Informe_trifasico

1

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

PROFESOR: Ing. Vicente Hallo

ASIGNATURA: Máquinas Eléctricas

NRC: 3164

TEMA: Conexiones en Y-y D-d

UNIDAD: Segunda

FECHA: 13/12/2015

NOMBRE: David Gualpa Oscar Proaño Andrés Salguero Daniel Tenezaca

CARRERA: 5to Mecatrónica “A”

CONTENIDO 1. TEMA .................................................................................................................... 4

2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 4

2.1. Objetivo General ................................................................................................ 4

2.2. Objetivos específicos ......................................................................................... 4

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 4

3.1. Conexiones de los transformadores trifásicos .................................................... 4

3.2. Estrella/ estrella (Y/y) ....................................................................................... 5

3.3. Delta/ delta (∆/∆) ............................................................................................. 7

4. EQUIPOS UTILIZADOS ........................................................................................ 9

4.1. Características de los equipos utilizados ............................................................ 9

5. PROCEDIMIENTO .............................................................................................. 11

5.1. Conexión y/y correcta ....................................................................................... 11

5.2. Conexión (y/y) incorrecta ................................................................................. 12

5.3. Conexión (∆/∆) correcta .................................................................................. 13

5.4. Conexión (∆/∆) incorrecta ................................................................................ 14

6. ESQUEMAS DE CONEXIÓN ............................................................................... 15

7. CÁLCULOS ......................................................................................................... 16

7.1. CONEXIÓN (Y/Y) ............................................................................................. 16

7.2. CONEXIÓN (∆/∆) ........................................................................................... 17

8. ANÁLISIS Y RESULTADOS ................................................................................ 18

8.1. CONEXIÓN TRIFÁSICA (Y-Y) ......................................................................... 18

8.2. CONEXIÓN TRIFÁSICA (∆ − ∆) ...................................................................... 19

9. CONCLUSIONES ................................................................................................ 21

10. RECOMENDACIONES .................................................................................... 22

11. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 22

12. ANEXOS .......................................................................................................... 23

ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Esquema de conexión Y/y: ................................................................................ 5

Ilustración 2: Conexión correcta Y-Y ....................................................................................... 6

Ilustración 3: Voltajes en forma Vectorial ............................................................................... 6

Ilustración 4: Conexión incorrecta Y-Y .................................................................................... 6


Ilustración 6: Esquema de conexión delta/delta .................................................................... 7


Ilustración 8: voltajes en forma vectorial ................................................................................. 8

Ilustración 9: Conexión incorrecta ∆ − ∆ ................................................................................. 8

Ilustración 10: Voltajes en forma vectorial .............................................................................. 9

Ilustración 11: Fuente de alimentación AC-DC .................................................................... 10

Ilustración 12: Transformador Trifásico ................................................................................ 10

Ilustración 13: Voltímetro CA .................................................................................................. 11

Ilustración 14: Conexión y/y correcta en laboratorio ........................................................... 11

Ilustración 15: Medición de conexión y/y correcta en laboratorio ..................................... 12

Ilustración 16: Conexión (y/y) incorrecta en laboratorio ..................................................... 12

Ilustración 17: Medición de conexión (y/y) incorrecta en laboratorio ............................... 13

Ilustración 18: Conexión (∆/∆) correcta en laboratorio ...................................................... 13

Ilustración 19: Medición de conexión (∆/∆) correcta en laboratorio ................................ 14

Ilustración 20: Conexión (∆/∆) incorrecta en laboratorio ................................................... 14

Ilustración 21: Medición de conexión (∆/∆) incorrecta en laboratorio ............................. 15

Ilustración 22: Esquema de Conexión estrella-estrella (Y/Y) correcta ............................. 15

Ilustración 23: Esquema de Conexión estrella-estrella (Y/Y) incorrecta.......................... 15

Ilustración 24: Esquema de Conexión delta-delta (∆/∆) - correcta .................................. 16

Ilustración 25: Esquema de Conexión delta-delta (∆/∆) - incorrecta ............................... 16

Ilustración 26: Esquema de conexión y/y ............................................................................. 16

Ilustración 27: Esquema de conexión ∆/∆............................................................................ 17

Ilustración 28: Simulación de la conexión trifásica (Y-Y) Correcta ................................... 18

Ilustración 29: Simulación de la conexión trifásica (Y-Y) Incorrecta ............................... 19

Ilustración 30: Simulación de la conexión trifásica (∆ − ∆) Correcta ................................ 20

Ilustración 31: Simulación de la conexión trifásica (∆ − ∆) Incorrecta.............................. 21

TABLAS

Tabla 1: Características de la Fuente de alimentación ........................................................ 9

Tabla 2: Características del Transformador ......................................................................... 10

Tabla 3: Características del voltímetro .................................................................................. 10

Tabla 4: Voltajes resultantes .................................................................................................. 17

Tabla 5: Voltajes calculados ................................................................................................... 17

Tabla 6: Datos de conexión trifásica (𝑌/𝑦) correcta ........................................................... 18

Tabla 7: Datos conexión trifásica Incorrecta ........................................................................ 19

Tabla 8: Datos conexión trifásica ∆ − ∆ Correcta ................................................................ 20

Tabla 9: Datos conexión trifásica ∆ − ∆ Incorrecta ............................................................. 21

1. TEMA

Conexiones trifásicas estrella/estrella y delta/delta

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

Realizar las conexiones trifásicas Y-Y, ∆ - ∆, mediante el uso de transformadores

monofásicos de forma correcta e incorrecta.

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Aprender a utilizar los equipos disponibles para realizar conexiones trifásicas Y-

Y, ∆ - ∆

Reconocer la diferencia entre una conexión trifásica Y-Y con una ∆ - ∆.

Reconocer una conexión trifásica correcta de una incorrecta, entre

trasformadores monofásicos.

Obtener valores de las diferentes conexiones para de esa manera determinar el

estado de la conexión de acuerdo a la fundamentación teórica.

Identificar las características de cada conexión.

3. MARCO TEÓRICO

3.1. Conexiones de los transformadores trifásicos

Los transformadores trifásicos son utilizados para el suministro de energía a grandes

distancias y son muy económicos en comparación con tres transformadores

monofásicos.

Un sistema trifásico se conforma por tres transformadores monofásicos o un

transformador trifásico compuesto de un núcleo magnético en el que se encuentran tres

columnas sobre las que se sitúan los bobinados primarios y secundarios de cada una

de las fases. (Velasquez, 2015)

Para las conexiones trifásicas la nomenclatura abreviada que se utiliza es con letras

mayúsculas para el bobinado de alta tensión y con letras minúsculas para el de baja.

Según se realice la conexión de los bobinados primarios o secundarios se obtendrá los

siguientes transformadores:

Estrella/ estrella (Y/y)

Delta/ delta (∆/∆)

Estrella/ delta (Y/∆)

Delta/ estrella(∆/y)

Estrella/ zigzag(Y/z)

3.2. ESTRELLA/ ESTRELLA (Y/Y)

En esta conexión las tres fases de ambos bobinados están conectados en estrella y el

desfase entre estos es entre 0 a 360 grados.

Esta conexión se utiliza cuando se quiere alimentar grandes cargas monofásicas en

forma simultánea. Cuando los neutros de ambos lados del transformador no se unen, el

voltaje de línea a neutro tiende a distorsionarse y no es sinusoidal. (Perez, 2015)

En esta conexión el grave problema es que si las cargas en el circuito del transformador

no están equilibradas, entonces los voltajes en las fases del transformador pueden llegar

a desequilibrarse severamente.

En la conexión Y/y la tensión de línea es √3 veces mayor que la tensión de fase, y existe

un desfase de 30 grados entre las tensiones de línea. En esta conexión las corrientes

de línea son iguales a las corrientes de fase. (Perez, 2015)

En la siguiente figura se muestra el esquema de la conexión Y/y al igual que las

tensiones respectivas:

Ilustración 1: Esquema de conexión Y/y:

Conexión Correcta

Se la denomina correcta cuando los puntos de polaridad de la conexión se encuentran

de la siguiente manera:

Ilustración 2: Conexión correcta Y-Y

Ilustración 3: Voltajes en forma Vectorial

Conexión incorrecta

Se la denomina incorrecta cuando alguno de los puntos de polaridad dentro de la

conexión se encuentran de la siguiente manera:

Ilustración 4: Conexión incorrecta Y-Y


3.3. DELTA/ DELTA (∆/∆)

Esta conexión se utiliza cuando se desean mínimas interferencias en un sistema de

distribución. Si las cargas son desequilibradas se compensa este desequilibrio con las

corrientes de carga que se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados.

La conexión delta/ delta se usa en sistemas donde los voltajes no son muy elevados y

en los que se debe mantener la continuidad de los sistemas, en el caso de una falla en

la conexión se puede convertir en una conexión delta/delta abierto. (Enriquez, 2015)

En esta conexión el voltaje de fase es igual al voltaje de línea y la corriente de línea es

√3 veces mayor que la corriente de fase.

En la siguiente imagen se muestra la conexión delta/delta y también algunos elementos

de los transformadores:

Ilustración 6: Esquema de conexión delta/delta

Conexión ∆ − ∆ correcta

Se la denomina conexión correcta cuando los puntos de polaridad se encuentran

conectados a no punto del siguiente bobinado como a continuación:

Una manera de saber si este conectado delta correcto es que si se mide el voltaje entre

punto de del bobinado A y el no punto del bobinado C debe darnos 0 voltios


Ilustración 8: voltajes en forma vectorial

Conexión ∆ − ∆ incorrecta

Se llama conexión incorrecta cuando alguno de los puntos de polaridad se encuentra

conectado con otro punto de polaridad del siguiente bobinado dentro la conexión de la

siguiente manera:

Ilustración 9: Conexión incorrecta ∆ − ∆

Ilustración 10: Voltajes en forma vectorial

4. EQUIPOS UTILIZADOS

Fuente de alimentación

Transformador trifásico

Voltímetro

4.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS

Características de la fuente de alimentación

AC DC

Valores Fijos 20 [v] línea a neutro 208 [v] línea a línea

120 [v] 2 [A]

Valores Variables 0 [v]- 120 [v] línea a neutro 0 [v]-208 [v] línea a línea

0 [v]- 120 [v] 8 [A]

Tabla 1: Características de la Fuente de alimentación

Ilustración 11: Fuente de alimentación AC-DC

Características del Transformador trifásico

Voltaje Primario 208 [v]

Voltaje Secundario 208 [v]

Corriente máxima 1.2 [A]

Frecuencia 60 [Hz]

Potencia de Salida 250 [VA]

Tabla 2: Características del Transformador

Ilustración 12: Transformador Trifásico

Características del Voltímetro CA

Rango de medición 1 0 [v] – 100 [v]

Rango de medición 2 0 [v] – 250 [v]

Tabla 3: Características del voltímetro

Ilustración 13: Voltímetro CA

5. PROCEDIMIENTO

Previo a cualquier conexión se debe usar el equipo de seguridad adecuado para evitar

accidentes y riesgos por contacto a alto voltaje.

Tener en cuenta el voltaje nominal con el cual el transformador trifásico va a trabajar.

5.1. Conexión y/y correcta

1. Verificar la desconexión del equipo previo a realizar cualquier conexión.

2. Realizar las debidas mediciones a la fuente ya que pueda tener algún

desperfecto en alguna de sus entradas.

1. Para la conexión Y/Y correcta unir los terminales 2-7-12 de los trasformadores

en un solo nodo al igual que los terminales 6-10-15. Colocar las toma de entrada

en los terminales 1-6-11.

Ilustración 14: Conexión y/y correcta en laboratorio

2. Verificar la conexión realizada con el ingeniero encargado del laboratorio.

3. Energizar y proceder a medir los voltajes o bien de líneas o de fase para una

verificación de funcionalidad correcta del transformador trifásico, el valor debe

ser el mismo en las tres mediciones del mismo tipo.

Ilustración 15: Medición de conexión y/y correcta en laboratorio

5.2. Conexión (y/y) incorrecta




4. Para la conexión Y/Y incorrecta, se debe cambiar la polaridad de conexión en

uno de los terminales, para ello unir los terminales 2-7-13 de los trasformadores

en un solo nodo al igual que los terminales 6-10-17. Colocar las toma de entrada

en los terminales 1-6-11.

Ilustración 16: Conexión (y/y) incorrecta en laboratorio


6. Energizar y proceder a medir los voltajes o bien de líneas o de fase para una

verificación de funcionalidad incorrecta del transformador trifásico, para este

caso los voltajes vana variar.

Ilustración 17: Medición de conexión (y/y) incorrecta en laboratorio

5.3. Conexión (∆/∆) correcta




7. Para la conexión Delta-Delta correcta unir los terminales de las entradas (punto

con no punto) 1-7, 6-12, 13-2. El proceso es similar para los terminales de salida,

para ello unir los terminales 3-10, 8-15 y 13-5. Colocar las toma de entrada en

los terminales 1-6-11.

Ilustración 18: Conexión (∆/∆) correcta en laboratorio


9. Energizar y proceder a medir los voltajes, ya q esta es una conexión delta- delta

correcta el voltaje medido en los puntos 3 a 15 debe ser cero.

Ilustración 19: Medición de conexión (∆/∆) correcta en laboratorio

5.4. Conexión (∆/∆) incorrecta




10. Para la conexión Delta-Delta incorrecta se debe cambiar un punto de polaridad,

para ello unir los terminales de las entradas (punto con no punto) 1-7, 6-12, 13-

2. El proceso es similar para los terminales de salida, para ello unir los terminales

3-10, 8-13y 18-5. Colocar las toma de entrada en los terminales 1-6-11.

Ilustración 20: Conexión (∆/∆) incorrecta en laboratorio


12. Energizar y proceder a medir los voltajes, en este caso es una conexión

incorrecta delta –delta, por lo tanto el voltaje medido entre 3 a 13 debe ser

diferente de cero.

Ilustración 21: Medición de conexión (∆/∆) incorrecta en laboratorio

6. ESQUEMAS DE CONEXIÓN

Ilustración 22: Esquema de Conexión estrella-estrella (Y/Y) correcta

Ilustración 23: Esquema de Conexión estrella-estrella (Y/Y) incorrecta

Ilustración 24: Esquema de Conexión delta-delta (∆/∆) - correcta

Ilustración 25: Esquema de Conexión delta-delta (∆/∆) - incorrecta

7. CÁLCULOS

7.1. CONEXIÓN (Y/Y)

Ilustración 26: Esquema de conexión y/y

𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒑𝒊𝒓𝒂𝒔 = ∝ = 𝟏

𝑉𝐿𝑝 = 208 [𝑉] 𝑉𝑓𝑝 =

208

√3= 120 [𝑉]

𝑉𝑁𝑝 = √3 ∗ 208 [𝑉] = 360 [𝑉]

𝑉𝐿𝑠 =208

∝=

208

1= 208 [𝑉]

𝑉𝑓𝑠 =208

∝∗ √3=

208

1 ∗ √3= 120 [𝑉]

𝑉𝑁𝑠 =√3 ∗ 208

∝= 360 [𝑉]

𝑉𝑉𝑝

𝑉𝑁𝑠=

360[𝑉]

360[𝑉]= 1

Voltaje

Nominal

Voltaje de

Prueba

Voltaje medido

a la salida

360V 208V 208V

Tabla 4: Voltajes resultantes

7.2. CONEXIÓN (∆/∆)

Ilustración 27: Esquema de conexión ∆/∆

𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒑𝒊𝒓𝒂𝒔 = ∝ = 𝟏

𝑉𝐿𝑝 = 208 [𝑉]

𝑉𝑓𝑝 = 𝑉𝐿𝑝 = 208 [𝑉]

𝑉𝑁𝑝 = √3 ∗ 208 [𝑉] = 360 [𝑉]

𝑉𝐿𝑠 =208

∝=

208

1= 208 [𝑉]

𝑉𝑓𝑠 = 𝑉𝐿𝑠 = 208 [𝑉]

𝑉𝑁𝑠 =√3 ∗ 208

∝= 360 [𝑉]

𝑉𝑉𝑝

𝑉𝑁𝑠=

360[𝑉]

360[𝑉]= 1

Voltaje de

Prueba

Voltaje medido

a la salida

208V 208V

Tabla 5: Voltajes calculados

8. ANÁLISIS Y RESULTADOS

8.1. CONEXIÓN TRIFÁSICA (Y-Y)

Conexión correcta

Ilustración 28: Simulación de la conexión trifásica (Y-Y) Correcta

Voltaje

Nominal

Voltaje línea

Aplicado

Voltaje de

fase salida

Calculado 360 208 120

Medidos 360 208 120

Tabla 6: Datos de conexión trifásica (𝑌/𝑦) correcta

Análisis de conexión trifásica (y-y) correcta

En el transformador trifásico se realizó la conexión estrella/ estrella de forma

correcta aplicando un voltaje de línea de 208𝑣 y nos dio como resultado 208𝑣

debido a que el transformador utilizado tenía una relación de 1: 1 y a su vez se

identificó el cumplimiento de que 𝑉𝑓 =𝑉𝑙

√3⁄ , debido que obtuvimos como

medición que 𝑉𝑓 = 120.


Ilustración 29: Simulación de la conexión trifásica (Y-Y) Incorrecta

Voltaje

Nominal

Voltaje línea

Aplicado

Voltaje de

salida


Medidos 360 208 125

Tabla 7: Datos conexión trifásica Incorrecta

Análisis de conexión trifásica (y-y) incorrecta

En esta conexión cambiamos los puntos de polaridad del tercer bobinado, y

provocamos una diferencia de voltajes en las líneas de salidas y por lo cual nos

marca diferentes voltajes como los obtenidos.

8.2. CONEXIÓN TRIFÁSICA (∆ − ∆)

Conexión correcta

Ilustración 30: Simulación de la conexión trifásica (∆ − ∆) Correcta

Voltaje

Nominal

Voltaje

línea

Voltaje de

fase


Medidos 208 208 208

Tabla 8: Datos conexión trifásica ∆ − ∆ Correcta

Análisis de conexión trifásica (∆ − ∆) correcta

En una conexión en triángulo es como tener un circuito normal en paralelo para

lo cual tendremos un voltaje nominal de 208 𝑣, mismo voltaje hace referencia al

voltaje de fase es igual al voltaje de línea debido que en una conexión en delta

él voltaje de fase es igual al de línea 𝑉𝑓 = 𝑉𝑙, primeramente corroborando que el

valor del voltaje en la conexión que una los trasformadores sea igual a 0, caso

contrario revisar dicha conexión.


Ilustración 31: Simulación de la conexión trifásica (∆ − ∆) Incorrecta

Voltaje

Nominal

aplicado

Voltaje

Aplicado

Voltaje medido en

prueba de conexión.

208 208 100

Tabla 9: Datos conexión trifásica ∆ − ∆ Incorrecta

Análisis de conexión trifásica (∆ − ∆) incorrecta

No se pudo medir algún otro valor aparte del voltaje entre la unión de los

transformadores debido a que se le conecto de forma errónea y provocaríamos

un cortocircuito, también se podría dañar el transformador y la fuente.

9. CONCLUSIONES

En la conexión Y - Y correcta el valor del voltaje de línea es √3 el voltaje de fase.

En la conexión Y - Y errónea el voltaje entre la línea de salida mal conectada y

otra línea, el valor de línea nuevo es igual al valor de línea de la conexión sobre

√3.

En la conexión ∆ - ∆ correcta, el voltaje de línea es igual al voltaje de fase.

En una conexión ∆ - ∆ se verifica su estado utilizando el voltímetro para

comprobar que la conexión, debe marcar como voltaje 0 para poder cerrar el

circuito.

En la conexión ∆ - ∆ errónea, el nuevo voltaje de línea es el doble del voltaje de

línea en una conexión correcta.

10. RECOMENDACIONES

Antes de aplicar el voltaje verificar que las conexiones estén de acuerdo a los

esquemas revisados por el tutor para evitar accidentes.

Antes cerrar el circuito en la conexión ∆ - ∆, realizar la verificación con el

voltímetro de que el voltaje VR= 0, para evitar un corto circuito.

Si existen dudas sobre algún equipo preguntar sobre la utilización del mismo

y no manipularlo con energía sin antes tener la autorización proporcionada

del ingeniero.

Usar el equipo de protección adecuado para usar los diferentes equipos del

laboratorio.

Se necesita tener conocimiento de la materia ya que toda la práctica se

regirá de acuerdo con la teoría, lo que permitirá disminuir las falencias al

momento de conectar los equipos,

11. BIBLIOGRAFÍA

Enriquez, T. (13 de 12 de 2015). Emarap. Obtenido de

http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/transformadores_3.p

df

Perez, A. (13 de 12 de 2015). Obtenido de cdpriet:

http://www.cpraviles.com/fpblog/ELE/ELECTROTECNIA_TRANSFORMADORE

S.pdf

Velasquez, V. (13 de 12 de 2015). Monografias. Obtenido de

http://www.monografias.com/trabajos78/tipos-aplicaciones-conexiones-

transformadores-trifasicos/tipos-aplicaciones-conexiones-transformadores-

trifasicos2.shtml

Kosow (1993) Máquinas Eléctricas y Transformadores, Segunda Edición, pág.

637 – 639.

Champan (2000) Maquinas eléctricas , Tercera Edición, pág.118 -124

12. ANEXOS

Ilustración 32: Conexión y/ y correcta

Ilustración 33: Voltajes medidos conexión Y/y correcta

Ilustración 34: Conexión Y/y incorrecta

Ilustración 35: Conexión D/d correcta

Ilustración 36: Voltajes medidos conexión D/d correcta

Ilustración 37: Conexión D/d incorrecta

Ilustración 38: Voltajes medidos conexión D/d incorrecta

Informe_trifasico

Documents

Transcript of Informe_trifasico