UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR.FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA.

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA.CONVERSIÓN DE ENERGIA ELECTROMECANICA I.

CICLO I – 2014.

PRACTICA DE LABORATORIO NO. 1 “Marcas de polaridad en los transformadores

monofásicos”

Catedrático: Armando Martínez Calderón.

INSTRUCTORES:Freddy Antonio Patriz Rafael.

Alumnos Carnet:Flores Martínez, Daniel ErnestoCornejo Jacinto Samuel AlejandroFlamenco Quintanilla Wilber AlexandroGalvez Majano, Edwin AntonioZelaya Meléndez Félix InésPineda Chavarría Carlos Alberto

FM07019CJ06006FQ02001GM09067ZM09006PC09025

Grupo de Teórico: 01 Grupo de laboratorio: 01

Ciudad universitaria, 24 de Marzo de 2014.OBJETIVOS

Objetivo general:

Conocer las características técnicas importantes a saber sobre los transformadores.

Objetivos específicos:

Investigar las diferentes pruebas aplicables a un transformador para conocer su polaridad.

Aplicar los conocimientos obtenidos para los distintos tipos de conexiones que permiten evaluar características del transformador.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

El desarrollo de la práctica de laboratorio #1 consistió sobre la determinación de la relación de transformación de los transformadores y de las marcas de polaridad a través de diferentes pruebas.

Para ello Se hizo el uso de un transformador de tensión al cual se le realizaron 3 tipos de conexiones diferentes y luego se realizaron las mediciones correspondientes, así pudimos saber cuándo un transformador es sustractivo o aditivo, para el caso del transformador utilizado en la prueba este resulto ser aditivo.

Se realizó la observación interna de un transformador, en él se vio como está constituido, se aprendió en que el tap está formado por 5 posiciones diferentes que sirve para aumentar o disminuir la tensión según sea necesario y se observó que cada posición representa un (+-)2.5% del valor del transformador y también vimos que el valor nominal de cada trafo se encuentra en la posición 3, aunque este puede cambiar según sea la aplicación que se requiera, ya que se puede realizar una solicitud a un determinado fabricante de transformadores para construirlo con esta nueva especificación técnica que nosotros requerimos.

ASIGNACIÓN

1. Método empleado para determinar las marcas de polaridad

El método utilizado consistió en:

Aplicación de un voltaje V=120v al lado primario (fig. 1a) Realizar la medición con un voltímetro en el lado secundario primario obteniendo así un

Vs=13.31v (fig. 1b)

Fig 1a,1b Esquemas de conexiones para encontrar la relacion de transformacion de un transformador.

Luego se unió un terminal primario con un terminal secundario (fig. 2a). Realizar la medición con un voltímetro en el otro terminal primario junto al otro terminal

secundario como se muestra en la figura (fig. 2b).

Al ver la lectura supimos que el voltaje Vm=132.7v Luego se repitió el proceso anterior para los otros lados de las bobinas y el resultado fue

de 131.7V. (fig. 2c, fig. 2d)

Fig. 2a, 2b, 2c y 2d Esquemas de conexión de prueba de polaridad de un transformador.

2. Diagramas de circuitos realizados en la práctica.

Los mostrados anteriormente en (figuras 1a y 1b) y (figuras 2a, 2b, 2c y 2d).

3. Resultado de polaridad para cada prueba realizada

Se realizaron 2 pruebas diferentes para saber la marca de polaridad del transformador utilizado en la práctica estas fueron:

Teniendo conocimiento de las posiciones de H1,H2,X1,X2 y que habiendo realizado mediciones anteriormente se habían obtenido valores de voltaje V=120v y Vs=13.31v,se llevó a cabo la primer prueba que consistió en conectar H1 Junto X1 (fig. 2a) y luego colocar un voltímetro entre H2 y X2 luego se aplicó un voltaje V=120 al lado primario y se obtuvo una lectura en el voltímetro de Vm=132.7v (fig. 2b)

Luego se llevó a cabo la segunda prueba, en esta se conectaron H2 junto a X2 y se colocó el voltímetro entre H1 y X1 (fig. 2c) al aplicar un voltaje igual a V=120v en el primario se obtuvo una lectura Vs=131.7v (fig. 2d) con estos valores deducimos que dicho transformador utilizado en la prueba era aditivo.

4. Relación de transformación del transformador utilizado en la practica

La relación de transformación se encontró al suministrar al transformador una tensión de 120 voltios en el lado de alta tensión (fig. 1a) y conectar un multímetro en el lado de baja tensión (fig. 1b), de esta manera obtuvimos 13.3V con estos datos se prosiguió al cálculo de la relación de transformación ‘a’.

a = N1/N2 = Vp/Vs= 120v/13.3v = 9.02

5. Normas para polaridades de transformadores ANSI/IEEE C57.13.- Redactada para ser usada como base de estudios de desempeño, intercambio y seguridad

de transformadores eléctricos, y para asistir en la correcta selección de dichos equipos.- Se refiere también a características eléctricas, mecánicas y dimensiones- Considera características de seguridad de transformadores de corriente y de voltaje

usados en la medición de electricidad y el control del equipamiento asociado con la generación, distribución y transmisión de corriente alterna.

Define:

- Niveles de aislación de impulso- Clases de precisión con Burden estándar- Clasificaciones para T/C ocupados como relé- Factor de corriente térmica continua- Corriente mecánica y corriente térmica de corta duración.

IEC-60044

Estas especificaciones contienen los requisitos para el diseño, fabricación, pruebas enfábrica, suministro y entrega de los transformadores de corriente, a ser instalados en lasSubestaciones de distribución de energía.

6. Tipos de transformadores y aplicaciones

TRANSFORMADOR DE POTENCIA

Aplicaciones: Se utilizan para substransmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de generación y en grandes usuarios.

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

Aplicaciones: Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

TRANSFORMADORES SUBTERRÁNEOS

Aplicaciones: Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.

TRANSFORMADORES AUTO PROTEGIDOS

Aplicaciones: El transformador incorpora componentes para protección del sistema de distribución contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador, para esto posee fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión. Para protección contra sobretensiones el transformador está provisto de dispositivo para fijación de pararrayos externos en el tanque.

TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA EPOXI

Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, en lugares donde los espacios reducidos y los requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la utilización de transformadores refrigerados en aceite. Son de aplicación en grandes edificios, hospitales, industrias, minería, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.Su principal característica es que son refrigerados en aire con aislación clase F, utilizándose resina epoxi como medio de protección de los arrollamientos, siendo innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

TRANSFORMADOR PAD MOUNTED

Estos transformadores han sido diseñados para uso exterior e interior según normas. Su hermeticidad y el estar conectados a líneas subterráneas de AT y BT, permite instalarlos en lugares de acceso público. Son compactos, seguros y su aspecto, comparativamente agradable, permite su instalación en lugares visibles.Son ideales para urbanizaciones, edificios, centros comerciales, complejos hoteleros, hospitales, etc.

7. Datos más relevantes al leer la placa de un trasformador

Potencia nominal: Es la potencia que el transformador consume cuando está trabajando a plena carga.

Voltaje Nominal: Indica el voltaje normal de operación.

Numero de fases: Indica el número de fases con las que trabaja el transformador.

Peso total: Es el peso total del transformador (Refrigerante, núcleo, bobinas).

Frecuencia: La frecuencia de trabajo del transformador.

Aceite: Es el tipo de aceite que usa el transformador para su sistema de refrigeración.

Tipo de conexión: Indica el tipo de conexión del transformador.

% Z (Porcentaje de la impedancia de un transformador): Es la caída de voltaje a plena carga, debido a la resistencia del devanado y la reactancia de fuga expresado como porcentaje de la tensión nominal.

8. Otras pruebas aplicables a un transformador

Verificación de las marcas de los bloques de conexión. Ensayos a frecuencia industrial de los devanados primario y secundario. Sobretensión entre espiras. Revisión del indicador de nivel de aceite, temperatura, temperatura máxima y

manovacuómetro Ensayos concernientes a la precisión. Prueba de polaridad. Ensayo de voltaje inducido. pruebas de resistencia de aislamiento. prueba de la relación de transformación. Pruebas resistencia óhmica y medición de inductancia.

9. Normas IEC-60044 y ANSI/IEEE C57.13

En estas normas se especifica los lineamientos que se deben de seguir para la fabricación de los transformadores. Paras las normas IEC-60044 establece las condiciones de los transformadores de medida como transformadores de corriente que se encuentran en instalaciones eléctricas de media tensión como de alta tensión.

Conclusión

El diseño de instalación de subestaciones implica un conocimiento básico pero indispensable de transformadores, este conocimiento básico de transformadores se fundamenta en el conocimiento de la relación de transformación para determinar las marcas de polaridad y así saber si el transformador es aditivo o sustractivo y así poder realizar las conexiones debidas de transformadores para sistemas trifásicos, en diferentes configuraciones según se demande.

La conexión de entre trasformadores demanda saber la relación de transformación para determinar el nivel de tensión a entregar a determinados usuarios dentro de un servicio a pequeña y mediana tensión para los casos más frecuentes como también a altas tensiones como casos especiales en el servicio eléctrico, ya que los niveles de tensión en nuestro país están clasificados según sea la demanda en determinada localidad territorial.

En aplicaciones de seguridad y protección de equipos sensibles se requiere que el mantenimiento de la red eléctrica sea rutinario y entre una de las aplicaciones esta la revisión o instalación de transformadores en periodos de tiempo estipulados, para transformadores que han permanecido guardados o han estado instalados durante largos periodos de tiempo, estas máquinas pueden presentar datos de placa no visibles, es ahí donde una de las pruebas a realizar es la relación de transformación, prueba de polaridad para otras maniobras entre otras pruebas físicas de dicha máquina.