Universidad de El Salvador
Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela de Ingeniería Eléctrica Instalaciones Eléctricas I
PROFESOR:
Ing. Jorge Alberto Zetino.
INSTRUCTORES:
Jorge Alberto Aguilar Aguirre Enrique Antonio Lemus Alas
LABORATORIO NO. 3
“POLARIDAD DE LOS TRANSFORMADORES”.
TRANSFORMADOR: Es una máquina estática capaz de modificar la corriente o el voltaje de entrada; produciendo a la salida un aumento o disminución. El núcleo es el elemento encargado de acoplar magnéticamente los arrollamientos de las bobinas primaria y secundaria del transformador.
Esta construido superponiendo numerosas chapas de aleación acero – silicio, a fin de reducir las perdidas por histéresis magnética y aumentar la resistividad del acero. Con el fin de facilitar la refrigeración del transformador algunos núcleos disponen de unos canales en su estructura que sirven para que circule el aceite de refrigeración. En los transformadores trifásicos, los núcleos se disponen en tres columnas unidas a sus respectivos yugos superior e inferior. Los transformadores tienen la capacidad de transformar el voltaje y la corriente a niveles más altos o más bajos. No crean por supuesto, la energía a partir de la nada; por lo tanto, si un transformador aumenta el voltaje de una señal, reduce su corriente; y si reduce el voltaje de la señal, eleva la corriente. En otras palabras, la energía que fluye a través de un transformador, no puede ser superior a la energía que haya entrado en él.
RELACION DE VUELTAS: El cociente entre él numero de vueltas en el primario y el secundario es la relación de vueltas del transformador. Por ejemplo:
500 vueltas en el primario y 50 en el secundario dan una relación de vueltas de 500/50 o 10:1.
RELACIÓN DE VOLTAJE: Con un acoplamiento unitario entre el primario y el secundario, el voltaje inducido en cada vuelta del secundario es igual al voltaje inducido en cada vuelta del primario. Por tanto, la relación de voltajes se encuentra en la misma proporción que la relación de vueltas:
CORRIENTE EN EL SECUNDARIO: De acuerdo con la ley de Ohm la cantidad de corriente en el secundario es igual al voltaje en este dividiendo entre la resistencia del circuito del secundario.
POTENCIA EN EL SECUNDARIO: La potencia disipada por RL en el secundario es IS2 * RL o VS* IS
Es importante notar que la potencia empleada por la carga en el secundario, es proporcionada por el generador conectado al primario. El proceso por medio del cual la carga obtiene la potencia del generador conectado al primario es el siguiente:
Partimos de que el flujo magnético circulante en el núcleo del transformador es constante y producido por la corriente en el primario de manera que cuando una corriente circula por el secundario, el campo magnético producido por esta corriente de carga se opone a la variación del flujo asociado con la corriente en el primario tendiendo a disminuirlo. Para compensar esto; la corriente en el primario debe aumentar para mantener siempre constante el flujo magnético en el núcleo entonces, el generador debe proporcionar mas corriente al primario para mantener el voltaje autoinducido a través de LP y del voltaje desarrollado por inducción mutua
en el secundario LS.
Si la corriente en el secundario duplica su valor, como consecuencia de disminuir a la mitad la resistencia de carga, la corriente en el primario también se duplica con el fin de proporcionar la potencia requerida en el secundario. Por consiguiente, el efecto que la potencia en la carga del secundario ejerce sobre el generador es igual a que si RL estuviese conectada en el primario, con excepción de que en el secundario, el voltaje a través
de RL se incrementa reduce de acuerdo con la relación de vueltas.
Algunas características de los transformadores son:
1) Tipo de enfriamiento: OA/FA/FOA (aceite y aire, aire forzado)
2) Capacidades comerciales de los transformadores en KVA: 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75, 100, 167, etc. 3) Niveles de voltaje más comunes:
Objetivos:
Determinar la polaridad de un transformador.
Verificar las marcas de polaridad de un transformador.
Verificar la correcta conexión de una bobina en transformadores de múltiples bobinas.
Material y Equipo.
1 Banco de pruebas de Transformadores. 1 Amperímetro.
1 Multímetro Digital.
PROCEDIMIENTO
1. Para determinar la polaridad relativa entre los devanados primario y secundario del transformador realice las conexiones como se muestran en la Figura 1(a). Mida y anote el voltaje existente entre H1 y X1.
2. Reconecte el transformador tal como se muestra en la Figura 1(b) y mida y anote el voltaje entre H1 y X7.
4. Reconecte el transformador tal como se muestra en la Figura 2(b), y repita el paso número 3.
5. Para determinar la correcta polaridad entre dos devanados primarios ó entre dos devanados secundarios, conectados en paralelo, haga la conexión como se muestra en la Figura 3(a). Mida y anote el voltaje entre H1 y
H5.
6. Reconecte el transformador como se muestra en la figura 3(b) y mida y anote el voltaje entre H1 y H4..
INVESTIGACIÓN ADICIONAL
1) Explique detalladamente el desarrollo de cada una de las prácticas, y también los resultados obtenidos y muestre cada uno de los cálculos realizados.
2) ¿Cuáles son los requisitos para conectar transformadores en paralelo? Explique.
3) ¿Que es un transformador Tipo Superficie, con que otro nombre se le conoce y que aplicaciones tiene?
5) Si se tiene un Transformador de 60/80/100 MVA, 115/46-23 KV. ¿Cuál es el riesgo que puede sufrir dicho transformador si se hace operar a 100 MVA?
6) Las principales condiciones para la conexión en banco de transformadores monofásicos son:
7) Un grupo de 3 transformadores 1φ, 240/120 V se conectan en estrella el lado secundario, si la relación de transformación de cada transformador es de 55, ¿Cuál es el máximo voltaje que soporta la bobina primaria?
NOTA: Un transformador monofásico consta de 1 bobina primaria y 2 bobinas idénticas en el secundario que pueden conectarse en serie o en paralelo dependiendo del voltaje secundario requerido.
8) Se tiene un transformador 1φ de 50 KVA 13.2 KV/240 V, si el lado secundario se alimenta con 240 V ¿Qué pasará en el lado primario?, ¿Se registrará alguna lectura de voltaje?, de ser así explique porque sucede esto.
9) Esquematice la conexión del lado primario y secundario de un transformador de Distribución.
10) En la Ciudad Universitaria dos transformadores monofásicos 240/120 V, 23/13.2 KV e conectan en Delta Abierta secundaria; si uno de los transformadores es de polaridad aditiva y el otro de polaridad sustractiva y se conectan como en la Figura 4, indique los voltajes para: Vab, Van y Vbn.
