidentales causados por desastres naturales o motivados por el hombre. Las corrientes de cortocircuito son muy elevadas y a menos que se interrumpan, queman el transformador en poco tiempo.
III. PRECAUCION.
No hacer ninguna conexión con la fuente encendida.
Seguir las instrucciones de la guía.
IV DESARROLLO.1. Identificar las terminales de los transformadores .
Primario H1 - H2; y Secundario X1 - X2 - X3
2. Anotar el voltaje nominal de uno de los transformadoresPrimario H1 - H2 ____________ volt.
Secundario X1 - X3 __________ volt.
3. Anotar la corriente nominal del transformador.Primario H1 - H2 ______________Amp.Secundario X1 - X3 _____________Amp.
4. Medir la resistencia de cada uno de los devanados.Primario H1 - H2 ________________Ohmios.Secundario X1 - X3 ______________Ohmios.
5. Medir el voltaje secundario sin carga cuando se aplican 12 Vac al devanado primario.
Secundario X1 – X3 _______ Volt.
6. medir corriente de cortocircuito en el secundario.
Conecte el circuito de la figura y aumente gradualmente el voltaje en pasos de 2 voltios, hasta que la corriente de cortocircuito I2 sea de 2 amp.
Anotar: I1__________Amp. V1__________Volt. I2__________Amp.
7. Determinar el efecto de saturación del núcleo en la corriente de excitación de un transformador.
V1_______Vac. I1________Amp. V2________Vac.
Aumentar en pasos de dos voltios la fuente y hacer las anotaciones de la corriente de excitación I1 y el voltaje de salida V2 para cada voltaje de entrada.
V1 I1 V2 6 Vac _____Amp ______Vac 8 Vac _____Amp ______Vac10 Vac _____Amp ______Vac12 Vac _____Amp ______Vac
Observe que la corriente de magnetización aumenta rápidamente después de alcanzar cierto voltaje de entrada.
V. PRUEBA DE CONOCIMIENTO
1. Porqué se realizan estas pruebas con la mayor rapidez posible.______________________________________________________________________________________________________
2. Para que sirven las pruebas de cortocircuito.__________________________________________________________________________________________________
3. Varía la relación de voltaje entre los dos devanados debido a la saturación del núcleo.______________________________________________________________________________________________________
4. Cual de los devanados del transformador disipa mayor calor.________________________________________________________________________________________________________.
LABORATORIO II
PRUEBA DE POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO.
I. OBJETIVOS.1. Determinar si la polaridad de un transformador es
aditiva o sustractiva.2. Designar el orden de la numeración de los terminales
secundarios del transformador de acuerdo a su polaridad.
II. FUNDAMENTO TEORICO.Cuando se energiza el devanado primario de un transformador por medio de una fuente de corriente alterna, se establece un flujo magnético alterno en el núcleo del transformador; este flujo alterno concatena las vueltas de cada devanado del transformador induciendo así voltaje de corriente alterna en ellos.
Para el caso, la polaridad en un transformador indica el sentido relativo instantáneo del flujo de corriente en los terminales de alta tensión con respecto a la dirección del flujo de corriente en los terminales de baja tensión.
La polaridad de un transformador puede ser aditiva o sustractiva. A continuación se presenta una prueba para determinarla.
Se conectan dos Bornes adyacentes de los devanados de alta y baja tensión y se aplica un voltaje reducido a cualquiera de los devanados.
III. PRECAUCIONIdentificar los terminales de los devanados primario y secundario.Revisar conexiones antes de energizar.
IV. DESARROLLO.1. Conectar según esquema.
Polaridad aditiva si el voltaje medido entre los Bornes H2 – X1 es mayor que el voltaje aplicado en el devanado de alta tensión.
2. Conectar según esquema.
Polaridad substractiva si el voltaje medido entre los dos bornes H2 – X3 es menor que el voltaje aplicado en el devanado de alta tensión.
Generalmente y según normas industriales los transformadores de distribución monofásicos de hasta doscientos KVA. Con voltajes en el lado de alta de hasta ocho mil seiscientos sesenta voltio, tienen polaridad aditiva. Todos los demás tienen polaridad substractiva.
DESIGNACIÓN DE LOS TERMINALES DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS.
Los terminales se designan según normas industriales y se procede en la siguiente forma: Los terminales de alta tensión se designan por la letra H y se numeran de derecha a izquierda, así el terminal H1 es el de la derecha visto el transformador desde el lado de alta.
Los terminales de baja tensión se designan con la letra X. Así X1 esta situado a la derecha visto el transformador desde el lado de baja tensión; esto es así si el transformador es de polaridad aditiva.
Si el transformador es de polaridad substractiva X1 se encontrara situado al lado izquierdo visto el transformador desde el lado de baja tensión.
V. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.
1. A que se debe la polaridad de los transformadores:________________________________________________________________________________________________________
2. Se puede cambiar la polaridad de los transformadores: Si_____No_____. Porque.________________________________________________________________________________________
3. Explique la ley de la mano derecha:_______________________________________________________________________________________
LABORATORIO III
CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
EN PARALELO
I. OBJETIVOS.
1. Conectar transformadores monofásicos en paralelo.
2. Monitorear voltajes y corrientes de la conexión en paralelo.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO.
Al conectar dos o más transformadores en paralelo es para
proporcionar corrientes de carga mayores que la corriente
nominal del transformador; pero se debe tener en cuenta las
siguientes condiciones:
1. Los transformadores deben tener el mismo
desplazamiento angular.
2. el voltaje nominal del primario y secundario debe ser el
mismo.
3. las polaridades deben ser iguales.
4. las tomas de derivación o tap en la misma posición.
5. el porcentaje de impedancia de los transformadores debe
estar en el rango de 92.5% a 107.5%.
6. frecuencias de operación idénticas.
III. PRECAUCIÓN.
Se debe tener presente cuando se conectan dos o mas
transformadores en paralelo las condiciones anteriores de
funcionamiento hay que revisar con anticipación los circuitos
antes de energizar la sub-estación.
Sino se tienen en cuenta las recomendaciones para hechar a
andar el banco de transformadores pueden producirse daños en
el equipo de protección o en una unidad de transformación.
IV. MATERIAL Y EQUIPO.
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240.
2 transformadores de 100 va a 12 y 24.
1 voltímetro.
1 amperímetro.
V. DESARROLLO.
1. Por el lado primario debe conectarse comienzo con comienzo
y final con final de acuerdo a la figura.
2. H1 del primer transformador con H1 del segundo
transformador.
3. H2 del primer transformador con H2 del segundo
transformador.
4. Por el lado de baja tensión se conectarán comienzo con
comienzo y final con final.
5. X1 del primer transformador con X1 del segundo
transformador.
6. X2 del primer
transformador con
X2 del segundo
transformador.
7. X3 del primer transformador
con X3 del segundo
transformador.
VI. MEDICIÓN DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO.
Recuerde que su amperímetro va conectado en serie y el
voltímetro en paralelo
Voltajes.
a – n __________
A – N___________ b – n __________
a – b __________
Corrientes.
A ______________ a ______________
N ______________ b ______________
n ______________
VII. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.
1. En un circuito conectado en paralelo cómo es el voltaje
______________________________________________________
______________________________________________________
2. Todo circuito conectado en paralelo como es su
corriente_______________________________________________________
______________________________________________
3. Que diferencia existe entre una conexión en serie de una en
paralelo________________________________________________________
______________________________________________
4. La potencia suministrada a la carga es mayor en serie o en
paralelo________________________________________________________
______________________________________________
5. Realice el diseño de dos transformadores conectados en
paralelo:
a) Los dos de polaridad sustractiva.
b) Uno de polaridad aditiva y otro de sustractiva.
LABORATORIO IV
TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS CONECTADOS EN DELTA-
DELTA CON DESPLAZAMIENTO ANGULAR DE CERO GRADOS.
I. OBJETIVOS.
1. Efectuar una conexión de tres transformadores monofásicos
en delta-delta
2. Monitorear la capacidad de la sub-estación tomando el voltaje
y la corriente.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO.
Los tres transformadores se conectan en serie en un circuito
cerrado y cada conductor de línea esta conectado a la unión
entre dos de los transformadores.
Este sistema es empleado para el suministro de carga trifásica y
obtener cargas equilibradas. Se tiene la ventaja de evitar la
sobre-tensiones producidas por la tercera armónica....
Se puede operar a potencia reducida con una pequeña carga
desequilibrada. ...................................................-------------S
Para poder tener un sistema trifásico en delta-delta se debe tener
presente las siguientes condiciones:
1. Los transformadores deben tener la misma impedancia.
2. Deberán tener la misma relación de voltaje.
3. Las tres unidades deben estar conectadas al mismo toma
de derivación.
III. PRECAUCIÓN.
Los transformadores tienen que estar conectadas a los mismos
tomas de regulación; de lo contrario pueden producirse elevadas
corrientes de circulación.
Se debe tener presente también y tomar muy en cuenta las
condiciones de funcionamiento.
IV. MATERIAL Y EQUIPO.
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240.
3 Transformadores de 100 va de 12/24.
1 Voltímetro.
1 Amperímetro.
V. DESARROLLO.
1. Por el lado de alta tensión se conectarán las terminales en
serie.
2. H1 del primer transformador con H2 del tercer
transformador a la línea A.
3. conectar H2 del primer trasformador con H1 del segundo
transformador a la línea B.
4. H2 del segundo transformador con H1 del tercer
transformador a línea C.
5. por el lado de baja tensión se conectaran las terminales en
serie.
6. X3 del primer transformador con X1 del segundo
transformador y esta unión a la línea b.
7. X1 del primer transformador con X3 del tercer
transformador, y esta unión a la línea a.
8. X3 del segundo transformador con X1 del tercer
transformador y esta unión a la línea C.
VI. MEDICIÓN DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO.
Voltajes.
A – B ___________ a – b __________
B – C ___________ b – c __________
A - C ___________ a – c __________
Corrientes.
A ______________ a ______________
B _______________ b ______________
C _______________ c _____________
VII. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.
1. El voltaje en un transformador es igual al concepto de
relación de vueltas, explique
___________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
2. Escribe la fórmula para hallar la potencia de salida de la sub-
estación_____________________________________________________
____________________________________________
3. Cual sería la potencia de entrega de la sub-estación si la
corriente atrasa al voltaje en 0.8_____________________
____________________________________________________
4. Porque el factor de potencia de la carga afecta la regulación
de la carga ____________________________________________
5. Las condiciones para tener cargas equilibradas en un banco
de transformadores
son :_____________________________________
______________________________________________
LABORATORIO V
CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS EN
DELTA-DELTA CON DESPLAZAMIENTO ANGULAR DE CIENTO
OCHENTA GRADOS.
I. OBJETIVOS.
1. Realizar la conexión de tres transformadores monofásicos en
delta-delta pero con desplazamiento de ciento ochenta
grados.
2. Analizar diferencias y similitudes de la conexión delta-delta
con desplazamiento angular de cero grados con la de ciento
ochenta.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO.
Por el lado primario los transformadores se conectan en serie en
un circuito cerrado, igual que el desplazamiento angular de cero
grados donde cada conductor de línea esta conectado a la unión
entre dos de los transformadores.
La diferencia estriba en el lado de baja tensión donde tenemos
que realizar el desplazamiento angular conectado siempre los
transformadores en serie.
El sistema se utilizará siempre para el suministro de carga
trifásica equilibrada.
Las terceras armónicas se evitan en una conexión en delta no
produciendo elevación de la tensión.
Las condiciones de operación son las mismas que el
desplazamiento angular de cero grados.
III. PRECAUCIÓN.
Todo transformador al igual que el desplazamiento angular de
cero grados deben estar conectados a los mismos tomas de
regulación; de no ser así se tendrá un incremento en las
corrientes de circulación.
No se debe olvidar las condiciones implícitas para una conexión
de este tipo, mencionadas anteriormente
IV. MATERIAL Y EQUIPO.
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240.
3 transformadores de 100 va a 12/24
1 voltímetro.
1 amperímetro.
V. DESARROLLO.
1. La conexión por el lado de alta tensión se hará siempre en
serie, igual que el desplazamiento angular de cero grados.
2. Por el lado de baja tensión se conectara X3 del primer
transformador con X1 del tercer transformador, para la línea
a.
3. X1 del primer transformador con X3 del segundo
transformador para la línea b.
4. X1 del segundo transformador con X3 del tercer
transformador para la línea c
5. Se puede tomar como neutro el aislador X2 de acuerdo al
esquema mostrado.
VI. MEDICIÓN DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO.
Voltajes.
A – B ___________ a – b __________
B – C ___________ b – c __________
A - C ___________ a – c __________
Corrientes.
A ______________ a ______________
B _______________ b ______________
C _______________ c _____________
VIII. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.
1. Cual es la utilidad que presentan los tomas de derivación
________________________________________________________________
_____________________________________________
2. Si se avería un transformador de la sub-estación tu plan de
emergencia sería
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_____________________________________
3. Porque las corrientes de linea y de fase no son iguales en una
transformación en delta_____________________________________
________________________________________________________
4. Diseña una sub-estación en delta-delta para 12/24
voltios____________________________________________________
5. Porque los voltajes de linea y de fase en delta, son iguales
____________________________________________________
LABORATORIO VI
TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS CONECTADOS EN DELTA
ABIERTA-DELTA ABIERTA, CON DESPLAZAMIENTO ANGULAR
DE CERO GRADOS.
I. OBJETIVOS.
1. Efectuar una conexión de dos transformadores monofásicos
en delta abierta-delta abierta con desplazamiento angular de
cero grados.
2. Encontrar como medida de emergencia la conexión delta
abierta-delta abierta en una sub-estación trifásica.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO.
Una sub-estación trifásica didáctica de tres transformadores
monofásicos conectados en delta-delta, pueden continuar
operando en caso que uno de los transformadores sufra averías
o se queme. La salida de emergencia a esta situación es dejar sin
efecto la línea primaria que une al transformador y la conexión
en serie con el otro transformador tanto en el lado de alta
tensión como en el de baja tensión; mientras se repara o se
sustituye la unidad dañada.
Para que la sub-estación suministre un servicio completo debe
hacerse un estudio de carga dado que la sub-estación su
capacidad es de solamente 86.6% para cargas trifásicas como
motores con respecto a una sub-estación trifásica de tres
transformadores es de solamente el 57.7%.
Este tipo de sub-estación es recomendable cuando haya que
suministrar temporalmente cargas trifásicas que no sean muy
grandes; sin importar que hayan cargas monofásicas elevadas.
III. PRECAUCIÓN.
Los transformadores deben estar conectados al mismo toma de
regulación.
Examinar por separado cada transformador para determinar la
máxima potencia que se puede suministrar.
Recordar siempre revisar el circuito antes de energizar y pedir la
supervisión del instructor o profesor.
IV. DESARROLLO.
2. Por el lado de alta tensión se conectan los transformadores en
serie, de acuerdo a la figura.
3. H1 del primer transformador a la fase A.
4. H2 del primer transformador con H1 del segundo
transformador y esta unión con la línea B.
5. H2 del segundo transformador con la línea C.
6. por el lado de baja tensión se conectan también en serie,
poniendo a tierra X2 del primer transformador.
7. X3 del primer transformador con X1 del segundo
transformador y esta unión a la fase b.
8. X1 del primer transformador se conecta a la fase a.
9. X3 del segundo transformador a la fase c.
V. MATERIAL Y EQUIPO.
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240.
2 transformadores de 100 va a 12/24.
1 voltímetro.
1 amperímetro.
VI. MEDICIÓN DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO.
Voltajes.
A - B ___________ a – b __________
B - C ___________ b – c __________
A - C ___________ a – c __________
Corrientes.
A ______________ a ______________
B _______________ b ______________
C _______________ c ______________
VII. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.
1. Que dice la ley de Faraday ___________________________________
_________________________________________________________
2. Las perdidas que ocurren en el transformador son
___________________________________________________________________
_______________________________________________
3. Escribe la ecuación que representa el diagrama fasorial de un
transformador _____________________________________________
_________________________________________________________
4. Escribe la fórmula para hallar el rendimiento del transformador
_________________________________________________________
5. Porque los voltajes en delta se multiplican por √3
_________________________________________________________
_________________________________________________________
LABORATORIO VII
CONEXIONES DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN
DELTA ABIERTA – DELTA ABIERTA CON CIENTO OCHENTA
GRADOS.
I- OBJETIVOS
1. Conectar transformadores monofásicos en delta abierta –
delta abierta para un desplazamiento angular de ciento
ochenta grados.
2. Medir las corrientes y voltajes de la sub-estación.
II- FUNDAMENTO TEORICO
Este tipo de sub-estación es utilizada como una salida de
emergencia cuando un transformador de una sub-estación
trifásica de tres transformadores falla. Puede suministrar
energía monofásica y un porcentaje bajo de carga trifásica.
Para el diseño de una sub-estación trifásica de dos
transformadores se recomienda utilizar de distinta potencia.
EL comportamiento de la sub-estación es similar que a la delta
abierta – delta abierta con desplazamiento angular de cero
grados, con la única diferencia de que por el lado de baja
tensión se gira la delta en ciento ochenta grados.
III- PRECAUCION
Al igual que el desplazamiento angular de cero grados, los
transformadores deben estar conectados al mismo toma de
regulación.
Se debe tener el cuidado de no sobredimensionar los
transformadores en la demanda de la carga. Revisar el circuito
antes de energetizar.
IV- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario de 120/240
2 transformadores de 100 va de 12 y 24 Vac
1 voltímetro
1 amperímetro
V- DESARROLLO
1. La conexión por el lado primario se harán siempre en serie igual
que el desplazamiento angular de cero grados.
2. En el secundario se conectará los transformadores también en
serie.
3. X3 del primer transformador con la línea (a).
4. X1 del primer transformador con X3 del segundo transformador
(b).
5. X1 del segundo transformador con la línea ©.
6. X2 del primer transformador con la línea neutra.
VI- MEDICION DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO
Voltajes
Primario Secundario
A – B ___________ a – n __________
B – C ___________ b – n __________
A – C ____________ c – n __________
a – b __________
b – c __________
a – c __________
Corrientes
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
C ____________ c __________
N __________
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
1. Que diferencia existe entre la potencia aparente y la
potencia real.
______________________________________________________
2. Cuándo decimos que las cargas están desbalanceadas.
______________________________________________________
3. Por qué la corriente de línea es igual a la corriente fase en
delta abierta.
______________________________________________________
4. Escribe la fórmula de la potencia real, reactiva y aparente.
______________________________________________________
5. Dibuja el triangulo de potencia cuando su factor es igual a
uno.
______________________________________________________
LABORATORIO VIII
CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN DELTA-
ESTRELLA PARA UN DESPLAZAMIENTO ANGULAR DE TREINTA
GRADOS.
I- OBJETIVOS
1- Desarrollar una conexión en delta-estrella para un
desplazamiento angular de treinta grados.
2- Monitorear voltajes y corrientes para una sub-estación
conectada en delta-estrella.
II- FUNDAMENTO TEORICO
La conexión delta-estrella se utiliza normalmente para
suministrar en mayor cantidad cargas monofásicas y un
porcentaje menor de cargas trifásicas.
El voltaje primario de línea es igual al voltaje primario de fase,
por el hecho de encontrarse conectado en delta; pero debe
tenerse presente que la corriente de línea no es igual a la
corriente de fase.
Este tipo de conexión tiene las mismas ventajas que la conexión
estrella-delta.
Por el lado de baja tensión por el hecho de estar conectado en
estrella el neutro del sistema se conecta a tierra para evitar
voltajes desequilibrados.
Las cargas monofásicas se conectan entre las diferentes fases y
el neutro, la potencia trifásica se obtiene de las tres fases.
Presenta la desventaja que al dañarse un transformador la sub-
estación queda fuera de servicio.
Presenta la ventaja que la delta por el lado de alta tensión
elimina los voltajes de tercera armónica.
Cuando se utilizan transformadores de distinta capacidad, es
tres veces la capacidad de la unidad menor.
III- PRECAUCION
En este tipo de conexión hay que tener presente que para
equilibrar la carga, se tiene que aterrizar el neutro por el lado
de baja tensión, por el hecho mismo de encontrarse conectado
en estrella y así tener que equilibrar la carga.
Antes de energetizar la sub-estación debe revisar
detenidamente el circuito para evitar que se queme algún
dispositivo. Pida la colaboración del profesor o instructor.
IV- DESARROLLO
1- Por el lado de alta tensión se conectará en delta.
2- H1 del primer transformador a la línea A.
3- H2 del tercer transformador a la línea A.
4- H2 del primer transformador con H1 del segundo
transformador y esta unión a la línea C.
5- H2 del segundo transformador con h1 del tercer transformador
y esa unión a la línea B.
6- Todas las conexiones anteriores se encuentran en serie.
7- En el secundario se conectará en estrella.
8- X2 del primer transformador, con X2 del segundo
transformador y X2 del tercer transformador y esta unión al
neutro del sistema.
9- X1 del primer transformador a la línea a.
10- X1 del segundo transformador a la línea c.
11- X1 del tercer transformador a la línea b.
V- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240 Vac
2 Transformadores de 100 va de 12/24 Vac
1 voltímetro
1 amperímetro
VI-
MEDICION DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO
Voltajes
Primario Secundario
A – B ___________ a – n __________
B – C ___________ b – n __________
A – C ___________ c – n __________
a – b __________
b –c ___________
a – c ___________
Corrientes
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
C ___________ c __________
n __________
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
1- A qué se le llama corriente de irrupción
_________________________________________________________
2- Haga una lista y mencione las pérdidas que están presentes en
un transformador
3- Pondría UD. Un transformador de 50 HZ. en un banco de dos
transformadores de 60 HZ. Explique
4- En los transformadores de potencia se escucha un zumbido,
explique por qué
5- A que se le llama potencia nominal de un transformador
monofásico.
LABORATORIO IX
CONEXIÓN DE TRES TRANSFORMADORES MONOFASICOS
CONECTADOS EN ESTRELLA ESTRELLA CON UN
DESPLAZAMIENTO DE CERO GRADOS.
I- OBJETIVOS
1. Conectar tres transformadores monofásicos en estrella-
estrella.
2. Monitorear los voltajes de línea y voltajes de fase.
II- FUNDAMENTO TEORICO
Es una de las conexiones más comúnmente usadas en el ámbito
comercial e industrial.
Se recomienda este tipo de conexión mientras la carga por el
lado secundario este equilibrada. Presenta la desventaja que
cuando fluye una corriente desbalanceada por una fase afecta a
las demás.
Es importante hacer notar que para evitar desbalances en la
carga se tiene que usar un cuarto alambre o neutro, el que se
debe conectar a la fuente y al punto del neutro común.
Este tipo de conexión es utilizada para proveer carga
monofásica y trifásica con múltiples puestas a tierra por el lado
primario y secundario.
También podrían producirse inestabilidad en el suministro
cuando se producen desbalances en el voltaje primario.
III- PRECAUCION
1- Deben hacerse múltiples puestas a tierra del neutro del
sistema para evitar sobretensiones.
2- Recordar y tener presente la revisión anticipada del circuito
antes de energetizar la sub-estación.
IV- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario 120/240 Vac
Tres transformadores de 100 Vac
1 voltímetro
1 amperímetro
V- DESARROLLO
1- Por el lado primario se conectarán los circuitos en paralelo.
2- H1 del primer trasformador con la línea A.
3- H1 del segundo trasformador a la línea B.
4- H1 del tercer trasformador a la línea C.
5- Conectar H2 del primer trasformador con H2 del segundo
transformador, con H2 del tercer transformador, esta unión
al neutro del sistema.
6- En lado de baja tensión se conectarán también las
terminales en paralelo.
7- X1 del primer transformador a la línea a.
8- X1 del segundo transformador a la línea b.
9- X1 del tercer transformador a la línea c.
10- X2 del primer transformador con X2 del segundo
transformador, con X2 del tercer transformador, esta unión
al neutro del sistema.
VI- MEDICION DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO
Voltajes
Primario Secundario
A – B ___________ a – n __________
B – C ___________ b – n __________
A – C ___________ c – n __________
A - N ____________ a – b __________
B – N ____________ b – c __________
C – N ____________ a- c ___________
Corrientes
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
C ___________ c __________
n __________
Desplazamiento angular 0º
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
1- Demuestre por qué el voltaje de fase no es igual al voltaje de
línea.
2- Encuentre la relación de transformación para el sistema
estrella - estrella.
3- Porqué en este sistema los voltajes de terceras armónicas
pueden llegar a ser grandes.
4- Que solución propones para evitar el desbalance el voltaje
producido por la tercera armónica.
a
b
c
N
A
B
C
N
5- En caso de avería de una unidad de transformación se podría
tener estrella abierta – estrella abierta, explique su respuesta.
LABORATORIO X
CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES EN ESTRELLA – DELTA CON
DESPLAZAMIENTO ANGULAR DE TREINTA GRADOS.
I- OBJETIVOS
1- Efectuar una conexión en estrella por el lado primario y en
delta por el secundario.
2- Medir voltajes de línea a línea y de fase por el lado de baja
tensión.
II- FUNDAMENTO TEORICO
Este tipo de conexión permite que si una unidad del banco
presenta problemas de funcionamiento el banco puede seguir
funcionando y darle continuidad al servicio mediante la
conexión estrella abierta – delta abierta.
Este tipo de conexión es utilizada para suministrar energía
trifásica y un porcentaje pequeño de energía monofásica.
Por el lado de la delta se puede aterrizar en el aislador X2, para
poder balancear las cargas.
III- PRECAUCION
La sub-estación por el lado primario puede o no conectarse al
neutro del sistema.
Si llegara a producirse un cortocircuito por el lado de alta
tensión, cada transformador funcionará como conectado a tierra
lo que hace que la carga a servir desmejore produciendo altas
corrientes y la posibilidad de quemar alguna unidad o todo el
banco.
IV- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásica
Voltaje primario de 120/240
3 Trasformadores de 100 va de 12 y 24 Vac
1 voltímetro
1 amperímetro
V- DESARROLLO
1- Puede o no aterrizarse el neutro por el lado de alta tensión.
2- Por el lado de la estrella se conectan en paralelo los
transformadores.
3- H1 del primer transformador con la línea A.
4- H2 del primer transformador con H2 del segundo
transformador y H2 del tercer transformador y esta unión a la
línea neutra.
5- H1 del segundo transformador con la línea B.
6- H1 del tercer transformador con la línea C.
7- Por el lado secundario se conectan en serie formando una
delta.
8- X3 del primer transformador con X1 del segundo transformador
y este a la línea b.
9- X1 del primer transformador con X3 del tercer transformador y
esta unión a la línea a.
10- X3 del segundo transformador con X1 del tercer transformador
y esta unión a la línea c.
11- Si se va aterrizar se recomienda hacerlo en el aislador X2 del
primer transformador.
VI- MEDICION DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO
VOLTAJES
Primario Secundario
A – B ___________ a – n __________
B – C ___________ b – n __________
A – C ___________ c – n __________
a – b __________
b – c __________
a – c __________
CORRIENTES
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
C ___________ c __________
n __________
VIII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
1- Cómo se encuentra la regulación de voltaje
2- El diagrama fasorial del transformador se puede obtener a
partir de la siguiente ecuación
3- La corriente total de vacío en el núcleo se llama corriente de
excitación y es la suma de
4- La potencia máxima del banco en delta abierta esta dada por
5- Elabora el diseño estrella-delta con desplazamiento angular de
doscientos diez grados.
LABORATORIO XI
CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN
ESTRELLA ABIERTA-DELTA ABIERTA CON DESPLAZAMIENTO
ANGULAR DE TREINTA GRADOS.
I- OBJETIVOS
1- Conectar dos transformadores en estrella abierta-delta
abierta para dar continuidad del servicio.
2- Medir las cargas a servir tomando los voltajes y corrientes
de línea.
II- FUNDAMENTO TEORICO
Una sub-estación trifásica con dos unidades en estrella abierta
por el lado primario y delta abierta por el lado secundario se
hace necesario para poder balancear las cargas, la conexión a
tierra por el lado primario y secundario.
Este tipo de conexión es utilizada en casos de emergencia,
cuando por alguna falla en un banco de tres transformadores, la
sub-estación puede seguir operando a potencia reducida con
dos transformadores.
Este tipo de conexión presenta la desventaja ya que por el
neutro circula la mayor intensidad de la plena carga; aun
cuando las cargas se encuentren equilibradas.
Este tipo de sub-estación es sugerida cuando predominan las
cargas monofásicas y un porcentaje pequeño de cargas
trifásicas.
III- PRECAUCION
En este tipo de conexión es necesario monitorear la sub-
estación tanto por el lado primario como por el secundario
cuando se piensa alimentar cargas trifásicas grandes, porque
podrán dañar alguna unidad o quemar algún dispositivo de
protección.
No es recomendable para suministrar cargas trifásicas a
motores, dado que por el neutro circula la mayor intensad de la
carga.
IV- DESARROLLO
1- Por el lado de alta tensión se conecta la estrella abierta.
2- H1 del primer transformador con la línea A.
3- H2 del primer transformador y H2 del segundo
transformador al neutro del sistema.
4- H1 del segundo transformador con la línea B.
5- La línea C queda flotante o sin conectar.
6- Por el lado de baja tensión los aisladores van conectados en
triangulo abierto.
7- X3 del primer transformador con X1 del segundo
transformador y esta unión a la línea b.
8- X1 del primer transformador a la línea a.
9- X3 del segundo transformador a la línea c.
10- X2 del primer transformador al neutro del sistema.
V- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásico
Voltaje primario 120/240
2 Transformadores de 100 va de 12/24 Vac
1 voltímetro
b
a
c
B
A
C
N
H
X
1 H2
1X2
X3
Secundario en triángulo
Primario - Y (4 conductores)
24 volt
H
X
1 H2
1
X2
X3
24 volt 24 volt
b
a
c
B
A CN
Desplazamiento angular 30º
n
VI- MEDICION DE VOLTAJES Y CORRIENTES DEL CIRCUITO
Voltajes
Primario Secundario
A – B ___________ a – n __________
B – C ___________ b – n __________
A – C ___________ c – n __________
N ______________ a – b __________
b – c __________
a – c __________
Corrientes
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
C ___________ c __________
n __________
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
1- Demuestre por qué la capacidad del banco es de solamente el
57.7% con respecto a una sub-estación de tres transformadores.
En delta / delta
2- ¿Que son tensiones y corrientes nominales?
3- Encuentre la máxima potencia del transformador uno
4- La potencia máxima del banco es igual a
5- Elabora el diseño de dos transformadores en estrella abierta-
delta abierta con desplazamiento angular de 210 grados.
LABORATORIO XII
CONEXIÓN DE DOS TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN
ESTRELLA ABIERTA – DELTA ABIERTA CON DESPLAZAMIENTO
ANGULAR DE DOSCIENTOS DIEZ GRADOS
I- OBJETIVOS
1. Conectar dos transformadores en estrella abierta – delta
abierta para casos de emergencia.
2. Suministrar servicio trifásico y monofásico en estrella abierta
– delta abierta temporalmente.
II- FUNDAMENTO TEORICO
Una sub-estación trifásica con dos unidades es estrella abierta
por el lado primario y en delta abierta por el secundario.
Este tipo de conexión es utilizada para casos de emergencia
cuando por alguna falla se avería uno de los tres
transformadores de un banco trifásico de tres transformadores
conectados en estrella – delta.
Este sistema presenta una desventaja, dado que por el neutro
circula la intensidad de plena carga; aun cuando las cargas
trifásicas estén equilibradas.
Esta conexión es recomendable cuando predominan más las
cargas monofásicas y son pocas las cargas trifásicas.
III- PRECAUCION
Conectar el aislador X2 al neutro del sistema en caso de
producirse corrientes elevadas.
Debe revisarse el circuito antes de energetizar la sub-estación,
con la autorización del instructor o profesor.
IV- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifasico
Voltaje primario de 120/240
2 transformadores de 100 Va de de 12 y 24 Vac
1 voltímetro
1 amperímetro
V- DESARROLLO
1. Por el lado de alta tensión se conectará H1 del primer
transformador con la línea A.
2. H2 del primer transformador conectado al neutro del
sistema.
3. H1 del segundo transformador conectado a la línea B.
4. H2 del segundo transformador al neutro del sistema.
5. La línea C del primario queda sin conectar, por donde la
estrella queda abierta.
6. Por el lado de baja tensión la conexión será en delta abierta.
7. X3 del primer transformador conectado a la línea a.
8. X1 del primer transformador con X3 del segundo
transformador y esta unión conectado a la línea b.
9. Si es necesario se puede aterrizar el aislador X2 del primer
transformador.
b
a
c
B
A
C
H
X
1 H2
1X2
X3
Primario - Y (4 conductores)
Desplazamiento angular 210º
N
H
X
1 H2
1
X2
X3
B
A CN
b
a
c
24 volt
24 volt
24 volt
VI- MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE
Voltajes
Primario Secundario
A – B ___________ a – b __________
A – N ___________ b – c __________
B – N ___________ a – c __________
Corrientes
Primario Secundario
A ___________ a __________
B ___________ b __________
N ___________ c __________
n __________
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
Secundario en triángulo
1. Por que se dice en estrella delta desplazamiento de treinta
grados.
____________________________________________________
2. Demuestre matemáticamente por qué se da el
desplazamiento angular de doscientos diez grados en
estrella abierta – delta abierta.
____________________________________________________
3. Calcule la potencia real del banco de transformadores
____________________________________________________
4. Cuándo decimos que el factor de potencia es igual a uno.
____________________________________________________
5. Elabore el diseño de un banco estrella abierta – delta abierta
con desplazamiento angular de 30 grados.
____________________________________________________
LABORATORIO XIII
PUESTA A TIERRA DEL CIRCUITO Y DEL EQUIPO.
I- OBJETIVOS
Comprender la importancia de la puesta a tierra del circuito.
Explicar la forma correcta de conectar el equipo a tierra.
II- FUNDAMENTO TEORICO
La puesta a tierra de un sistema depende de la forma en que se
conecta a tierra la fuente de alimentación, es decir si hay una
conexión a tierra de la central eléctrica o es una conexión a
tierra de un sistema derivado separadamente.
Las razones por las cuales deben conectarse a tierra los
sistemas y circuitos son limitar el voltaje provocado por:
Descargas atmosferitas, sobrevoltaje en la línea, fallas en el
sistema o para estabilizar el voltaje durante operaciones
normales.
En general, la puesta a tierra de circuitos y equipos, persigue
brindar seguridad tanto al equipo como al usuario.
III- PRECAUCION
Identificar correctamente los puntos de conexión a tierra.
IV- MATERIAL Y EQUIPO
Módulo de sub-estación trifásica.
Voltaje primario 120/240 Vac
Transformador de 100 V a 12/24 V
Voltímetro
Amperímetro
V- DESARROLLO
Trabajando en el transformador 1
Conectar por el lado de alta H1 a la fase “A” y H2 a la
fase “B”
Por el lado de baja tensión hacer el puente en los bornes
de X2
De este puente, llevar una extensión al borne N (neutro) y
otra al tornillo de tierra, marcado con el símbolo (tierra
del equipo).
VII- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
Esquema Mediciones
Medir Voltaje
X1 , N _______________V
X3 , N _______________ V
X1 , ________________V
X3 , ________________V
N , _________________V
H1H2
X2
X1X3
1. Porqué es importante la puesta a tierra del circuito __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Escriba la función del conductor de puesta a tierra __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Que riesgos presentan los sistemas y equipos sin conexión __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Cual es la función de la conexión a tierra de los circuitos electrónicos __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Escribir la diferencia entre conductores de neutro y tierra del sistema __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES
El diseño y construcción de las subestaciones eléctricas trifásicas
tiene que enmarcarse dentro de normas preestablecidas por la
principal institución contralor que es el que proporciona los
requerimientos básicos para sui operación y ejecución, en este caso
es la SIGET.
Es importante mencionar que toda sub-estación eléctrica debe
especificarse por el número de fases, por la función que desempeñan,
por su construcción, por el tipo de montaje, los equipos y dispositivos
fundamentales, la carga a servir.
Todos estos aspectos tienen que estar bien definidos, para que el
usuario pueda indagarse por si mismo de los elementos que integran
y estar consciente del servicio y utilidad que presta como también de
su costo.