PRESENTACION INATRA ESPOL

inatraIndustria Andina de Transformadores

I. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL TRANSFORMADOR

I - 1 Definición

I - 2 Voltaje y Flujo magnético senoidal

I - 3 Utilidad del transformador

I - 4 Clase de aislamientos (Voltajes)

I - 5 Normas Técnicas

II. PARTES CONSTITUTIVAS

II - 1 El núcleo

II - 2 Bobina de baja tensión

II - 3 Parte activa y conexiones

II - 4 Tanque y accesorios



III. CLASIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES

III - 1 Por su alimentación

III - 2 Por el tipo de construcción del núcleo

III - 3 Por su capacidad

IV. MATERIA PRIMA

IV - 1 Lámina magnética

IV - 2 Aislamientos

IV - 3 Conductores

IV - 4 Hierro

IV - 5 Aceite

IV - 6 Aisladores

IV - 7 Conmutador de derivaciones


V. DISEÑO

V - 1 Formulario de características técnicas

V - 2 Diseño bobina baja tensión

V - 3 Diseño bobina alta tensión

V - 4 Diseño del núcleo

V - 5 Diseño del tanque

V - 6 Cálculo de la refrigeración

VI. PRUEBAS DE LABORATORIO

VII. PROTOCOLO DE PRUEBAS

I -1 DEFINICION

UN TRANSFORMADOR ES UN DISPOSITIVO ELECTRICO,

ESTATICO, QUE FUNCIONA CON CORRIENTE ALTERNA Y

TRANSFIERE LA ENERGIA DE UN CIRCUITO PRIMARIO A OTRO

CIRCUITO SECUNDARIO Y VICEVERSA POR INDUCCION

ELECTROMAGNETICA


PARAMETROS

P, E, F, N2, ⌽PIF = E I (KVA)

P3F = √3 X E I (KVA)

Lx

L

Lx

L


A) VOLTAJE ALTERNO

El flujo es también sinusoidal

t

FF = Vrms/Vav =1.11

T=1/F

Vp=Vm (pico o máximo)

Vp

Vrms

Vav

+V

/2

-V

T/2 T

instantáneo

/2 = 90º

Vav = 0.637xVp

= Vm x Sen

2

VpVrms

LEY DE FARADAY

dt

dne

Es el valor máximo positivo o negativo que

alcanza la onda.

Es el valor de voltaje o corriente continua

que produce sobre una resistencia la misma

disipación de potencia que la onda.

VRMS=

VP=


+

+

-

T/2 T

T/2

DONDE:

N NUMERO DE ESPIRAS

F CICLOS POR SEGUNDO O Hz

INDUCCIÓN MAGNÉTICA EN

GAUSS

A AREA TRANSVERSAL EN cm2

E VOLTAJE o f. e .m EN VOLTIOS

mx=2 ; T=1/F

-

2

81044.4 xxxxx ANFE

81044.444.4 xxxxxxxx ANFNF

φF4n

2T

2φn

T

φn

dt

dφne xxx

xx

0

I - 3 UTILIDAD DEL TRANSFORMADOR

EL TRANSFORMADOR FUE INVENTADO POR EL ING. WILLIAM

STANLEY EN EL AÑO DE 1886 EN ASOCIO CON EL INDUSTRIAL

GEORGE WESTINGHOUSE Y FUE LA SOLUCION A LOS

PROBLEMAS QUE SE PRESENTABAN CON LA CORRIENTE

CONTINUA.

SU PRINCIPAL IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA ES LA DE

MODIFICAR LOS FACTORES DE LA POTENCIA ELECTRICA

TRANSMITIDA (TENSION E INTENSIDAD) ADAPTANDOSE A LAS

CONDICIONES OPTIMAS QUE SE PRECISEN. TODO ELLO

SUCEDE CON UN RENDIMIENTO QUE SUPERA A LA DE

CUALQUIER OTRA CLASE DE APARATOS ELECTRICOS


ESQUEMA DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCION DE ELECTRICIDAD, DESDE LA

PLANTA GENERADORA HASTA LOS CONSUMIDORES


TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION Y DE POTENCIA

Tabla 4 NORMA C57-12.00

Clase de Aislamientos y Ensayos Dieléctricos

Para Transformadores inmersos en aceite.


1.2 A 10 30 36 1

1.2 10 45 54 1.5

2.5 A 15 45 54 1.5

2.5 15 60 69 1.5

5.0 A 19 60 69 1.5

5.0 19 75 88 1.6

8.7 A 26 75 88 1.6

8.7 26 95 110 1.8

15 A 34 95 110 1.8

15 34 110 130 2.0

18 40 125 145 2.25

25 50 150 175 3.0

34.5 70 200 230 3.0

CLASE AISLA.

KV.

ENSAYO BAJA FREC.

KV.

BIL Y ONDA COMPLETA

KV CRESTA

ONDA RECORTADA

KV CRESTA

MINIMO TIEMPO DE

DESCARGA

MICRO-SEGUNDOS


TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION Y DE POTENCIA

TABLA 10 NORMA C57-12.00

CLASE DE AISLAMIENTOS

NIVEL BÁSICO DE IMPULSO Y ENSAYOS DE FRENTE DE ONDA PARA TRANSFORMADORES INMERSOS EN

ACEITE.


1.2 45 75 0.5

2.5 60 100 0.5

5.0 75 125 0.5

8.7 95 165 0.5

15 110 195 0.5

25 150 260 0.5

34.5 200 345 0.5

CLASE AISLA.

KV.

BIL MINIMO VOLTAJE DE

CRESTA

TIEMPO DETERMINADO

PARA LA DESCARGA


NORMAS TÉCNICAS INTERNACIONALES:

AMERICANAS: ANSI C 57-12:00

EUROPEAS : VDE

COLOMBIANAS: ICONTEC (NTC)

VENEZOLANA: COVENIN

NACIONALES:

NORMA TECNICA ECUATORIANA INEN:

NTE INEN 2110 Transformadores. Definiciones.

NTE INEN 2111 Transformadores de Distribución. Pruebas eléctricas. Primera

Revisión.

NTE INEN 2112 Transformadores. Especificaciones de devanados y sus

derivaciones.

NTE INEN 2113 Transformadores. Determinación de pérdidas y corriente sin

carga.


NTE INEN 2114 Transformadores nuevos monofásicos de distribución.Valores

de corriente, sin carga, pérdidas y voltaje de corto circuito.

Segunda Revisión.

NTE INEN 2115 Transformadores nuevos trifásicos de distribución.Valores de

corriente sin carga, pérdidas y voltaje de corto circuito.

Segunda Revisión.

NTE INEN 2116 Transformadores. Impedancia y pérdidas con carga.

NTE INEN 2117 Transformadores. Relación de transformación.Verificación de

la Polaridad y desplazamiento angular.

NTE INEN 2118 Transformadores. Medida de la resistencia de los devanados.

NTE INEN 2119 Transformadores. Pruebas de calentamiento para

transformadores sumergidos en aceite con elevación de

650C de temperatura de los devanados. .

NTE INEN 2120 Transformadores. Requisitos.

NTE INEN 2125 Transformadores. Pruebas del dieléctrico.

NTE INEN 2126 Transformadores. Límites de calentamiento.

NTE INEN 2127 Transformadores. Niveles de aislamiento.

NTE INEN 2128 Transformadores. Requisitos de funcionamiento en

condiciones de altitud y temperatura diferentes de las

normalizadas.


NTE INEN 2129 Transformadores. Determinación del voltaje de cortocircuito.

NTE INEN 2130 Transformadores. Placa de características.

NTE INEN 2131 Transformadores de distribución. Valores nominales

de potencias aparentes. Primera Revisión.

NTE INEN 2132 Transformadores de distribución. Transformadores

reconstruidos. Primera Revisión.

NTE INEN 2133 Transformadores. Aceites aislantes para transformadores.

NTE INEN 2138 Transformadores de distribución. Certificados de

pruebas. Primera Revisión.

NTE INEN 2139 Transformadores monofásicos. Accesorios.

NTE INEN 2140 Transformadores trifásicos. Accesorios.



P1 = V1 x I1

(Voltamperios)I1

Im

I2

N1 > N2

I1 < I2

N1

N2

P2 = V2 x I2

(Voltamperios)

3

2

1

4

CORTE DEL NUCLEO

ARMADO NUCLEO TRIFASICO

3 COLUMNAS

NUCLEO MONOFASICO

ACORAZADO

ARMADO NUCLEO TRIFASICO

5 COLUMNAS


ELABORACION BOBINA

BAJA TENSION

ELABORACION BOBINA

ALTA TENSION

BOBINA TERMINADA

BAJA – ALTA TENSION


SIN CONECTAR CONEXION PARTE ACTIVA


A. TANQUE METALICO (LAMINA DE HIERRO DE 3mm)

B. AISLADORES BT DE PORCELANA CLASE 12 KV

C. AISLADORES AT DE PORCELANA CLASE 15-25-34.5 KV

D. MEDIO REFRIGERANTE (ACEITE MINERAL)


BUSHING WELL

INSERT

ELBOW CONECT



BAYONETA FUSIBLE BAYONETAAPARTARRAYO

AISLADOR BT

TIPO EX-MOUNT

SISTEMA DE ACEITE.-EL LLENADO DE ACEITE A LOS TRANSFORMADORES SE HACE AL VACIO A

09 ATMOSFERAS, Y CON UNA RIGIDEZ DIELECTRICA DEL ACEITE CON

UN VALOR MINIMO 40 KILOVOLTIOS. EL ACEITE ES CALENTADO A 40º

CENTIGRADOS DURANTE DOS HORA EN LA FILTROPRENSA

BOMBA DEL VACIOFILTROPRENSA


LOS TRANSFORMADORES SE CLASIFICAN SEGÚN:

III - 1 SEGUN LA FUENTE DE ALIMENTACION

III - 2 POR EL TIPO DE CONSTRUCCIÓN DEL NÚCLEO

III - 3 POR SU CAPACIDAD


A2. TRANSFORMADOR

BIFASICO

A1. TRANSFORMADOR

MONOFASICO

A3. TRANSFORMADOR

TRIFASICO


a. DE COLUMNA

b. ACORAZADO

PUEDEN SER NUCLEO APILADO O ENRROLLADO

TIPO ACORAZADO CON NUCLEO

APILADO


A. TRANSFORMADORES DE

DISTRIBUCIONHASTA 167 KVA 1F

HASTA 450 KVA 3F


A. TRANSFORMADORES DE POTENCIAMAYORES 167 KVA 1F

MAYORES 450 KVA 3F


A) SEGÚN EL MEDIO REFRIGERANTE PUEDEN

SER:

TRANSFORMADORES TIPO SECOS

TRANSFORMADORES INMERSOS EN ACEITE

B) CONVENCIONALES

C) AUTOPROTEGIDOS

D) TRANSFORMADORES TIPO PEDESTAL O

PADMOUNTED


PARTE ACTIVA GABINETE


TRANSFORMADOR TRIFASICO DE SIETE AISLADORES DE

BAJA TENSION PARA DOS VOLTAJES


A) E: 34500

B) E/E1Y: 13200/22860 Y

2400/4160 Y

C) E/E1GrdY:

39840/69000 GrdY

2 AISLADORES

DE AT. 5 – 333 KVA.

ALTA TENSION

TRANSFORMADOR

MONOFASICO



CONVENCIONAL

DETALLE DE

ACCESORIOSE1GrdY/E: 22860 GrdY/13200

22000 GrdY/12700

13200 GrdY/7620

PARARRAYO 8 KV.

BREAKER PARA BAJA TENSION

FUSIBLE DE EXPULSION DE ALTA TENSION



CSP

TIPO RADIAL

TIPO MALLA

D -1 TRANSFORMADOR MONOFASICO


D - 2 TRANSFORMADOR TRIFASICO

TIPO RADIAL TIPO MALLA



IV - 1 LAMINA MAGNETICA

1.- LAMINA MAGNETICA

MATERIALES MAGNETICOS.- MIENTRAS LAS CUALIDADES DE

LOS MATERIALES CONDUCTORES SE DEFINE MEDIANTE LA

RESISTIVIDAD, LOS MATERIALES MAGNETICOS SE

CARACTERIZAN POR LA PERMEABILIDAD ABSOLUTA μ, QUE ES

EL FACTOR DE PROPORCIONALIDAD ENTRE LOS MODULOS DE

LA FUERZA MAGNETICA H Y LOS DE LA INDUCCION

MAGNETICA β.

β = μ * H μ = β / H


HABITUALMENTE PARA CARACTERIZAR LAS PROPIEDADES

MAGNETICAS DE LOS MATERIALES SE RECURRE NO A LA

PERMEABILIDAD ABSOLUTA μ, SINO A LA PERMEABILIDAD

RELATIVA μr, QUE ES IGUAL A LA RELACION ENTRE LA

PERMEABIDAD ABSOLUTA Y LA DEL VACIO μo

μo = 1,256*10ˉ H/m μr = μ / μo = 0,8* μ*10

PARA EL VACIO Y EL AIRE μr = 1 H = 0,8*β*10

6 6

6


LOS MATERIALES FERROMAGNETICOS TIENEN UNA

PERMEABILIDAD MUY SUPERIOR A LA DEL VACIO (DEL ORDEN

DE MILES DE VECES) Y POR LO TANTO A IGUALDAD DE FUERZA

MAGNETICA SE OBTIENEN INDUCCIONES NOTABLEMENTE

MAS GRANDES.

Sef = E x 10 / (4,44*F*N2* β (cm.²))

A MAYOR INDUCCION, MENOR CANTIDAD DE LAMINA

MAGNETICA

8


2. LAMINA DE GRANO ORIENTADO

UN DECISIVO PROGRESO EN EL MEJORAMIENTO DE LAS CUALIDADES

DE LOS MATERIALES MAGNÉTICOS SE LLEVÓ A CABO CON EL

PROCEDIMIENTO DE LAMINACIÓN EN FRÍO, SEGÚN UNA INVENCIÓN

AMERICANA QUE SE REMONTA AL AÑO 1934.

ÉSTAS NUEVAS LAMINACIONES SE OBTIENEN DE UN PRELAMINADO EN

CALIENTE DE POCOS MILÍMETROS DE ESPESOR, CON UN CONTENIDO

DE SILICIO DE APROXIMADAMENTE 3%, SOMETIDO A LAMINACIONES

EN FRÍO Y RECOCIDOS INTERMEDIOS EN ATMÓSFERA NEUTRA.

UN AUMENTO DEL CONTENIDO DE SILICIO DA LUGAR A PÉRDIDAS POR

UNIDAD DE PESO MENORES, PERO EL NÚCLEO SE PUEDE SATURAR A

INDUCCIONES MÁS BAJAS, EL MATERIAL SE VUELVE MÁS FRÁGIL Y SE

TIENE UNA MAYOR ABRASIÓN SOBRE LOS TROQUELES QUE SE UTILIZA

PARA LA FABRICACIÓN.


3. AISLAMIENTOSÉSTOS MATERIALES TIENEN UNA AISLACIÓN SUPERFICIAL A BASE DE

UNA PINTURA INORGÁNICA DE ALTA RESISTENCIA MECÁNICA Y QUE

SOPORTA TEMPERATURAS SUPERIORES A 800ºC QUE ES LA

TEMPERATURA QUE ALCANZA DURANTE EL TRATAMIENTO TÉRMICO.

DEBE SER RESISTENTE DE ACEITE PARA TRANSFORMADORES

4. TRATAMIENTO TÉRMICOLAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LOS ACEROS PARA USO ELÉCTRICO

SON ESPECIALMENTE SENSIBLES A LAS TENSIONES INTERNAS. TODA

DEFORMACIÓN ORIGINA UNA DISTORSIÓN DE LA RED O MALLA

CRISTALINA, QUE AFRECTA A LA RELACIÓN ENTRE FUERZA

MAGNETIZANTE E INDUCCIÓN Y AFECTA POR LO TANTO, A TODAS LAS

CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL CON EL OBJETO DE RELEVAR ÉSTAS

TENSIONES Y RECUPERAR LAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS ORIGINALES,

ES NECESARIO LLEVAR A CABO UN TRATAMIENTO TÉRMICO. EL

TRATAMIENTO TÉRMICO SE EFECTUA EN HORNOS DE RECOCIDO A

800ºC CON ATMÓSFERA CONTROLADA (NITRÓGENO)


5. PROPIEDADES MAGNÉTICASEL ACERO AL SILICIO ES UNA ALEACIÓN DE HIERRO Y CARBONO QUE

CONTIENE EL SILICIO COMO ELEMENTO PRINCIPAL DE LA ALEACIÓN EN

UNA PROPORCIÓN DEL 1.8% AL 4%, DEPENDIENDO DEL TIPO DE ACERO.

SE OBSERVA EN LA TABLA QUE LOS VALORES PARA 60 HZ

CONSIDERANDO LA MISMA INDUCCIÓN ESTÁN AUMENTADOS UN 30%

DEL VALOR A 50 HZ

GradoEspesor

mm.

Densidad

gr/cm3

Máximas pérdidas W/Kgr

1,5 T 1,7 T

50

Hz 60 Hz 50 Hz 60 Hz

M - 2

M - 4 0,27 7,65 0,89 1,17 1,13 1,47

M - 5 0,3 7,65 0,97 1,28 1,18 1,55

M - 6 0,35 7,65 1,11 1,45 1,35 1,76


IV - 2 AISLAMIENTOS DE TRANSFORMADORES

1. DEFINICIONES

EL AISLAMIENTO DE LOS TRANSFORMADORES, SEAN ÉSTOS DE

DISTRIBUCIÓN Ó DE POTENCIA, ES EL MÁS COMPLEJO DE ENTRE

LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS EXISTENTES. ESTO DEBIDO AL ROL QUE

DEBE CUMPLIR EL TRANSFORMADOR EN UN SISTEMA ELÉCTRICO,

QUE REQUIERE ALTA CONFIABILIDAD, POR LO QUE SE HACE

NECESARIO EL EMPLEO DE DISTINTOS MATERIALES EN EL DISEÑO


2. MATERIALES

A) MATERIALES AISLANTES SÓLIDOS

ENTRE LOS MATERIALES AISLANTES SÓLIDOS TENEMOS:

A.1. PRESSPAN EN ROLLOS Y CARTÓN

EL PRESSPAN ES UN MATERIAL AISLANTE EN CAPAS, CON BASE DE

CELULOSA PARA LA CLASE A DE MATERIALES AISLANTES. JUNTO CON LA

ALTA RESISTENCIA A DESCARGAS DISRUPTIVAS Y LA BUENA CAPACIDAD DE

IMPREGNACIÓN CON ACEITE DE TRANSFORMADORES (DIELÉCTRICO DE

MEZCLA ACEITE – CELULOSA). LOS PRESPAN NO PRESENTAN NINGÚN

PUNTO DE FUSIÓN. DE AHÍ PUEDEN SOPORTARSE ALTAS CARGAS TÉRMICAS

DURANTE CORTO TIEMPO (EJ. : POCOS SEGUNDOS A 350 ºC). CON EL

PRESSPAN DIAMANTADO, CON RECUBRIMIENTO DE RESINA EPOXY EN

FORMA DE ROMBOS; LLEVA MEDIANTE APLICACIÓN DE TEMPERATURA,

PRESIÓN Y TIEMPO A UNA ADHESIÓN PARCIAL DEL CONDUCTOR

ELÉCTRICO CON EL AISLAMIENTO EN CAPAS, DANDO UNA RESISTENCIA

MECÁNICA MUCHO MAYOR.


MATERIALES AISLANTES SÓLIDOS

TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE

Detalle Espesor mm.

Densidad gr/cm3

Rigidez dieléctrica

kv/mm

Clase Empleo

Cartón Presspan

1.5 1.2 a 1.25 12 65 º Elaboración decasquillos, collarines,ductos derefrigeración

Papel Kraft

diamantado

0.13

0.25

0.9 a 1.1 12 65 º Aislamiento entrecapas de losdevanados de BT yAT

Papel crepé 0.14 0.71 10 65 º Elaboración deespaguetis para lasderivaciones y parael aislamiento determinales


EN LOS TRANSFORMADORES SECOS SE EMPLEAN:

A) PAPEL NOMEX PARA AISLAMIENTOS ENTRE CAPAS

B) DUCTOS TÉRMICOS 200º C PARA REFRIGERACIÓN

C) CINTA TÉRMICA 200º C PARA ENVOLVER LOS CONDUCTORES DE LOS

BOBINADOS

B) FLUIDOS DIELECTRICOS

LOS FLUIDOS O LÍQUIDOS DIELÉCTRICOS CUMPLEN LA DOBLE FUNCION

DE AISLAR LOS BOBINADOS EN LOS TRANSFORMADORES Y DISIPAR EL

CALOR AL INTERIOR DE ESTOS.

EL LÍQUIDO DIELÉCTRICO MÁS EMPLEADO ES EL ACEITE MINERAL, EL

CUAL SE OBTIENE A TRAVÉS DE PROCESOS DE REFINACIÓN DEL

PETRÓLEO DE MANERA SIMILAR A LOS ACEITES LUBRICANTES.

EL ACEITE DEBGE TENER UNA RIGIDEZ DIELECTRICA MINIMA DE 30 KV Y

UN PUNTO DE BUYICIÓN POR ENCIMA DE LOS 150º C. PARA LOS

TRANSFOMADORES SECOS SE EMPLEA EL BARNIZ DIELECTRICO CLASE H

200º C


UN CONDUCTOR ELÉCTRICO ES UN MATERIAL POR EL QUE PUEDE

HABER UN FLUJO DE CARGAS ELÉCTRICAS, CO0N CIERTA FACILIDAD Y

SIN DESCOMPONERSE QUÍMICAMENTE.

LA PRINCIPAL APLICACIÓN DEL CONDUCTOR ELÉCTRICO, ES EL

TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

LO QUE DEFINE LA CUALIDAD DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS ES

SU RESISTIVIDAD

2. RESISTIVIDAD (P)LA RESISTIVIDAD DE UN CONDUCTOR ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA AL

PASP DE LA CORRIENTE POR UNIDAD DE LONGITUD.

1. CONDUCTOR ELECTRICO

IV - 3 CONDUCTORES


3. PESO ESPECIFICO

MATERIAL ۴(Ωxcm²/cm) (kgr/cm³)ג

ALUMINIO 2,789 x 10 -6 2,703 x 10 -3

COBRE 1,724 x 10 -6 8,89 x 10 -3


EL HIERRO ES UN METAL MALEABLE, TENAZ, DE COLOR GRIS PLATEADO Y

PRESENTA PROPIEDADES MAGNÉTICAS; ES FERROMAGNÉTICO A

TEMPERATURA AMBIENTE, TIENE UNA DENSIDAD DE 7.65 gr./cm3

APLICACIÓN DEL HIERRO EN LOS TRANSFORMADORES

1. PERNOS PARA AJUSTE DEL YUGO

2. TEMPLETES DE 1/2 Y 5/8

3. PERFILES,VIGAS U,VIGAS H PARA ELABORACIÓN DE CULATAS Y

REFUERZOS DEL TANQUE.

4. PLANCHAS DE HIERRO CALIBRES 2mm., 3mm., 4mm.Y 6mm. PARA

ELABORACIÓN DE TANQUES

5. PLANCHAS DE 1mm. COL-ROLL (LAMINADO EN FRÍO) PARA

ELABORACIÓN DE LOS RADIADORES.

6. EJES DE 4”Y 6” PARA LA ELABORACIÓN DE LAS RUEDAS DE

TRANSPORTE.

7. PLANCHA DE ½”Y 1”PARA LA ELABORACIÓN DE OREJAS DE

LEVANTE

IV - 4 HIERRO


PERNO DE SUJECION YUGO

CULATAS

TEMPLETES


RADIADOR

TANQUE TRIFASICO


EL ACEITE DIELÉCTRICO PARA TRANSFORMADOR DEBE SER MINERAL DE

BAJA VISCOCIDAD Y ALTO PUNTO DE EBUYICIÓN. SE OBTIENE A TRAVÉS

DE PROCESOS DE REFINCIÓN DEL PETRÓLEO.

PRUEBAS AL ACEITE DIELÉCTRICO

1. PRUEBA DE LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA

OBJETO: Determinar la presencia de agentes contaminantes

como el agua, suciedad, polvo.

EQUIPO: Chispómetro.

VALOR MÍNIMO: 30 KV

MÉTODO: ASTM D877 Y ASTM D1816

2. NÚMERO DE ACIDEZ (NUMERO DE NEUTRALIZACIÓN)

OBJETO: Determinar la presencia de ácidos orgánicos que

degraden el sistema aislante

MÉTODO: ASTM D974

IV - 5 ACEITE


3. TENSIÓN INTERFACIAL

OBJETO: DETECTAR LA PRESENCIA DE LODOS EN EL ACEITE Y

CONTAMINANTES POR DEGRADACIÓN DE LA CELULOSA MÉTODO:

ASTM D971

4. COLOR

OBJETO: COMPARAR EL COLOR DE UNA MUESTRA DE ACEITE CON

COLORES DE PATRONES NORMALIZADOS, A LOS CUALES SE ASOCIA

UN GRADO DE DEGRADACIÓN Ó CONTAMINACIÓN DEL ACEITE

MÉTODO: ASTM D1500

5. CONTENIDO DE AGUA

OBJETO: DETERMINAR LA CANTIDAD DE AGUA EN EL ACEITE

AISLANTE, YA SEA EN FORMA LIBRE DETECTABLE POR EXAMEN

VISUAL, Ó DISUELTA EN TODO EL ACEITE, LA CUAL SOLO SE PUEDE

DETECTAR POR EXAMEN DE LABORATORIO. ÉSTA CANTIDAD DE

AGUA EN EL ACEITE SE MIDE EN PARTES POR MILLÓN (PPM)

MÉTODO: ASTM D1298


6. GRAVEDAD ESPECÍFICA

OBJETO: DETERMINAR LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL ACEITE. LA

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE UN ACEITE AISLANTE ES LA RELACIÓN DE

LOS PESOS DE VOLÚMENES IGUALES DE ACEITE Y AGUA A 15º C. LA

GRAVEDAD ESPECÍFICA ES UN INDICADOR DE LA CALIDAD DEL

ACEITE MÉTODO: ASTM D1298

7. FACTOR DE POTENCIA

OBJETO: DEFINIR LA MAGNITUD DE LA PÉRDIDA DE ENERGÍA

ELÉCTRICA DEL EQUIPO Y POR LO TANTO LA EFICIENCIA DE SUS

OPERACIONES. EL FACTOR DE POTENCIA DE UN TRANSFORMADOR SE

HA DEFINIDO COMO LA RELACIÓN EXISTENTE ENTRE LA POTENCIA

DISIPADA (PÉRDIDAS), EXPRESADA EN VATIOS Y EL PRODUCTO DEL

VOLTAJE EFECTIVO EN VOLTIOS PARA LA CORRIENTE EN AMPERIOS,

MEDIDOS EN DICHO EQUIPO EN EL MOMENTO DE LA PRUEBA. NOS DA

UNA IDEA DEL PASO Ó PÉRDIDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA A TRAVÉS

DEL ACEITE MÉTODO: ASTM D924


Prueba Unidades Norma ASTM

Equipo de Prueba * Valor de Aprobación

Rigidez Dieléctrica KV D-877 Chispómetro Hipotronics OCD-90 26 (mínimo)



Número de acidez Mg KOH/g D-974 Bureta Schott Geratte TZ-50/80 0.2 (máximo)

Tensión interfacial Din/cm D-971 Tensiómetro Fisher SF-20 24 (mínimo)

Color ___ D-1500 Colorímetro Gering 1 (máximo)

Contenido de agua Ppm D-1533 Coulometro Metrohm 684 KF 35 (máximo)

Gravedad Específica G/ml D-1298 Aerómetro 0.7 – 1.0 0.91 (máximo)

Tabla 3

Análisis en laboratorio del aceite Dieléctrico

* Valores recomendados por la IEEE C-1991

DENSIDAD DEL ACEITE: 0.891 gr./C3


HAY UNA SEGUNDA FORMA DE DETERMINAR LA CALIDAD DE LOS

ACEITES, EFECTUANDOLES UN ANÁLISIS DE LOS GASES COMBUSTIBLES

DISUELTOS EN ÉL.

LOS GASES COMBUSTIBLES SON GENERADOS POR FUNCIONAMIENTO

ANORMAL DEL TRANSFORMADOR, PRODUCTO DE

SOBRECALENTAMIENTOS Y ESFUERZOS ELÉCTRICOS.

LA CROMATOGRAFÍA DE GASES (CG) PUEDE DETECTAR FALLAS

INCIPIENTES EN LOS TRANSFORMADORES, A TRAVÉS DE LA PRESENCIA

DE GASES COMBUSTIBLES.

EL ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO CONSISTE EN LA EXTRACCIÓN Y

MEDICIÓN DE GASES QUE ESTÁN DISUELTOS EN EL ACEITE,

INCLUYENDO UNA IDENTIFICACIÓN Y MEDICIÓN DE CADA GAS

PRESENTE


IV - 7 CONMUTADOR


I. DATOS DE ENTRADA

POTENCIA: 50 KVA.

FASES: 1

FRECUENCIA: 60 HP

VOLTAJE AT: 13200 GrdY/7620

VOLTAJE BT: 120/240

TIPO: NUCLEO ENROLLADO

ACORAZADO.

BOBINA SANCUCHE

(BT – AT - BT )

POLARIDAD: ADITIVA (+)

GRUPO DE CONEXIÓN: Ii6

ANCHO FLEJE (b ): 18.4 cm.

INDUCCIÓN (β): 16000 gausse


II. CALCULA SECCION DEL NUCLEO Y ESPIRAS BT

En = 0.166 x √F x KVA = 0.166 x √60 x 50 = 9.09

V2 ; V2 240

N2 En 9.09

TOMAMOS N2 = 28 ESPIRAS

En = N2 = = = 26.4


240

28

E x 10 ⁸4.44 x F x β x N2

= 201.09cm²Sef =

Enf = = 8.57 Volt/Espira


Sef = a x b x 0.95 (cm²)

Sef 201.09 , a

0.95 X b 0.95 X 18.4 2

a = 11.6cm

b = 18.4cm

Sef = 202.76cm

β = 15869 gauss

= = 11.5cm = 5.75 = 5.8 ai =

DATOS

FINALES

i

i

i i

i

f

a = 2 x 5.8 = 11.6i


III. CALCULO BOBINA BT

KVA x 1000 50000

V2 240

TOMAMOS UNA DENSIDAD DE CORRIENTE ʆ2 = 2.5 A/mm²

= = 208.33AmpI2 =

I2 208.33

ʆ2 25

ESCOGEMOS UN ALAMBRE CUADRADO # 7 Sal = 12.86mm²

CALCULAMOS EL # DE ALAMBRES POR ESPIRA

= = 83.33mm²Sc2 =

Sc2 83.33

Sal 12.86

= = 6.47 # AL = 7# Alamb =


Sc2f = Sal x # 12.86 x 7 = 90.02mm²

HAY CUATRO FORMAS DE ESCOGER EL NUMERO DE CAPAS

1.- DE UNA CAPA

2.- DE DOS CAPAS


3.- DE TRES CAPAS

4.- DE CUATRO CAPAS COMPENSADO


COMO EL TIPO DE TRANSFORMADOR QUE HEMOS ESCOGIDO ES DE

“BOBINA SANDUCHE”, BOBINA DE AT EN MEDIO DE DOS DE BT,

TENEMOS QUE DIVIDIR LA BOBINA DE BT EN DOS SECCIONES, UNA

INTERIOR Y AL OTRA EXTERIOR

NUMERO DE SECCIONES = 2

ESPIRAS POR SECCION =

N2

2=14


DEFINIREMOS ENSEGUIDA LA ALTURA DE LA BOBINA.

HB = he + 2 X coll2

PRIMERO TERMINAMOS EL ANCHO DE CADA ESPIRA

EL ALAMBRE CUADRADO NUMERO SIETE TIENE LAS SIGUIENTES

MEDIDAS:

ANCHO = 3.82

ESPESOR = 3.82

Sal = 3.82 x 3.82 – 1.73 = 12.86mm²

3.82

3.82

ANESPI

3.82

ANESPI = ANCHO ESPIRA = 7 x 3.82 = 26.74


he = (ESPICAP + 1) x 1.025 x ANESPI (mm)

ANALIZAREMOS PRIMERO LA PRIMERA FORMA DE CAPAS:

DE UNA CAPA POR SECCION

ESPIRAS POR CAPA = = 14

he = (14 + 1) x 1.025 x 26.74 = 411.1mm

MUY ALTA LA BOBINA, ESCOGEMOS LA SEGUNDA FORMA

N2

2

HB

he

COLLARIN


DOS CAPAS POR SECCION

ESPIRAS POR CAPA = = 7

he = (7+1) x 1.025 x 26.74 = 219.26

COLLARIN DE 15mm

HB= he + 2 x coll2 = 219.26 + 2 x 15 = 249.26 (mm)

HBf = 250mm

MOLDE

N2

4

28

4

AM

BM

CM


AM = HB + 50 (mm) = 300mm = 30cm

BM = a + 8 = 124mm= 12.4cm

CM = b + 5 = 189mm = 18.9cm

PERIMETRO DEL MOLDE = PM = 2 = (BM+CM) = 62.6cm

AISLAMIENTO ENTRE CAPAS DE BT

CLASE: 1.2kv

BIL: 30kv

Vcr = VOLTAJE DE CRESTA = 36Kv

Vrc = VOLTAJE DE RUPTURA POR CAPA = = = 18Kv

DE TABLA AIS22 = AISLAMIENTO ENTRE CAPAS = 0.08mm

DE 0.25mm DE ESPESOR AIS22 = 0.25

Vcr x 2

#CAPAS

36 x 2

4

i

i


ALTA TENSION CLASE 15Kv

BIL = 95 Kv

Vcr = 165Kv

Vr/c = = 330Kv

DE TABLA AIS12 = 3mm = CASQ12

CALCULO ESPESOR BT INTERIOR

CASQUILLO BAJA NUCLEO = CASQ02 = 1.5mm

DUCTOS BT-NUCLEO = DUCTO2 = 0

DUCTOS ENTRE CAPAS DE BT-FRENTE = DUCT22F = 0

DUCTOS ENTRE CAPAS DE BT-COST = DUCT22C = 0

DUCTOS ENTRE BT- Y AT-FRENTE = DUCT12F = 6

DUCTOS ENTRE BT Y AT-COSTADO = DUCT12C = 0

165 x 2

1


AIS02 = (CASQ02+DUC02C) x 1.15 = (1.5+0) x 1.15 = 1.725

AIS12 = (CASQ12+DUC12C) x 1.15 = (3+0) x 1.15 =3.45

ESC02 = (NC x ESPE2+(NC-1) x AIS22+DUCT22C) x 1.15 = 9.07mm

RM21 = (2+AIS02+0.5 x ESC02) x 1.15 = 9.5mm

L2i = (PM+2 x 3.1416 x RM21 x 0.1) x 1.15 = 78.86cm)

RM31 = RM21+0.5 x (ESC02+AIS12) = 15.76mm

Gc2i = (L2i x N2 x 0.5+140) x Sc2 x 8.89 x 10 = 9.96 Kgr

R2i = L2i x N2 x 0.5 x 1.724 x 1.26 x 10 /Sc2 = 0.00266 ohm

WC2i = R2i x I2² = 115.5 = 116 Vatios

WCd2i = 2.36 x ʆ2² x Gc2i = 116 Vatios

-5

-4

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PRESENTACION INATRA ESPOL

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