Teoria de Transformadores.pdf

Aspectos Constructivos de Transformadores

1. TRANSFORMADORES FEDERICO MILANO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE CASTILLA - LA MANCHA CAMPUS UNIVERSITARIO S/N E-13071 CIUDAD REAL ESPAÑA CURSO 2007/08

2. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
2
CONTENIDOS 1. INTRODUCCIÓN 2. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS 3. FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO REAL 4. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS EN RÉGIMEN EQUILIBRADO 5. TRANSFORMADORES EN PARALELO 6. AUTOTRANSFORMADOR 7. TRANSFORMADORES CON TOMAS 8. TRANSFORMADORES DE MEDIDA (TENSIÓN, INTENSIDAD)

3. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
3
INTRODUCCIÓN

4. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
4
INTRODUCCIÓN

5. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
5
INTRODUCCIÓN

6. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
6
INTRODUCCIÓN

7. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
7
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS A) NÚCLEO • CHAPAS DE ACERO AL SILICIO • LAMINADAS EN FRÍO (GRANO ORIENTADO) • CAPA AISLANTE (0,01 mm) “CARLITE” • COLUMNAS, CULATAS, VENTANAS DEL NÚCLEO, JUNTAS • SEGÚN LA POSICIÓN RELATIVA NÚCLEO - DEVANADO − ACORAZADAS (NÚCLEO “ABRAZA” DEVANADO) − DE COLUMNAS (DEVANADO “ABRAZA” NÚCLEO)

8. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
8
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
• SECCIÓN TRANSVERSAL − PEQUEÑA POTENCIA: SECCIÓN CUADRADA − GRAN POTENCIA: POLÍGONO ESCALONADO (CRUCIFORME) • CANALES DE VENTILACIÓN

9. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
9
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS • FIJACIÓN MECÁNICA DE CHAPA (VIBRACIONES) B) DEVANADOS • HILOS DE COBRE (BARNIZ) • PLETINA DE COBRE (FIBRA DE ALGODÓN O CINTA DE PAPEL) • SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE LOS ARROLLAMIENTOS: − CONCÉNTRICOS − ALTERNADOS (DISMINUCIÓN FLUJO DISPERSO)

10. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
10
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

A.T. B.T.
B.T.

A.T.

B.T.

A.T.

B.T.
C) SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN • PÉRDIDAS ⇒ CALOR ⇒ ↑ TEMPERATURA MÁQUINA • PEQUEÑAS POTENCIAS: TRANSFORMADORES EN SECO

11. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
11
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS • POTENCIAS ELEVADAS: ∗ TRANSFORMADORES EN BAÑO DE ACEITE − MAYOR CONDUCTIVIDAD TÉRMICA QUE EL AIRE − MAYOR RIGIDEZ DIELÉCTRICA QUE EL AIRE − ENVEJECIMIENTO • INHIBIDORES • DEPÓSITO DE EXPANSIÓN (≈ 8%) − ACEITE MINERAL: INFLAMABLE Y VAPORES MEZCLAS EXPLOSIVAS

12. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
12
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS − ACEITE SINTÉTICO (“ASKAREL”) ⇒ IMPACTO ECOLÓGICO − ACEITES DE SILICONA ∗ ALETAS, VENTILADORES, INTERCAMBIADORES DE CALOR (MVA) D) AISLADORES PASANTES Y OTROS ELEMENTOS • PASATAPAS

13. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
13
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS • RELÉ DE BUCHHOLTZ (GAS) − SOBRECARGAS, FALLOS DE AISLAMIENTO, ETC. − CALENTAMIENTO ANÓMALO ⇒ VAPOR DE ACEITE − SISTEMA DE DOS FLOTADORES: ALARMA Y DESCONEXIÓN

14. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
14
PRINCIPALES ASPECTOS CONSTRUCTIVOS E) PLACA DE CARACTERÍSTICAS DEL TRANSFORMADOR • POTENCIA NOMINAL • TENSIONES NOMINALES • FRECUENCIA • IMPEDANCIA EQUIVALENTE (%)

15. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
15
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL

!
"
!
#
$
%&%=%
%+%=%
2d2
1d1
HORARIO
SENTIDO

dt
d
N
dt
d
N
dt
d
Ne
1d
11
1
11
!
+
!
=
!
=

16. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
16
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL
dt
d
N
dt
d
N
dt
d
Ne
2d
22
2
22
!
"
!
=
!
=

dt
d
N
dt
d
NiReiRv
1d
11111111
!
+
!
+=+=

dt
d
N
dt
d
NviRe
2d
222222
!
"
!
=+=
SI SE DEFINEN LAS INDUCTANCIAS DE DISPERSIÓN:
1
1d
11d
di
d
NL
!
=
X1 = Ld1ω
2
2d
22d
di
d
NL
!
=
X2 = Ld2ω

17. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
17
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL
v1 = e1 + R1i1 +
dt
di
L
1
1d

dt
d
Ne
11
!
=
e2 = v2 + R2i2 +
dt
di
L
2
2d

dt
d
Ne
22
!
=

!
"
!
#
$
%=
%=
m22
m11
fN44,4E
fN44,4E
⇒
m
N
N
E
E
2
1
2
1
==

18. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
18
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL V1 = E1 + R1I1 + jX1I1 E2 = V2 + R2I2 + jX2I2 CAÍDA TENSIÓN TRAFO INDUSTRIAL A PLENA CARGA: 1 - 10% UNOM
!
"
!
#
$
%
%
22
11
EV
EV
⇒
m
V
V
2
1
!
(APROXIMADAMENTE)

19. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
19
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL INTERRUPTOR S ABIERTO V1 = E1 + R1I0+ jX1I0 E2 = V2 I0: CORRIENTE DEL PRIMARIO EN VACÍO I0: 0.6 – 8 % I1 NOMINAL ⇒
!
"
!
#
$
=
=
22
11
EV
EV
⇒
m
V
V
2
1
=

20. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
20
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR REAL INTERRUPTOR S CERRADO (EN CARGA) V1 EN VACÍO = V1 EN CARGA COMO
11
EV!
, Φm EN VACÍO ≈ Φm EN CARGA F.M.M. EN VACÍO ≈ F.M.M. EN CARGA N1 I0 = N1 I1 – N2 I2
m
I
II
N
N
II
2
02
1
2
01
+=+=

21. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
21
CIRCUITO EQUIVALENTE REDUCCIÓN AL PRIMARIO: VALORES INSTANTÁNEOS: N1i1 – N2i2 = ℜφ RÉGIMEN SENOIDAL: N1I1 – N2I2 = ℜφef
( )
2
1
21111
N
N
EI jXRV ++=

( )
2
1
22
2
1
2
2
1
221111
N
N
IjX
N
N
V
N
N
IRI jXRV ++++=

1
ef
2
1
2
1
N
I
N
N
I
!
"=#

22. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
22
CIRCUITO EQUIVALENTE
PRIMARIO LREFERIDA A I'II
N
N
222
1
2
!=

EXCITACIÓN DE O VACÍODE CORRIENTEI
N
0
1
ef
!=
"
#
POR LO TANTO:
( )( )
2
1
2
2
1
2221111
N
N
V
N
N
I jXRI jXRV ++++=

( )( )
2
1
2
1
2
22
2
2
1
221111
N
N
V
N
N
I
N
N
jXRI jXRV ++++=

23. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
23
CIRCUITO EQUIVALENTE
( )( )
22221111 'V'I 'jX'RI jXRV ++++=

PRIMARIO LREFERIDA A V'VV
N
N
222
2
1
!=

PRIMARIO LREFERIDA A R'RR
N
N
222
2
2
1
!=
"
"
#
$
%
%
&
'

PRIMARIO LREFERIDA A X'XX
N
N
222
2
2
1
!=
"
"
#
$
%
%
&
'

24. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
24
CIRCUITO EQUIVALENTE TRANSFORMADOR REAL ⇒ PÉRDIDAS MAGNÉTICAS ⇒ RFE
!
"
!
#
$
%µ
%
IÓNMAGNETIZAC DE CORRIENTEI
HIERRO EL EN PÉRDIDASI
I
FE
0

X1R1
I1
+
V1
–
+
V’2
–
RFE
X’2 R’2
I’2
Xµ
I0
IFE Iµ

25. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
25
CIRCUITO EQUIVALENTE EN LA PRÁCTICA, DEBIDO A QUE I0 <<< I1, I’2 SE SUELE TRABAJAR CON UN CIRCUITO APROXIMADO
X1R1
I1
+
V1
–
+
V’2
–
RFE
X’2 R’2
I’2
Xµ
I0
IFE Iµ

XccRcc
I1
+
V1
–
+
V’2
–
RFE
I’2
Xµ
I0
IFE Iµ
Rcc = R1 + R’2 ≡ RESISTENCIA DE CORTOCIRCUITO Xcc = X1 + X’2 ≡ REACTANCIA DE CORTOCIRCUITO

26. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
26
ENSAYO DE VACÍO: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
i2
=
0
P0
V20V10
I0
~
TRANSFORMADOR
MEDIDAS: V10, V20, P0, I0
Xµ
IµIFE
RFE
I0
+
V10
–

!
0
IFE
Iµ
I0
"
V10
=
E10

27. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
27
ENSAYO DE VACÍO: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
FE
FE
2
10
0
R
R
V
P !=

FE
10
FE
R
V
I=

2
FE
2
0
III !=
µ

µ
µ
=
I
V
X
10

010
0
0
IV
P
Cos=!

20
10
V
V
m=

28. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
28
ENSAYO DE CORTOCIRCUITO
Pcc
V1cc
I1cc
TENSIÓN VARIABLE
DE C.A.
TRANSFORMADOR
CORTOCIRCUITO
MEDIDAS: V1cc, Pcc, I1cc
XccRcc
+
V1cc
–
I1cc

I1cc
XccI1cc
RccI1cc
V1cc
=
ZccI1cc
!
cc

29. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
29
ENSAYO DE CORTOCIRCUITO
cc
2
cc1cccc RIRP !=

cc1
cc1
cc
I
V
Z=

2
cc
2
cccc
RZX !=

cc1cc1
cc
cc
IV
P
Cos =!

21cc
'RRR +=

21cc
'XXX +=

30. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
30
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO EN CARGA I2 ≠ 0 ÍNDICE DE CARGA ≡
N1
1
N2
2
N2
2
I
I
'I
'I
I
I
C !==
C = 1 ⇒ PLENA CARGA C > 1 ⇒ SOBRECALENTAMIENTO (ADMITIDO NORMA UNE POCO TIEMPO) MAGNITUDES DE INTERÉS: • CAÍDA DE TENSIÓN • RENDIMIENTO

31. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
31
CAÍDA DE TENSIÓN CAÍDA DE TENSIÓN INTERNA ≡ ΔV2 = |V20| – |V2| CAÍDA DE TENSIÓN RELATIVA O REGULACIÓN ≡
% 100
V
VV
20
220
c
!
"
=#
REFERIDA AL PRIMARIO:
% 100
V
'VV
N1
2N1
c
!
"
=#
EN CARGA:
% 100
V
'VV
1
21
c
!
"
=#

32. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
32
CAÍDA DE TENSIÓN. APROXIMACIÓN DE KAPP CIRCUITO EQUIVALENTE APROXIMADO. FACTOR DE POTENCIA INDUCTIVO
XccRcc
+
V1N
–
+
V’2
–
I’2
Z’L


M
Q !2
!2
!2 V’2
V1N
S
T
N
P
RccI’2
XccI’2
O R
I’2
V1N = V’2 + (Rcc + jXcc)I’2 |V1N| – |V'2|= |OS| – |OP| = |PS| |V1N| – |V'2| = |PS| ≈ |PR|

33. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
33
CAÍDA DE TENSIÓN. APROXIMACIÓN DE KAPP |PR| = |PQ| + |QR| = |PQ| + |MN| |PR| = Rcc·I’2·Cos(ϕ2) + Xcc·I’2·Sen(ϕ2) |V1N| – |V'2| = Rcc·I’2·Cos(ϕ2) + Xcc·I’2·Sen(ϕ2) |V1N| – |V'2| = C·Rcc·I’2N·Cos(ϕ2) + C·Xcc·I’2N·Sen(ϕ2) APROXIMACIÓN DE KAPP: εc = C·ε Rcc Cos(ϕ2) + C·ε Xcc·Sen(ϕ2)

34. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
34
CAÍDA DE TENSIÓN
100
V
IZ
N1
N1cc
cc
!="

100
V
'IR
100
V
IR
N1
N2cc
N1
N1cc
Rcc
!"!=#

100
V
'IX
100
V
IX
N1
N2cc
N1
N1cc
Xcc
!"!=#
EFECTO FERRANTI: CON F.D.P. CAPACITIVO ⇒ εc PUEDE SER NEGATIVA εc = C·ε Rcc Cos(ϕ2) – C·ε Xcc·Sen(ϕ2)

35. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
35
PÉRDIDAS Y RENDIMIENTO PÉRDIDAS 1) HIERRO: PFE = P0 2) COBRE: PCU =
2
2
'I
Rcc = C2
2
N2
'I
Rcc = C2Pcc RENDIMIENTO ≡ η
PERD2
PERD
1
PERD
1
2
PP
P
1
P
P
1
P
P
+
!=!=="

cc
2
02
cc
2
0
PCPP
PCP
1
++
+
!="

36. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
36
PÉRDIDAS Y RENDIMIENTO POTENCIA DEL SECUNDARIO ( ≡ P2) P2 = V2I2Cos(ϕ2) = CV2I2NCos(ϕ2) POR LO TANTO:
cc
2
02N22
2N22
cc
2
02N22
cc
2
0
PCP)(CosICV
)(CosICV
PCP)(CosICV
PCP
1
++!
!
=
++!
+
"=#
RENDIMIENTO MÁXIMO: P0 =
cc
2
OPT
PC

cc
0
OPT
P
P
C=

37. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
37
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS BANCOS TRIFÁSICOS
iA ia
iB ib
iC ic
A
B
C
a
b
c
!
A
!
B
!
C

38. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
38
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CONDICIONES EQUILIBRADAS: • LAS TRES MÁQUINAS IDÉNTICAS • TRABAJANDO EN IDÉNTICAS CONDICIONES • DESFASE ENTRE MAGNITUDES DE 120º

39. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
39
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS PROPIEDADES EN RÉGIMEN EQUILIBRADO: 1) TRAFOS TRIFÁSICOS ⇒ UNIÓN DE 3 MÁQUINAS 2) φA + φB + φC = 0 ⇒ AHORRO DE MATERIAL TRANSFORMADOR DE 3 COLUMNAS (CORE - TYPE) FASES LATERALES (a, c) MAYOR LONGITUD FASE CENTRAL (b) DESEQUILIBRIOS INTENSIDADES MAGNETIZANTES POCA IMPORTANCIA ⇒ FORMA CONSTRUCTIVA MUY EXTENDIDA

40. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
40
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS OTRAS FORMAS CONSTRUCTIVAS: 1) TRANSFORMADORES DE 5 COLUMNAS • ARROLLAMIENTOS EN LAS COLUMNAS CENTRALES • EL FLUJO SE CIERRA POR LAS LATERALES ⇒ MENOR SECCIÓN CULATA (MENOR ALTURA TOTAL) 2) TRANSFORMADORES ACORAZADOS (SHELL - TYPE)

41. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
41
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE CIRCUITO MAGNÉTICO A) FLUJOS LIBRES HAY MALLAS DONDE SÓLO ACTÚA ℑ DE UNA FASE B) FLUJOS LIGADOS EN CADA MALLA ACTÚAN ℑ DE VARIAS FASES BANCO TRIFÁSICO TRES COLUMNAS CINCO COLUMNAS ACORAZADOS

42. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
42
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS COMPARACIÓN BANCOS TRIFÁSICOS VS. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS • COMPORTAMIENTO ELÉCTRICO IDÉNTICO • TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS: ∗ MENOR PESO ∗ MENORES PÉRDIDAS ∗ MENOR VOLUMEN DE MÁQUINA Y PARQUE ∗ AVERÍA: OTRO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO

43. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
43
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS • BANCOS TRIFÁSICOS: ∗ AVERÍA: RESERVA DEL 33% ∗ MEJORES CONDICIONES DE TRANSPORTE • UTILIZACIÓN TÍPICA: TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS SALVO CENTROS DE TRANSFORMACIÓN DE GRANDES POTENCIAS

44. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
44
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS MAGNITUDES NOMINALES Y PARÁMETROS POTENCIA NOMINAL, SN (kVA), TRIFÁSICA TENSIÓN NOMINAL PRIMARIA (VN1) (TENSIÓN COMPUESTA) TENSIÓN NOMINAL SECUNDARIA (VN2) (TENSIÓN COMPUESTA) INTENSIDAD NOMINAL:
N
N
N
U3
S
I
!
=

45. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
45
TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN (k) ≠ RELACIÓN NÚMERO DE ESPIRAS GRUPO DE CONEXIÓN RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN (k) Dd, Yy
2
1
N
N
Dy
2
1
N
N
3
1
!
Yd
2
1
N
N
3!
Dz
2
1
N
N
3
2
!
Yz
2
1
N
N
3
2
!

46. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
46
ÍNDICE HORARIO DISTINTOS TIPOS DE CONEXIÓN ORIGINAN DIFERENCIAS DE FASE ENTRE TENSIONES COMPUESTAS DE PRIMARIO Y SECUNDARIO ÍNDICE HORARIO ≡ RETRASO DEL LADO DE MENOR TENSIÓN (R’) RESPECTO AL DE TENSIÓN MÁS ELEVADA (R) MEDIDO EN MÚLTIPLOS DE 30º AGUJA GRANDE (ALTA TENSIÓN) ⇔ 12 AGUJA PEQUEÑA (BAJA TENSIÓN) ⇔ HORA CORRESPONDIENTE
YNd1
R
R’

YNd11
R
R’

YNyn0
R
R’

47. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
47
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA
+
–
V
U
r
+
–
V
'U
r
+
–
W
U
r
+
–
W
'U
r
+
–
U
U
r
+
–
U
'U
r
R R’
S S’
T T’
N N’

48. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
48
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA
N N’
V
U
r
W
U
r
U
U
r
W
'U
r
V
'U
r
U
'U
r
R
S
T
R’
S’
T’
HIPÓTESIS: SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA
U
r
u = U∠0
U
r
v = U∠-120
U
r
w = U∠120
U
r
’u = U’∠0
U
r
’v = U’∠-120
U
r
’w = U’∠120

49. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
49
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA TRANSFORMADOR IDEAL:
'N
N
'U
U
=

VuRS
UUU
rrr
!=

VuRS
'U'U'U
rrr
!=

( )
( )
0
'N
N
0
'U
U
120101'U
120101U
'U
U
RS
RS
!=!=
"!"!
"!"!
=r
r

50. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
50
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA DESFASE 0º ⇒ CONEXIÓN YNyn0

RU
UU
rr
=
RU
UU
rr
=

RU
'U'U
rr
=

SV
'U'U
rr
=

TW
'U'U
rr
=

TW
UU
rr
=

SV
UU
rr
=

51. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
51
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO
+
–
V
U
r
+
–
V
'U
r
+
–
W
U
r
+
–
W
'U
r
+
–
U
U
r
+
–
U
'U
r
R R’
S S’
T T’
N

52. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
52
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO
N
V
U
r
W
U
r
U
U
r
W
'U
r
V
'U
r
U
'U
r
R
S
T
R’
S’
T’
HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA

53. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
53
ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO
VURS
UUU
rrr
!=

VRS
'U'U
rr
!=

( )
( )
30
'N
N
3
60'U
30U3
1801201'U
120101U
'U
U
RS
RS
!"=
"
"
=
+!"
!"!"
=r
r

CONEXIÓN YNd11
RU
UU
rr
=
RTU
'U'U
rr
=
SRV
'U'U
rr
=
TSW
'U'U
rr
=
TW
UU
rr
=
SV
UU
rr
=
T
'U
r R
'U
r
S
'U
r
30º
N

54. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
54
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO
N
V
U
r
W
U
r
U
U
r
W
'U
r
V
'U
r
U
'U
r
R
S
T
R’
S’
T’
HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA

55. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
55
ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN ESTRELLA-TRIÁNGULO
VURS
UUU
rrr
!=

URS
'U'U
rr
=

( )
30
'N
N
3
0'U
30U3
0'U
120101U
'U
U
RS
RS
!=
!
!
=
!
"!"!
=r
r

CONEXIÓN YNd1
RU
UU
rr
=
RSU
'U'U
rr
=
STV
'U'U
rr
=
TRW
'U'U
rr
=
TW
UU
rr
=
SV
UU
rr
=
R
'U
r
T
'U
r
S
'U
r
30º
N

56. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
56
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-ESTRELLA
R
S
T
T’
S’
R’
V
'U
r
W
'U
r
U
'U
r
W
U
r
V
U
r
U
U
r
N’
HIPÓTESIS: TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO, SECUENCIA DIRECTA

57. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
57
ÍNDICE HORARIO. CONEXIÓN TRIÁNGULO-ESTRELLA
URS
UU
rr
=

VURS
'U'U'U
rrr
!=

( )
30
'N3
N
30'U3
0U
120101'U
0U
'U
U
RS
RS
!"=
"
"
=
!"!"
"
=r
r

CONEXIÓN Dyn11
RSU
UU
rr
=
RU
'U'U
rr
=
SV
'U'U
rr
=
TW
'U'U
rr
=
TRW
UU
rr
=
STV
UU
rr
=
R
U
r
T
U
r
S
U
r
30ºN’

58. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
58
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO
R
S
T
T’
S’
R’
W
'U
r
W
U
r
V
'U
r
V
U
r
U
'U
r
U
U
r
HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO

59. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
59
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO
URS
UU
rr
=

URS
'U'U
rr
=

0
'N
N
0'U
0U
'U
U
RS
RS
!=
!
!
=r
r

CONEXIÓN Dd0
RSUUU
rr
=
TRW
UU
rr
=STV
UU
rr
=
RS
T
RSU'U'U
rr
=
TRW
'U'U
rr
=
STV
'U'U
rr
=
R’S’
T’

60. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
60
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO
R
S
T
T’
S’
R’
W
'U
r
W
U
r
V
'U
r
V
U
r
U
'U
r
U
U
r
HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO

61. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
61
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO
URS
UU
rr
=

VRS
'U'U
rr
!=

60
'N
N
120180'U
0U
'U
U
RS
RS
!"=
!"
"
=r
r

CONEXIÓN Dd10
RSUUU
rr
=
TRW
UU
rr
=STV
UU
rr
=
RS
T
RTU
'U'U
rr
=
TSW
'U'U
rr
=
SRV
'U'U
rr
=
R’
S’
T’
30º
30º

62. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
62
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG
R’
S’
T’
N
V
U
r
W
U
r
U
U
r
R
S
T
N’

2
'U
V
r

2
'U
W
r

2
'U
U
r

2
'U
V
r

2
'U
W
r

2
'U
U
r
HIPÓTESIS: SECUENCIA DIRECTA, TRANSFORMADOR IDEAL, SISTEMA EQUILIBRADO

63. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
63
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG
VURS
UUU
rrr
!=

V
VWVU
RS
'U
2
3
2
'U
2
'U
2
'U
2
'U
'U
r
rrrr
r
=+!+
!
=

( )
150
'N
N
3
2
120'U
2
3
30U3
120'U
2
3
120101U
'U
U
RS
RS
!=
"!
!
=
"!
"!"!
=r
r
CONEXIÓN YNzn5

64. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
64
ÍNDICE HORARIO CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG
RU
UU
rr
=
2
'U
U
r
TW
UU
rr
=
SV
UU
rr
=
T
'U
r
R
'U
r
S
'U
r
150º
N
2
'U
V
r
2
'U
W
r
2
'U
V
r
!
2
'U
U
r
!
2
'U
W
r
!

65. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
65
ESQUEMA EQUIVALENTE ESQUEMA EQUIVALENTE POR FASE REFERIDO A UN LADO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO: ESTRELLA DE IMPEDANCIAS
0
Z
r
1
Z
r
2
'Z
r
0
I
r
1
I
r
2
'I
r
+
–
+
–
1
V
r
2
'V
r

21
'V , V
rr
TENSIONES SIMPLES
0 21
I ,'I ,I
rrr
INTENSIDADES SIMPLES

66. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
66
ENSAYO DE VACÍO CONEXIÓN: • TENSIÓN NOMINAL ⇒ DEVANADO DE MAYOR TENSIÓN • ABIERTO ⇒ DEVANADO DE MENOR TENSIÓN LECTURAS: • POTENCIA TOTAL ABSORBIDA (TRIFÁSICA) ≡ P0 • INTENSIDAD DE FASE ≡ I0A, I0B, I0C POR DESEQUILIBRIO EN EL CIRCUITO MAGNÉTICO:
( )
C0B0A00
III
3
1
I ++=

67. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
67
ENSAYO DE VACÍO: TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
FE
FE
2
102
FEFE0
R
R
V3
IR3P !==

!
"
!
#
$
=%
TRIÁNGULO EN CONEXIÓN V
ESTRELLA EN CONEXIÓN
3
V
VV
LÍNEA
LÍNEA
SIMPLE10

FE
10
FE
R
V
I=
⇒
2
FE
2
0
III !=
µ
⇒
µ
µ
=
I
V
X
10

!
"
!
#
$
=%
TRIÁNGULO EN CONEXIÓN
3
I
ESTRELLA EN CONEXIÓN I
II
LÍNEA
LÍNEA
SIMPLE0

68. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
68
ENSAYO DE CORTOCIRCUITO CONEXIÓN: • INTENSIDADES NOMINALES • TENSIÓN REDUCIDA ⇒ DEVANADO DE MAYOR TENSIÓN • CORTOCIRCUITO ⇒ DEVANADO DE MENOR TENSIÓN LECTURAS: • TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO, Vcc, COMPUESTA • POTENCIA TOTAL ABSORBIDA, Pcc, TRIFÁSICA

69. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
69
ENSAYO DE CORTOCIRCUITO
cc
2
cc1cccc
RIR3P !=

!
"
!
#
$
=%
TRIÁNGULO EN CONEXIÓN
3
I
ESTRELLA EN CONEXIÓN I
II
LÍNEA
LÍNEA
SIMPLEcc

N1
cc1
cc
I
V
Z=
⇒
2
cc
2
cccc
RZX !=

!
"
!
#
$
=%
TRIÁNGULO EN CONEXIÓN V
ESTRELLA EN CONEXIÓN
3
V
VV
LÍNEA
LÍNEA
SIMPLEcc

21cc
'RRR +=

21cc
'XXX +=

70. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
70
CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIVALENTE ESTRELLA-ESTRELLA
R
A
B
C
c
c’
A’C’
B’
Z
r
s
ZLIL
a
a’b'
t
c'
T
S
b

'Z
r
1
Z
r
2
'Z
r
0
I
r
1
I
r
L2
'I'I
rr
=
+
–
+
–
1
V
r
2
'V
r
0
Z
r
L
'Z
r

71. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
71
CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIVALENTE ESTRELLA-TRIÁNGULO
R
A
B
C
c
A’C’
B’
Z
r
s
ZLIL
a
a’
b'
t
c'
T
S
b

'Z
r
1
Z
r
2
'Z
r
0
I
r
1
I
r
ab2
'I'I
rr
=
+
–
+
–
1
V
r
2
'V
r
0
Z
r
L
'Z3
r

72. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
72
CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIVALENTE TRIÁNGULO-ESTRELLA / ESTRELLA-TRIÁNGULO RECOMENDACIÓN: CONVERTIR LA CARGA A LA CONEXIÓN DEL DEVANADO DEL TRANSFORMADOR DOS POSIBILIDADES: • CONVERSIÓN DEL TRIÁNGULO A ESTRELLA • CONVERSIÓN DE LA ESTRELLA A TRIÁNGULO

73. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
73
TRANSFORMADORES EN PARALELO SITUACIONES PRÁCTICAS: 1) AMPLIACIÓN DE INSTALACIONES (SOLUCIÓN MÁS ECONÓMICA) 2) FLEXIBILIDAD DE OPERACIÓN • 1 ÚNICO TRANSFORMADOR ⇒ PÉRDIDA DE SUMINISTRO EN AVERÍA O REVISIÓN • 2 TRANSFORMADORES ⇒ LIMITACIÓN DE POTENCIA 3) POTENCIAS ELEVADAS • FIABILIDAD (SALIDA DE GENERADORES) • TAMAÑO (TRANSPORTE)

74. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
74
TRANSFORMADORES EN PARALELO CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO • CONDICIONES CONVENIENTES: − IGUAL RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CORRECTO FUNCIONAMIENTO EN VACÍO − IGUAL TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO EN p.u.
cc
N
Ncc
N
cc
V
IZ
V
V
!==
⇒ EQUILIBRIO DE LA CARGA (CI = CII) − IGUAL POTENCIA DE CORTOCIRCUITO EN p.u.
Rcc
N
Ncc
NN
2
Ncc
N
cc
V
IR
IV
IR
S
P
!===
⇒ SI εccI = εccII ⇒ Zcc CON IGUAL ARGUMENTO

75. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
75
TRANSFORMADORES EN PARALELO • CONDICIONES OBLIGATORIAS − TRAFOS MONOFÁSICOS: CONEXIÓN BORNAS HOMÓLOGAS ENTRE SÍ − TRAFOS TRIFÁSICOS: ∗ CONEXIÓN BORNAS HOMÓLOGAS ENTRE SÍ ∗ IGUAL ÍNDICE HORARIO ∗ IGUAL SECUENCIA DE FASES INCONVENIENTES: • AUMENTA LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO • AUMENTA COSTE DEL APARELLAJE ELÉCTRICO

76. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
76
TRANSFORMADORES EN PARALELO INCUMPLIMIENTO DE CONDICIONES • CONDICIONES CONVENIENTES: FUNCIONAMIENTO POSIBLE (NO ÓPTIMO) • CONDICIONES OBLIGATORIAS: IMPOSIBILIDAD DE FUNCIONAMIENTO (CORTOCIRCUITO)
TRANSFORMADOR
I
TRANSFORMADOR
II

CARGA
ZccIIZccI
IIIII
I
+
–
+
–
V1
V'2
AI
A'I A'II
aI
a'I
a'II
aII
AII

77. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
77
TRANSFORMADORES EN PARALELO ZccI·II = ZccII·III
100
V
IZ
I
I
100
V
IZ
I
I
N1
IINccII
IIN
II
N1
INccI
IN
I
!!=!!
CI·εccI = CII·εccII
ccI
ccII
II
I
C
C
!
!
=


C B A
c b a
C B A
c b a
I II
R
S
T

78. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
78
AUTOTRANSFORMADOR • DIVISOR DE TENSIÓN • ÚNICO ARROLLAMIENTO • PRIMARIO Y SECUNDARIO UNIDOS GALVÁNICAMENTE

79. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
79
AUTOTRANSFORMADOR • ARROLLAMIENTO SERIE: CIRCULA I1 (MENOS LONGITUD POR TRAFO) • ARROLLAMIENTO COMÚN: CIRCULA I2 - I1 (MENOS SECCIÓN POR TRAFO) • MENOR CANTIDAD DE COBRE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN:
2
1
c
cs
2
1
U
U
N
NN
N
N
k =
+
==
DESPRECIANDO ℜm LA ECUACIÓN MAGNÉTICA: NsI1 - Nc(I2 - I1) = 0
HIPÓTESIS IDEAL

80. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
80
AUTOTRANSFORMADOR
2
1
c
cs
1
2
N
N
N
NN
I
I
=
+
=
COMPORTAMIENTO COMO EL DEL TRANSFORMADOR ARROLLAMIENTOS DE FORMA INDIVIDUALIZADA:
c
s
c
s
N
N
U
U
=

s
c
c
s
N
N
I
I
=
EL AUTOTRANSFORMADOR PUEDE ENTENDERSE COMO UNA FORMA ESPECIAL DE CONECTAR UN TRANSFORMADOR COINCIDE CON SUS CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS

81. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
81
AUTOTRANSFORMADOR COMPARACIÓN ENTRE TRANSFORMADOR Y AUTOTRANSFORMADOR BASES: DOS MÁQUINAS CON: 1) IGUALES CARACTERÍSTICAS NOMINALES (TENSIÓN, POTENCIA) 2) IGUALES PÉRDIDAS POR UNIDAD DE PESO (Bmax) 3) IGUAL DENSIDAD DE CORRIENTE PARÁMETROS DE CORTOCIRCUITO: TRAFO ⇒
cc
2
12
2
21
2
1cc
RIRIRIP
T
=+=
AUTOTRAFO ⇒
()
c
2
12s
2
1cc
RIIRIP
A
!+=

82. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
82
AUTOTRANSFORMADOR
2
N
!
!
"
!
!
#
$ +
U2
–
I2
I1
+
U1
–
!
!
!
!
%
!
!
!
!
&
'
1
N

!
"
#
$=
21S
NNN
2C
NN=
%
%
&
%
%
'
(

+
U2
–
I2
I1
+
U1
–
I2 – I1

!
"
#
$
%
&
'=
'
==
k
1
1R
N
NN
R
N
N
RR
1
1
21
1
1
s
1s

!
"
#
$
%
&
'=
!
!
"
#
$
$
%
&
'='
k
1
1I
I
I
1III
2
2
1
212

83. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
83
AUTOTRANSFORMADOR
1
2
12
2
2c
k
1
1R
II
I
RR
!
"
#
$
%
&
'
!=
!
=
(BASE 3)
!
"
#
$
%
&
'=!
"
#
$
%
&
'!
"
#
$
%
&
'+!
"
#
$
%
&
'=
'
k
1
1P
k
1
1R
k
1
1I
k
1
1RIP
TA
cc
1
2
2
2
21
2
1cc
BASE 1 ⇒ MISMA POTENCIA NOMINAL
!
"
#
$
%
&
'=
k
1
1%p%p
TccAcc
⇔
!
"
#
$
%
&
'(=(
k
1
1
TRccARcc

84. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
84
AUTOTRANSFORMADOR MENOR NECESIDAD DE COBRE ⇒
!
"
!
#
$
)(DIMENSIÓN BOBINAS MENORES
VENTANASMENORES
⇒ ↓↓REACTANCIA DE DISPERSIÓN EN GENERAL:
!
"
#
$
%
&
'(
k
1
1XX
TA
cccc

!
"
#
$
%
&
'=
k
1
1%u%u
TccAcc
⇔
!
"
#
$
%
&
'(=(
k
1
1
TccAcc

85. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
85
AUTOTRANSFORMADOR PARÁMETROS DE VACÍO
!
"
!
#
$
TENSIÓN IGUAL
VACÍO
⇒ MISMO FLUJO ⇒ MISMA SECCIÓN CIRCUITO MAGNÉTICO AUNQUE TRABAJEN CON
!
"
!
#
$
SESPECÍFICA PÉRDIDAS MISMAS LAS
HMISMA LA
AL SER MENOR SECCIÓN LA VENTANA:
IGUAL B (BASE 2)

86. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
86
AUTOTRANSFORMADOR MENOR LONGITUD MAGNÉTICA ⇒ ↓↓ INTENSIDAD MAGNETIZANTE MENOR PESO ⇒ ↓↓ PÉRDIDAS TOTALES NECESARIO CONOCER LAS DIMENSIONES DEL CIRCUITO EN GENERAL:
T0A0
%i%i<

T0A0
%p%p <
PESO DE COBRE IGUAL DENSIDAD CORRIENTE (BASE 3) ⇒ IGUALES PÉRDIDAS POR UNIDAD DE PESO

87. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
87
AUTOTRANSFORMADOR FACTOR DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS EN EL COBRE
k
1
1!
SE PUEDE APLICAR AL PESO DE COBRE
!
"
#
$
%
&
'=
k
1
1PESOPESO
T,CUA,CU
VENTAJAS DE LOS AUTOTRANSFORMADORES • MENORES PÉRDIDAS (COBRE, HIERRO) • MEJOR RENDIMIENTO

88. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
88
AUTOTRANSFORMADOR • MENORES CAÍDAS DE TENSIÓN • MENOR INTENSIDAD DE VACÍO • MENOR COSTE: ↓ COBRE, ↓ HIERRO • MENOR TAMAÑO (ESPACIO EN SUBESTACIONES) INCONVENIENTES DE LOS AUTOTRANSFORMADORES • MAYOR INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ⇒ ↑ COSTE APARELLAJE • NO EXISTE AISLAMIENTO GALVÁNICO ENTRE PRIMARIO Y SECUNDARIO ⇒ APARICIÓN DE TENSIONES PRIMARIAS EN EL SECUNDARIO

89. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
89
AUTOTRANSFORMADOR AVERÍA:

!
15 kV
+
-
500 V
E
[500 V]
[0 V]N
Rt
FUNCIONAMIENTO NORMAL

90. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
90
AUTOTRANSFORMADOR CORTOCIRCUITO A TIERRA EN ALTA TENSIÓN:

!
[0 V]
+
-
500 V
E
[14,5 kV]
[15 kV]N
Rt
[15 kV]

91. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
91
AUTOTRANSFORMADOR AVERÍA:

!
[0 V]
+
-
0 V
E
[0 V]
I
=
0
BORNA COMÚN: CONEXIÓN RÍGIDA A TIERRA

92. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
92
AUTOTRANSFORMADOR

!
[15 kV]
E
[0 V]
[15 kV] - CAÍDA
TENSIÓN Zs
"
A.T.Zs
RUPTURA DEL
CABLE
REGLAMENTACIÓN: k < 1,25 CON POTENCIALES POR DEBAJO DE 250 V, NO REGULADO ACONSEJABLE (GENERAL) 1 < k < 2

93. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
93

}
S
c

48476
S
i

AUTOTRANSFORMADOR POTENCIA EN LOS AUTOTRANSFORMADORES POTENCIA NOMINAL: POTENCIA MÁXIMA QUE PUEDE TRANSFERIR DEL PRIMARIO AL SECUNDARIO POTENCIA CEDIDA AL SECUNDARIO: S2 = V2I2 = V2I1 + V2(I2 - I1) Sc ≡ POTENCIA DE CIRCULACIÓN Si ≡ POTENCIA INTERNA (TRANSFERENCIA ELECTROMAGNÉTICA)

94. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
94
AUTOTRANSFORMADOR Si = V2(I2 - I1) = V2I2
!
"
#
$
%
&
'
k
1
1
= Sp
!
"
#
$
%
&
'
k
1
1
Sp ≡ POTENCIA DE PASO AUTOTRAFO SOLO “TRANSFORMA” EL
!
"
#
$
%
&
'
k
1
1
·100 % DE LA POTENCIA TOTAL TRANSFERIDA AL SECUNDARIO EJEMPLO: TRAFO 100 kVA, k = 2, TRANSF. ELECTROMAGNÉTICA = 100 kVA AUTOTRAFO 100 kVA, k = 2, TRANSF. ELECTROMAGNÉTICA = 50 kVA

95. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
95
TRANSFORMADORES CON TOMAS CONTROL DE LA TENSIÓN • REGULAR TENSIÓN SERVIDA DENTRO LÍMITES LEGALES • CONTROLAR FLUJOS DE P Y Q EN LA RED • AJUSTE TENSIÓN FRENTE A INCREMENTO EN LA CARGA MONOFÁSICO TRIFÁSICO

96. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
96
TRANSFORMADORES CON TOMAS CONMUTACIÓN A ALTA TENSIÓN • ECONÓMICO: EN BAJA TENSIÓN CONMUTADORES DE ALTA INTENSIDAD • TÉCNICO: EN ALTA TENSIÓN MAYOR NÚMERO DE ESPIRAS ⇒ MAYOR CAPACIDAD DE REGULACIÓN • SI AMBOS ARROLLAMIENTOS ESTÁN A ALTA TENSIÓN LA REGULACIÓN EN EL ARROLLAMIENTO QUE VAYA A TENER TENSIÓN VARIABLE (B CTE.) TRANSFORMACIÓN A I CTE. VERSUS TRANSFORMACIÓN A P CTE. CONMUTACIÓN EN VACÍO VERSUS CONMUTACIÓN EN CARGA

97. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
97
TRANSFORMADORES DE MEDIDA TRANSFORMADOR DE TENSIÓN • FUNCIONA CASI EN VACÍO • CAÍDA DE TENSIÓN INTERNA MUY PEQUEÑA • BORNE DE SECUNDARIO A TIERRA ⇒ PELIGRO CONTACTO PRIMARIO Y SECUNDARIO

TRANSFORMADOR
DE
TENSIÓN
V VOLTÍMETRO
RED
!

98. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
98
TRANSFORMADORES DE MEDIDA V1 - V’2 = RccI’2Cos(ϕcc) + XccI’2Sen(ϕcc) IDEALMENTE: V1 = V’2 ⇒
V
1
2
K
V
V=
ERROR DE RELACIÓN O DE TENSIÓN
100
K
V
K
V
V
V
1
V
1
2
V !
"
=#

99. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
99
TRANSFORMADORES DE MEDIDA ERROR DE FASE O DE ÁNGULO ≡ DIFERENCIA DE FASE ENTRE V1 Y V2 (MIN) CLASES DE PRECISIÓN: 0,1, 0,2, 0,5, 1, 3 ⇒ VALOR MÁXIMO DE εV A POTENCIA NOMINAL Y F.D.P. 0,8 INDUCTIVO APARATO CONSUMO (VA) VOLTÍMETROS 2-8 BOBINA VOLTIMÉTRICA VATÍMETRO 1-8 BOBINA VOLTIMÉTRICA CONTADOR 2-6 FASÍMETROS 2-12 SINCRONOSCOPIOS 5-15 RELÉS 5-50

100. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
100
TRANSFORMADORES DE MEDIDA TRANSFORMADOR DE CORRIENTE • FUNCIONA CASI EN CORTOCIRCUITO • EN A.T. BORNE DE SECUNDARIO A TIERRA ⇒ PELIGRO CONTACTO PRIMARIO Y SECUNDARIO
TRANSFORMADOR
DE
INTENSIDAD
A
AMPERÍMETRO
RED
!

TRANSFORMADOR
DE
INTENSIDADA
AMPERÍMETRO
RED
!

101. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
101
TRANSFORMADORES DE MEDIDA I1 = I’2 + I0 ⇒
m
I
'I
2
2
=
IDEALMENTE: I1 = I’2 = KiI2 B.T. ⇒ TRANSFORMADOR DE TENAZA O PINZAS (NO SE CORTA LA LÍNEA)

102. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
102
TRANSFORMADORES DE MEDIDA SI SE DEJA EN CIRCUITO ABIERTO EL SECUNDARIO ⇒ I1 = I0 I1 ES CTE. (RED) Y MUY ELEVADA ⇒ FLUJO CRECE PELIGROSAMENTE ⇒ ↑↑PFE Y V2 ⇒ PELIGRO EN LA VIDA DE LOS AISLANTES Y LA SEGURIDAD DEL PERSONAL SOLUCIONES: • INTERRUMPIR EL SERVICIO DE LA LÍNEA • CORTOCIRCUITAR PREVIAMENTE EL SECUNDARIO

103. MÁQUINAS ELÉCTRICAS TRANSFORMADORES
103
TRANSFORMADORES DE MEDIDA ERROR DE RELACIÓN O DE INTENSIDAD
100
K
I
K
I
I
i
1
i
1
2
i
!
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ERROR DE FASE ≡ DIFERENCIA DE FASE ENTRE I1 E I2 (MIN) CLASES DE PRECISIÓN: IGUAL QUE LOS TRANSFORMADORES DE TENSIÓN APARATO CONSUMO (VA) AMPERÍMETRO 1-4 BOBINA AMPERIMÉTRICA VATÍMETRO 1-8 BOBINA AMPERIMÉTRICA CONTADOR 1-2 FASÍMETROS 2-12 RELÉS 5-20