UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE PROCESOS Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA CURSO: LAB. MAQUINAS ELÉTRICA GUIA DE LABORATÓRIO N: 08 TRANSFORMADOR MONOFASICO EN CONEXIÓN TRIFASICA 1.- OBJETIVO: Familiarizarse con bancos trifásicos de transformadores monofásicos; determinación experimental del circuito equivalente del banco trifásico de transformadores monofásicos y comprobación comprobación de sus parámetros nominales y características de operación.
2.- FUNDAMENTO TEÓRICO: Casi todos los sistemas importantes de generación y distribución de potencia del mundo son, hoy en día, sistemas de corriente que alterna trifásicos. Puestos que los sistemas clásicos desempeñan un papel tan importante en la vida moderna, es necesario entender la forma como se utilizan estos transformadores. Los transformadores para circuitos y clásicos pueden construirse de dos maneras. Una de ellas es, sencillamente, tomando tres transformadores monofásico y conectando los en grupo trifásico. Otra alternativa es haciendo un transformador clásico que consiste en tres juegos de devanados enrollados sobre un núcleo común. La construcción de un transformador trifásico sencillo, es la práctica preferida hoy en día, puesto que es más liviano, más pequeño, más barato ligeramente más eficiente. En tiempos pasados, la forma de construcción preferida fue el uso de tres transformadores independientes. Esta tenía la ventaja edificada unidad del grupo podría reemplazarse individualmente en caso de una avería, pero esta ventaja no alcanza sobrepasar las de la unidad y clásica combinada para la mayor parte de aplicaciones. Sin embargo, todavía hay una gran cantidad de instalaciones de tres unidades monofásico en servicio. La clave para analizar analizar cualquier banco banco de transformadores trifásicos trifásicos (compuesto o no de transformadores monofásicos) es estudiar sólo alguno de ellos. Cualquier transformador único en el banco se comporta exactamente como transformador monofásico ya estudiado.
3.- ELEMENTOS A UTILIZAR:
03 trafos monofásicos de 500VA, 220/100V. 02 Multímetro Multímetr o digital 02 voltímetros 01 amperímetro de 5A. 01 pinza amperimetrica. amperimetr ica. 01 Vatímetro monofásico Conductores eléctricos varios 01 variac (autotransformador) (autotransformador) monofásico
4.- ACTIVIDADES 1
a) Colocar los transformadores monofásicos en paralelo, en el lado primario se obtendrán entonces 6 entradas, y en el lado secundario 6 salidas, conectar estas salidas según el circuito siguiente, registrar las tensiones de línea y de fase de los datos AT y BT.
b) Realizamos la prueba de Medición de las resistencias con el puente de wheastone, medir las resistencias ohmicas de los devanados de AT y BT.
Lado primario Lado secundario
Multimetro Puente Multimetro Puente
T1 R(ohmios)
T2 R(ohmios)
T3 R(ohmios)
2.7 1630(mΩ) 2.8 769(mΩ)
2.8 1664.5(mΩ) 1.3 624.2(mΩ)
2.7 1645.5(mΩ) 1.7 761.6(mΩ)
c) Realizar la conexión delta/delta y registrar las tensiones de entrada y salida, del banco trifásico:
En el laboratorio realizado se implemento la conexión ESTRELLA / DELTA
d) Retirar uno de los transformadores monofásico y registrar los valores de tensión en la entrada y salida (conexión delta abierta), verificar la operación conectando un motor trifásico como la carga del banco, registrando en estas condiciones las tensiones de línea y las corrientes de línea.
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Datos obtenidos en el ensayo Tabla VAB(V) 221
VAC(v) 221
VBC(v) 222
VAN(v) 130
VBN(v) 131
VCN(v) 131
Ia(mA) 89.9
Ib(mA) 82.7
Ic(mA) 101.0
Tabla I circulante
43.5 mA
Tabla VAB(V) 221
VAC(v) 221
VBC(v) 222
5.- CUESTIONARIO: 1. Dibujar las conexiones de los bancos armados.
La grafica mostrada en la figura es la conexión TRIANGULO / ESTRELLA que para nuestro caso será el mismo solo de manera cambiada. Este es el esquema de la conexión ESTRELLA / TRIANGULO
Ia
I A
IC
N1
N1 N
Iba
Iac N2
N2 N2
N1
IB
Icb IC IB
3
2. Dibujar el diagrama fasorial ensayado.
del banco de transformadores monofásico
VNB
VCN
VNB
Vab
600
300 Vca
V AN
Vbc
VBN
Tomamos como referencia la tensión de fase de la conexión en estrella. IC
Iba
I A
Iac
Ia
300 Ica Icb
IB
Diagrama de las corrientes en los bobinados.
3. Graficar conexión delta abierta, siguiendo las instrucciones Ensayo de vacío: registrar las tensiones de entrada y salida el circuito ensamblado comentar los resultados. Va
-
+ -
A N2
+ N1
Fase eliminada
N1 B
a N2 Vb
Vc -
+
C
b
c
Ensayo de carga: explicar el funcionamiento del motor y las restricciones del banco de transformadores que aplica esta conexión. La carga conecta con una carga inductiva (motor de ½ HP) Se observo que las corrientes son grandes tanto a la entrada y salida
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3I 0 o
ICA
I AB N1
N2 I 30o + o + V 30 N2 I 90 o
N1
V 90o
N2
V 150
o
-
N1
I 150 o
IBC
3I120o 3I 120o
c a r g a r e s i s t i v a
Voltajes y corrientes en un grupo de transformadores -
3I 0 o N2 I 60 + o + V 30 N2 o
ICA N1
V 150
o
-
N1
I 12 0o
IBC
3I120o 3I 120o
c a r g a r e s i s t i v a
Voltajes y corrientes en un grupo de transformadores - abierto. La figura 8.2a muestra un grupo de transformadores en funcionamiento normal, conectado a una carga resistiva. Si el voltaje nominal de un transformador en el grupo es V y la corriente nominal es I , entonces la potencia máxima que puede suministrarse a la carga es:
P 3 VICos El ángulo entre el voltaje V y la corriente I en cada fase es de 0o, de manera que la potencia total suministrada por el transformador es:
P 3VI Cos P 3VI
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4. Indique las ventajas y desventajas de los bancos trifásicos respecto a los transformadores trifásicos. Ventajas. Los transformadores trifásicos ofrecen las siguientes ventajas sobre los grupos monofásicos:
Ocupan menos espacio. Son más livianas. Son más económicas. Hay solamente una unidad por conectar y proteger.
Desventajas. Los transformadores trifásicos tienen las siguientes desventajas respecto al banco de transformadores monofásicos. Tienen mayor peso por unidad. Cualquier falla inutiliza toda la transformación trifásica. Una máquina trifásica puede generar hasta un 95.5% de una máquina ideal con infinito número de fases. Potencia trifásica puede ser transmitida a largas distancias con un calibre de conductor pequeño.
5. ¿Qué ocurre cuando la secuencia de fase del sistema que alimenta el banco trifásico cambia?. Explique. Para la forma de alimentación positiva o negativa el desfase que existe entre el primario y el secundario siempre es de 30°
6.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Los bancos de transformadores monofásicos son utilizados en sistemas eléctricos trifásicos como sustitución de un transformador trifásico.
el banco de transformadores monofásicos también sirve para poder cambiar el número de fases del sistema, es decir, un sistema trifásico lo podemos convertir en un sistema bifásico, de 6 fases, de doce fases, etc.
la relación de las tensiones de entrada y de salida no solamente dependerá de la relación de vueltas (espiras) de las bobinas primarias y secundarias, sino que también dependerá de cómo estén conectadas las bobinas primarias y las bobinas secundarias.
En el ensayo realizado se llevo a cobo el armado del sistema ESTRELLA / TRIANGULO.
Otra alternativa para considerar la potencia indicada de la conexión delta – abierta es que el 86,7% de la potencia nominal de los dos transformadores restantes se puede usar.
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Las conexiones delta – abierta se usan ocasionalmente cuando se desea suministrar una cantidad pequeña de potencia trifásica, adicional a una carga principal monofásica.
7.- BIBLIOGRAFIA
Maquinas Eléctricas ……………………………………………………………Jesus Fraile Mora Maquinas Eléctricas I …………………………………………………………………….. UNI Maquinas Eléctricas 1 UNSA
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