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.


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.


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.




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.


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.


Voltajes.

A – B ___________ a – b __________

B – C ___________ b – c __________

A - C ___________ a – c __________

Corrientes.

A ______________ a ______________

B _______________ b ______________

C _______________ c _____________


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.


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




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.


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.


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.


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.


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.


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.



2 transformadores de 100 va a 12/24.

1 voltímetro.

1 amperímetro.


Voltajes.

A - B ___________ a – b __________

B - C ___________ b – c __________

A - C ___________ a – c __________

Corrientes.

A ______________ a ______________

B _______________ b ______________

C _______________ c ______________


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


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.


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


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 __________


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.


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.




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.


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.


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


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.


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.




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.


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.


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.


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


n


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 __________


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.


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.


Módulo de sub-estación trifasico


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.


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)


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 __________


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.


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.


Módulo de sub-estación trifásica.


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).


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.

Documents

Prácticas de Conversion I