Universidad Nacional Del Callao Facultad De Ingeniería Eléctrica & Electrónica Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA & ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

▪

TEMA: CONEXIONES DE BANCADAS TRIFASICAS

▪

CURSO: LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS ESTATICAS

▪

PROFESOR: LLACSA ROBLES, HUGO FLORENCIO

▪

GRUPO HORARIO: 92G

▪

CICLO: 2020 - A

▪

INTEGRANTES: REQUIS INGA LUIS ANGEL

1613125203

AYMA CONTRERAS ROYERI

1523120361

I.

OBJETIVOS - Familiarizarse con las bancadas trifásicas, así mismo determinar los diferentes grupos de conexiones. - Comprobar experimentalmente la relación de tensiones y corrientes en las diferentes conexiones que existen. - Conociendo solo los bornes de salida de la bancada trifásica, hallar o determinar todas las características de funcionamiento.

II.

MARCO TEÓRICO (ASPECTOS GENERALES) En ingeniería eléctrica, un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente valor eficaz), que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes tienen magnitudes iguales y están desfasadas simétricamente. CORRIENTE TRIFÁSICA NATURALEZA Y APLICACIONES La tensión trifásica , es esencialmente un sistema de tres tensiones alternas ,acopladas, ( se producen simultáneamente las 3 en un generador), y desfasadas 120º entre si (o sea un tercio del Periodo). Estas tensiones se transportan por un sistema de 3 conductores (3 fases), o de cuatro (tres fases + un neutro). Por convención las fases se denominan R , S, T, y N para el conductor neutro si existe.

Sistema de tres tensiones trifásicas

Un transformador trifásico está formado por un conjunto de 3 devanados (bobinas) para el primario del transformador y otras 3 para el secundario o de salida del transformador. En cada columna del núcleo tenemos el bobinado del secundario, normalmente pegado a la chapa de la columna, y encima de este bobinado, enrollado sobre él pero separados por un aislante, el bobinado del primario, pero los dos sobre la misma columna. Todas las bobinas están montadas sobre un mismo núcleo o banco de chapas magnéticas, pero en 3 columnas diferentes.

Generalidades En una bancada se puede obtener diferentes tensiones y corrientes tanto en las bobinas de alta como en los de baja tensión según el acoplamiento de transformadores monofásicos (Estrella, delta y Zig-zag) La bancada trifásica puede formarse: - Con tres transformadores monofásicos de núcleos independientes. - Con tres transformadores monofásicos acoplados en un solo núcleo. - Algunas veces se forman bancadas trifásicas con 2 Transformadores monofásicos Comúnmente estos sistemas comprenden de seis bobinas; 3 de alta y 3 de baja, considerando la relación de espiras N1/N2 = K sea cual fuera las conexiones de sus bobinas, obteniéndose las siguientes relaciones: • Conexión estrella En la conexión estrella se unen en un mismo punto los tres extremos de los devanados que poseen la misma polaridad, existiendo dos formas básicas según se unan, (U, V, W) o bien (U', V', W'). • Conexión triángulo En la conexión en triángulo se unen sucesivamente los extremos de polaridad opuesta de cada dos devanados hasta cerrar el circuito. Según sea el orden de sucesión se obtienen dos configuraciones. TIPOS DE CONEXIONES TRIFÁSICAS - Estrella - Estrella la tensión secundaria es E / K

- Triángulo - Triángulo la tensión secundaria es E / k

- Estrella - Triángulo la tensión secundaria es E / ( k. √ 3 ¿

- Triángulo - Estrella la tensión secundaria es ( E / k ). √ 3

La conexión estrella consiste en unir en un punto común o neutro los extremos de polaridades iguales; mientras que la conexión triángulo une los extremos de polaridad opuesta a cada bobinado, mientras que la conexión zigzag cada devanado esta dividido en dos y ubicados en la misma columna uniendo entre sí los extremos de igual polaridad de los dos semi devanados. CONEXIÓN ESPECIAL • CONEXIÓN ZIG-ZAG La conexión zig-zag en la práctica sólo se emplea en el lado de menor tensión. Consiste en subdividir en dos partes iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada rama se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, siguiendo un determinado orden cíclico.

¿Qué es el índice horario de un Transformador? Es el desfase entre el diagrama vectorial de las fuerzas electromotrices (tensiones) del primario y del secundario. Así de sencillo, el problema es determinar el índice horario de un transformador concreto. Eso es lo que aprenderemos aquí. Lo primero que tenemos que conocer es que el índice horario se llama así porque el desfase se expresa según las horas de un reloj. Cada hora, desde las 12 en punto, representa un desfase de 30º. Veamos el reloj que se toma como referencia y con algún ejemplo:

Por ejemplo, si el desfase entre la fuerza electromotriz (fem) del primario y la fem del secundario es de 6, significa que el diagrama de las fem del primario y del secundaria están desfasados 180º. Si es de 3, desfase de 90º, si es de 11, desfase de 330º (o -30º). EQUIPOS E INSTRUMENTOS. - Transformador monofásico -1 voltímetro de c.a. - 1 Amperímetro de c.a. -Fuente de alimentación trifásica. - Conductores eléctricos - Herramientas básicas DETERMINAR EL CONEXIONADO. a) Se denomina primario al devanado que le llega la tensión de red y secundario al devanado donde se aplica la carga. b) K es una constante que representa la relación de transformación de las bobinas

c) Debe señalarse con letras mayúsculas a las bobinas de A.T. y con letras minúsculas al bobinado de B.T. de acuerdo a la nomenclatura que se escoja. De acuerdo al tema tratados existen muchas conexiones que se pueden realizarse, con transformadores para el caso normal solamente puede realizarse 8 conexiones principales existiendo los posibles defasajes entre el A.T. y B.T de 0; 180; 150 y 330 ó - 30

III.

PROCEDIMIENTO (SEGÚN LA GUÍA) - Con 3 transformadores monof. Armar un Banco trifásico de acuerdo a la tabla MESA 1

MESA 2

- En cada uno de las conexiones realizada mida la tensión y la corriente. - Hacer los ensayos de vacío y corto circuito de bancadas trifásicas para hallar el circuito equivalente. (Teóricamente) - Conectar carga a la bancada si es posible. **Si contáramos con transf. trifásico que no tenga placa de características y solo se cuente con los bornes de conexión, Y suponiendo que se encuentra sumergido en su depósito y no se puede observar nada; se puede encontrar todas sus características de funcionamiento realizando ciertos ensayos preliminares hasta hallar la polaridad trifásica para conectarlo en paralelo con otro o la propia red. para ello debemos hallar:

a) Continuidad. b) Bobinas de A.T. y de B.T. c) El punto neutro. (En algunos casos) d) Tipo de conexion

IV. V.

DATOS INSERTADOS PARA DESARROLLAR EL INFORME TRANSFORMADOR ELECTRICO 220/110 CUESTIONARIO 1. Cuáles son las características generales de las bancadas trifásicas En una bancada se puede obtener diferentes tensiones y corrientes tanto en las bobinas de alta como en las de baja tensión según el acoplamiento de transformadores monofásicos (Estrella, triangulo o Zig-Zag) La bancada trifásica puede formarse: Con 3 transformadores monofásicos de núcleo independientes. Con 3 transformadores monofásicos acoplados en un solo núcleo. Algunas veces se forman bancadas trifásicas con 2 transformadores monofásicos. 2. Que entiende por borne homologa y por qué es importante. Los bornes de los transformadores sirven par realizar conexiones, medir secuencias de fases.

A los bornes (alta y baja) con la misma letra se les denominará homólogos (1U-2U, 1V-2V, 1W-2W). Los terminales de igual polaridad son los que simultáneamente, debido a un flujo común, presentan la misma tensión. Homólogos e igual polaridad son conceptos distintos: pueden conectarse extremos de arrollamiento de igual polaridad o bien de polaridad opuesta a bornes homólogos. El concepto de bornes homólogos será muy importante para el acoplamiento de transformadores en paralelo, que se verá a continuación.

En resumen: bornes homólogos estarán señalados por la misma letra, y la indicación suplementaria (tilde o no) informará sobre las polaridades.

3. Cuando conviene utilizar la conexión especial (el delta abierto, scott, otros). Conviene cuando la conexión se tiene que distribuir uniformemente con las cargas equilibradas entre las fases de la fuente. Por ejemplo: Un transformador Scott-T) es un tipo de circuito usado para derivar energía de dos fases de una fuente trifásica o viceversa. También convendría usar la conexión especial en autotransformadores. 4. Explicar las diferentes conexiones de bancadas trifásicas con la ayuda del reloj y esquemas No todas las conexiones iguales, por ejemplo Yy, tienen el mismo índice, depende de la forma de unir los bornes para hacer la conexión. Veamos un ejemplo de una Yy0 y una Yy6 (imagen de abajo). ¿Qué las hace diferentes fíjate que en el secundario están conectada la estrella (el puente) de la misma manera, sin embargo en el primario de la Yy6 es puente de la estrella se hace ABC, no A´B´y C´ como en el Yy0. Eso hace que aunque estén los dos en estrella, el desfase o índice horario sea diferente.

Grupo de conexión YNyn

5. Por qué se oye un zumbido cuando estamos cerca a un gran transformador de potencia. La magnetostricción también conocido como ruido sin carga se basa en el fenómeno que ocurre cuando un material ferromagnético es expuesto a un campo magnético generando una deformación en el material. Cuando este fenómeno comienza a tener un efecto sobre el transformador, éste presenta una vibración que se convierte en ruido en el rango audible a una frecuencia que es al doble de la frecuencia de la fuente. 6. El autotransformador trifásico, usos, características, utilización. Ejemplos de transformadores trifásicos -

AUTOTRANSFORMADOR TRIFÁSICO 230/400V 20 KVA REVERSIBLE CON CAJA989ATT020KVA

Autotransformador trifásico para cambio de tensión, tipo seco, reversible, capaz de generar neutro a la vez que transforma el valor de la tensión. Son indicados cuando se requiera adaptar la tensión de una forma económica, sin separación galvánica. Su campo de aplicación habitual es la adaptación de tensiones en maquinas, bombas, motores, etc.. Se suministran en caja metálica que proporciona un grado de aislamiento IP-23, conexión mediante bornas.

-

AutoTransformador Trifásico IP-00

Los autotransformadores trifásicos IP-00 son utilizados en instalaciones donde precisemos de un cambio de tensión, pero sin ningún requerimiento en cuanto a aislamiento o seguridad. Los autotransformadores trifásicos IP-00 son de tipo seco y están tropicalizados, su nivel de protección ante la corrosión está muy reforzado, así como el aislamiento eléctrico. El Auto transformador no tiene aislamiento galvánico entre la alimentación y la utilización ya que es el mismo devanado, ello lo hace muy atractivo por su bajo coste en comparación con el transformador. Es recomendada su instalación en lugares protegidos libres de suciedad, salpicaduras y golpes y donde no se requiera un aislamiento galvánico.

VI.

CONCLUSIONES - Los tipos de conexiones que se vio especialmente las 4 conexiones principales es importante considerar que cada uno de ellas tiene su forma de ser. Tienen ventajas como desventajas -

VII.

Muchos transformadores debido a su tipo de construcción y conexión nos dan a entender tienen aplicaciones específicas en alta y baja tensión.

BIBLIOGRAFIA - https://www.areatecnologia.com/electricidad/transformador-trifasico.html - https://ikastaroak.birt.eus/edu/argitalpen/backupa/20200331/1920k/es/IEA/ME/ME02/e s_IEA_ME02_Contenidos/website_1021_bornes_homlogos.html - https://es.wikipedia.org/wiki/Transformador_en_zigzag#:~:text=Un%20transformador %20en%20zigzag%20es,dos%20fases%20desplazadas%20120%20grados. - https://www.imamagnets.com/producto/autotransformadores-trifasicos-ip00/