RELACION DE CONEXIÓN DE TRANSFORMADOR TRIFASICO.

 Sabemos que la relación entre las tensiones de un transformador primarias y secundarias en vacío, coincidan con bastante aproximación con la relación existente entre el número de espiras primarias y secundarias. También se echa de ver, dada la finalidad propia de esta máquina, que la medida de la relación de transformación es de todo punto fundamental.

A fin de evitar inútiles pérdidas de tiempo, y dinero, caso de error en la construcción de los devanados, se suele proceder a la medida de la relación de transformación con anterioridad al proceso de secado y al montaje definitivo, debiendo luego repetir el ensayo una vez terminado el transformador.

 Los métodos principales son los siguientes:

 

Método directo.0 Método indirecto.

Método por proyección. ( Barbagelata ).

 

Tecnología previa

 

Las tres fases de cada bobinado tanto del primario como del secundario pueden ser conectadas entre sí, en estrella, triángulo y zig-zag, dando lugar a diferentes clases de transformadores.

 

En un transformador trifásico se conoce con el nombre de relación de transformador compuesta al cociente que resulta de dividir los valores de las tensiones de las líneas primarias y secundarias cuando el transformador trabaja en vacío.

 

mc=V1/V2 

Recibe el nombre de transformación de un transformador el valor del cociente que resulta de dividir los números de espiras de los bobinados primarios y secundarios.

 m=N1/N2 

 Transformador triángulo-triángulo, ( Dd.)

 En esta clase de transformadores, el bobinado primario y secundario están conectados en triángulo, resultando las tensiones de línea y de fase iguales.

 

mc = V1/V2 = E1/E2 = m

expresión que indica que mc = m.

 

Transformador estrella-estrella, ( Yy )

 En esta clase de transformadores, las tres fases de ambos bobinados están conectados en estrella, siendo la tensión de línea 3 veces mayor que la tensión de fase.

mc = V1 / V2= 3 * E1 / 3*E2 = m

 

expresión que indica que mc = m .

 

Transformador triángulo- estrella, ( Dy ):

 

En esta clase de transformadores, las tres fases del bobinado primario están conectadas en triángulo, mientras que las del bobinado secundario lo están en estrella.

mc= V1/V2 = E1 / E2* 3 = m/

 expresión que se indica que la relación mc es 3 menor que la relación m.

 Transformador estrella- triángulo, ( Yd )

 En esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario están conectados en estrella y las del secundario en triángulo.

mc= V1/V2 = E1 * /E2 = m*

expresión que indica que la relación de transformación mc es 3 veces mayor que la relación de transformación m.

Transformador estrella - zig- zag, ( Yz )

 Se consigue la conexión zig-zag descomponiendo cada fase del bobinado secundario en dos mitades, las cuales se colocan en columnas sucesivas del núcleo magnético y arrollada en sentido inverso y conectado los finales en estrella.

 mc = V1 = 3 . E1 = 3 . E1 = 2 . m = 1.15 . m ; 0.86 . V1

V2 3. E2 3 . E2 3 V2

Objetivos

 Estudio de las distintas conexiones y relaciones de transformación de los transformadores trifásicos.

 Puntos claves

 Saber realizar las distintas conexiones de los transformadores trifásicos, además de calcular su relación de transformación sabiendo el tipo de conexión.

 Herramientas necesarias

 Alicates universales, destornilladores.

 Materiales utilizados

2 voltímetros de CA. 1 transformador trifásico.

Bananas de conexión.

 Fases del proceso de trabajo

Estudio de las distintas conexiones y relaciones de transformación de los transformadores trifásicos.

Realización práctica de cada tipo de conexión y cálculo de su realización de transformación.

Completar la tabla de medidas.

 

Anexo : Presentamos algunos de los inconvenientes y ventajas que se nos presentan a la hora de ejecutar las siguientes conexiones: Conexión estrella-estrella, conexión estrella- triángulo, conexión estrella- zigzag, conexión triángulo-triángulo, conexión truiángulo-estrella,

 Conexión estrella-estrella

 Inconvenientes : El principal inconveniente de la conexión estrella-estrella es el desequilibrio de tensiones en la línea conectada al primario, que aparece cuando hay fuertes desequilibrios en la carga secundaria.

Así el transformador estrella-estrella, con neutro en ambos devanados, al sobrecargar una fase en el secundario, aumentará proporcionalmente la corriente en la fase del devanado de la misma columna del primario y por tanto, provocará un caída de tensión mayor en un conductor de línea que en los otros dos.

Si el transformador sólo dispone de neutro en el secundario , todavía es mayor el desequilibrio, puesto que una sobrecarga en el secundario provoca otra en el primario, que al carecer de neutro , hace que circule por las otras dos fases , sin que hayan variado las corrientes del secundario de estas fases . Un fuerte aumento de éstas, sin estar compensadas motiva una asimetría en los flujos y por tanto, un desequilibrio en las ff. ee. mm. Del primario y del secundario.

Ventajas: Una ventaja muy interesante que presenta este transformador es la posibilidad de sacar neutro, tanto en el lado de baja tensión como en el lado de alta tensión. El neutro permite obtener dos tensiones, como es el caso de líneas de distribución o bien de conectarle a tierra como medida de seguridad en cierto tipo de instalaciones.

En general, puede afirmarse que este tipo de transformadores es más utilizado para pequeñas potencias, ya que, además de las ventajas citadas, son más económicos. Por aplicarse un tensión a cada fase VL/3 y por consiguiente , disminuir el número de espiras aunque ha de aumentarse la sección de los conductores , por circular la corriente de línea por cada fase. Por otra parte, el aumento de sección de conductores favorece la resistencia mecánica a los esfuerzos de cortocircuito.

 Conexión estrella - triángulo

 Inconvenientes: No dispone de salida de neutro y por tanto, no tendrá utilidad en redes de distribución a dos tensiones. Por el mismo motivo, tampoco podrá conectarse a tierra el secundario. Cualquier interrupción en alguna fase del secundario deja fuera de funcionamiento el transformador

Aunque el primario puede conectarse a tierra como medida de protección de la línea , no es aconsejable, por dar lugar a la aparición de armónicos, siempre perjudiciales

CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS ENPARALELOIng. Ramón Rivero de la Torre.Instituto Tecnológico de Ciudad MaderoRESUMEN.

En las industrias, como en las Empresas Eléctricas, con frecuencia es necesario conectar bancosde transformadores en paralelo. Sin embargo, es conocido que para que ninguno de loscomponentes del nuevo banco se sobrecargue con su correspondiente calentamiento yenvejecimiento prematuro, es conveniente seguir ciertos lineamientos con respecto de lascaracterísticas de cada transformador.En este escrito primero enunciaremos todas las condiciones necesarias para que en el caso ideal, laconexión fuera satisfactoria. Después analizaremos específicamente las condiciones dedesplazamiento angular e impedancia, con algunos ejemplos.Palabras clave: Transformadores en paralelo. Defasamiento angular, Conexiones detransformadores.CONDICIONES NECESARIAS IDEALES PARA LA CONEXIÓN DE TRANSFORMADORESEN PARALELO.La regla clásica ideal para el paralelo de transformadores, es la de cumplir con los siguientesrequisitos:1.- Igual capacidad (con enfriamiento o sin enfriamiento) de devanados.2.- Igual impedancia (referida a la misma base de voltaje y capacidad).3.- Iguales voltajes lado alimentación y lado carga.4.- Igual relación de transformación en vacío.5.- Igual tipo de enfriamiento.6.- Diseño para igual altura de operación sobre el nivel del mar.7.- Que sean de la misma marca8.- Igual lote de fabricación.9.- Igual tipo de aislamiento (igual temperatura de operación).10.- Similar tiempo de uso (si son usados).11.- Iguales niveles de impulso (NBI).12.- Igual frecuencia.13.- Igual rotación de fases.14.- Igual polaridad.15.- Igual desplazamiento angular.16.- Similar valor de Megaohms de sus aislamientos.17.- Similar factor de potencia de sus aislamientos.18.- Similar propiedad Físico-Química de aceites.19.- Similar valor de Hi-Pot de sus aislamientos.20.- Similar corriente de excitación.21.- Similar resistencia de núcleo aterrizado.22.- Similar corriente de excitación.Para transformadores monofásicos, sólo se tomarán las que correspondan a sistemas monofásicos.En la práctica, como ustedes saben, no se toman en cuenta todas las características mencionadasanteriormente, pero sí las más significativas.Dentro de estas últimas, se analizarán sólo tres, que algunas veces es necesario reconsiderar,principalmente cuando aparecen las inoportunas emergencias, que casi a todos se nos hanpresentado en nuestro trabajo.DESPLAZAMIENTO ANGULAREs el ángulo de tiempo entre voltajes primarios y secundarios de referencia de un sistema trifásico.El ANSI establece que en un sistema delta-estrella (Alta y Baja Tensión) el sistema de alta tensión,está adelantado 30 grados con respecto al sistema de baja tensión. La medición de este ángulo, quees el desplazamiento angular, puede hacerse de dos maneras:l. Se trazan la recta que une la polaridad H1 de alta tensión con su neutrocorrespondiente y la recta que une la polaridad X1 con su neutro correspondiente(llamadas líneas de angularidad primaria y secundaria). Respectivamente, se unen lasterminales H1 y X1 y se mide el ángulo formado por las líneas de angularidad en dicho

vértice en el sentido contrario a las manecillas del reloj, partiendo de la línea deangularidad de baja tensión hasta la línea de angularidad de alta tensión. En la Figura No.1 se indica lo anterior para el caso de una conexión delta-estrella.Nota.- Para facilidad se recomienda poner al final de las líneas de angularidad, una flecha, paraindicar la dirección del vector y así poder medir el ángulo sin cometer errores.1. Tomando como base los voltajes de línea en alta y baja tensión y midiendo el ánguloen el vértice como en el caso anterior. En la Figura No. 2 aparece este caso para lamisma conexión anterior.En ambos casos, midiendo el ángulo en la dirección contraria a las manecillas del reloj, se tiene eldevanado de alta tensión adelante 30 grados con respecto al devanado de baja tensión.Aplicando el principio anterior y observando los diagramas vectoriales (figura No. 3) de lasconexiones de transformadores ya conocidas se establece lo siguiente:REGLAS PARA EL ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE TRANSFORMADORESTRIFÁSICOSLas combinaciones primario-secundarias reunidas bajo el mismo grupo dan un ángulo igual entre laf.e.m. de línea de uno y otro lado respectivamente, y pueden acoplarse en paralelo sin más que unirentre sí las terminales designadas con la misma inicial. Así, A1, A2, A3 pueden conectarse enparalelo; B1, B2, y B3 también; C1, C2, y C3 igualmente, y, por último D1, D2, y D3.En cambio, las combinaciones pertenecientes a dos grupos distintos son incompatibles en principio:A1 no puede acoplarse con D1 o D2, o con C1 o C2, etc., porque, existiendo coincidencia de fasesprimarias, no puede haberla entre las secundarias.Como puede observarse sí se pueden paralelar los transformadores de un mismo grupo.Podemos comprobar el paralelaje entre el transformador D1 con el D2.FIGURA No. 3Como puede observarse los dos transformadores tienen el mismo desplazamiento angular y por lotanto pueden paralelarse uniendo sus terminales correspondientes (ver figura No. 4)De esta manera se pueden comprobar que todos los demás grupos indicados en la Figura No. 3pueden ser paralelados ya que tienen los mismos desplazamientos angulares.Mediante un análisis vectorial se puede demostrar que algunos transformadores de un grupo sepueden paralelar con los de otro grupo, aunque aparentemente no es posible su acoplamiento. Estose realiza efectuando giros vectoriales tanto en el lado primario como en el lado secundario.CAPACIDAD E IMPEDANCIADos o más transformadores se pueden paralelar siempre y cuando sus impedancias sean, en ciertaproporción, inversamente proporcionales a sus capacidades y cuando la carga total a alimentar, nosobrepase la suma de los KVA que puede proporcionar dicho acoplamiento.Las fórmulas básicas para conectar en paralelo dos o más transformadores son las siguientes:(1) St = Sg o bien:ZgSt = S1 + S2 + S3 + … en KVA, en donde:Z1 Z2 Z3St es la potencia en KVA del grupo, a tensión del cortocircuito unitario en KVA.Sg es la suma de las capacidades del grupo, en KVA.Zg Es la impedancia del grupo de transformadores en por ciento.S1, S2, S3... es la capacidad del banco 1, del bando 2, del banco 3, etc., en KVA.Z1, Z2, Z3... es la impedancia del transformador 1, del transformador 2, del transformador 3, etc.,en por ciento.En el caso particular de 2 transformadores también se usan las siguientes formulas:(2) S1 Z2 = xS2 Z1 y(3) x + y = Carga total conectada al acoplamiento en KVA, en que:S1 es la capacidad en KVA del banco 1.

S2 es la capacidad en KVA del banco 2.Z1 es la impedancia del banco 1 en por ciento.Z2 es la impedancia en % del banco 2 en por ciento.x es la capacidad que puede proporcionar el banco 1, en KVAy es la capacidad que puede proporcionar el banco 2, en KVA.Veamos en los siguientes ejemplos como afectan las distintas capacidades e impedancias en losparalelos de transformadores.CASO AT1 = 1000 KVA. T2 = 500 KVA.Z1 = 4 % Z2 = 10 %55º de sobre 55º de sobretemperatura temperaturaAplicando fórmulas para el caso particular de 2 transformadores en paralelo tenemos:De (2) 1000 x 10 = x ; x = 5 de donde: x = 5y500 4 y yDe (3) Si X = 1000 KVA y = 500 KVA, debemos tener:x + y = 1500 KVA.6y = 1500.y = 250.x = 1250.Como el T1 se sobrecarga 250 KVA, consideraremos una carga de x = 1000, que es su máximacapacidad. Por lo tanto::1000y5y = 200 KVA.De esta manera la carga segura combinada, con el objeto de que el transformador T1 no exceda detemperatura sería de: 1000 + 200 = 1200 KVA.Supongamos ahora el caso inverso, o sea que el transformador de menor capacidad es el de menorimpedancia.CASO BT1 = 1000 KVA. T2 = 500 KVA.Z1 = 10 % Z2 = 4 %55º de sobre 55º de sobretemperatura temperaturaDe (2) 1000 x 4 = x o bien x = 4 de donde x = 0.8 y500 10 y y 5De (3) x + y = 155 KVA, sustituyendo:1.8 y = 1500 KVA.y = 833.33 KVA.x = 666.67 KVA.Como el T2 se sobre carga 333.33 KVA consideraremos y = 500 KVA que es la capacidadmáxima del T2. Luego:x5000.8x = 400 KVA.La carga combinada segura en este caso con objeto de que T2 no se sobrecargue sólo es de: 500 +400 = 900 KVA. Obsérvese que esta capacidad es menor de la que el banco T1 y que este paralelono es muy conveniente.A este respecto supongamos que en el ejemplo (CASO A) por alguna circunstancia la carga

aumenta hasta un total de 1500 KVA.En este caso el T1 de 1000 KVA se sobrecargaría en un 25% proporcionando 1250 KVA mientrasque el transformador T2 de 500 KVA sólo tomaría 250 KVA.Como puede verse esta distribución de cargas es favorable y podría usarse por periodos de tiempocortos sin peligro.En cambio en el ejemplo (B) si aplicáramos una carga de 1500 KVA, el caso sería extremadamentepeligroso para el transformador de 500 KVA ya que éste tendería a tomar 833 KVA, mientras queel de 1000 KVA apenas tomaría los restantes 667 KVA.Analicemos el siguiente ejemplo:Se tienen 3 transformadores, T1, T2 y T3 que se quieren conectar en paralelo, cuyas característicasson:T1 de 100 KVA , Z1 = 4 %T2 de 200 KVA , Z2 = 5 %T3 de 300 KVA , Z3 = 6 %¿Qué carga en KVA dará en cada transformador si se acoplan en paralelo?De (1) St = 100 + 200 + 300 o bien St = 115 KVA4 5 6Considerando la carga total a alimentar igual a la potencia del grupo, la impedancia del grupo es:Zg = 600, ó Zg = 5.22115Por lo que:Carga del banco 1: 100 x 5.22 = 130.5 KVA sobrecarga 30.5 KVA4Carga del banco 2: 200 x 5.22 = 208.8 KVA sobrecarga 8.8 KVA5Carga del banco 3: 300 x 5.22 = 261 KVA desaprovechado6Potencia aproximada del grupo 600 KVA.En caso de emergencia este acoplamiento podría operar en tiempos cortos.Por último veamos este caso.Se desean acoplar 2 transformadores, T1 y T2, en paralelo:T1 = 100 KVA T2 = 1000 KVAZ1 = 4.5 % Z2 = 5.5 %De (2) 100 x 5.5 = x de donde x = 0.122 y1000 4.5 yDe (3) x + y = 1100Si consideramos una carga a alimentar total de 1100 KVA tendremos:1.122 y = 1100y = 980.39 KVA carga que proporciona el T2.x = 119.61 KVA carga que proporciona el T1.Obsérvese que el banco T2 resulta sobre cargado. Considerando x = 100 KVA se tendrá:y = 100 o bien y = 819.66 KVA carga que da el T20.122x = 100 KVA carga que da el T1Obsérvese que agregando de 100 KVA al de 1000 KVA se traduce realmente a disponer de unacapacidad total de:819.66 + 100 = 919.66 KVA.Usando la formula No. 1 se tiene:St = 100 + 1000 , St = 204.03 KVA4.5 5.5Zg = 1100 , Zg = 5.3

204.03Carga del banco 1: 100 x 5.39 = 119.774.5Carga del banco 2: 1000 x 5.39 = 9805.5Resultados similares a los obtenidos con la formula No.2De los ejemplos anteriores se deducen algunas reglas importantes.a.- La máxima capacidad de un banco de transformadores en paralelo se obtiene cuando todos lostransformadores tienen la misma impedancia sobre la base de sus KVA de placa.b.- En el caso de que las impedancias no sean iguales, es más conveniente que el transformador demenor capacidad tenga la impedancia más alta.En el procedimiento anterior hay que hacer notar que las impedancias se tomaron como magnitudesescalares. Como sabemos, estas magnitudes son vectoriales en forma de números complejos. Sinembargo para resultados prácticos este grado de precisión no se requiere.BIOGRAFÍA.El Sr. Ing. Ramón Rivero de la Torre nació en Ciudad Madero, Tamps; estudió en el Instituto Tecnológico deCiudad Madero, obteniendo el título de Ingeniero Electricista en 1960 como miembro de la primeraGeneración.Laboró durante 30 años en la Comisión Federal de Electricidad, donde desarrolló trabajos en plantastermoeléctricas, hidroeléctricas y geotérmicas; en despacho de carga; y en construcción, operación ymantenimiento de subestaciones de potencia y distribución. También aplicó su ingeniería en áreas de áreas dedistribución y medición, tanto a nivel zona, departamental y divisional. Lo anterior lo desarrolló en 10 estadosde la República Mexicana.Durante el ejercicio de su profesión, el Ing. Rivero de la Torre ha recibido diversos reconocimientos, dentrode los que destaca el reconocimiento a nivel nacional por su labor relevante en el ejercicio profesional,entregado por la Federación de Colegios de Ingenieros Mecánicos Electricistas de la República Mexicana,A.C.Actualmente es Maestro de Ingeniería Eléctrica del I.T.C.M. Cuenta con 54 generaciones de egresados en suhaber, y es gerente de la Cia. Ingeniería Eléctrica Rivero, S.A. de C.V. que presta servicios profesionales a laindustria.BIBLIOGRAFÍA1.- Transformadores de Potencia, de Medida y de Protección.Enrique Ras.2.- Libro de Enciclopedia.C.E.A.C.3.- Libro de Técnico Electricista.Juan Corrales Martín4.- Localización de Fallas en Equipos Eléctricos.Stafford.5.- IEM de México. Conexión Estrella-Delta

CONEXIONES Y CALCULO DE TRAFORMADORES

Se utiliza en los sistemas de transmisión de alto voltaje, el lado de voltaje se conecta en estrella y el lado de bajo voltaje en delta.

 

 

-          Carga resistiva balanceada para la configuración en Estrella es

 

-          Carga resistiva balanceada para la configuración en Estrella es

 

Diagrama fasorial Estrella                Diagram fasorial Delta

 

Se produce un desfazamiento de 30º entre los voltajes de línea primario – secundario.

 

Conexión Delta – Estrella

 

Se utiliza en sistema de distribución, el primario de 13 800 voltios se conecta en delta y el secundario en estrella con el punto neutro conectado a tierra (208/120 V)

 

 

Carga resistiva balanceada para delta

 

 

Carga resistivia para estrella

 

Diagrama fasorial

 

Primario en Delta                                                   Secundario en Estrella

 

 

Se produce un desfazamiento de 30º entre los voltajes de línea Primario – Secundario

 

Conexión Delta – Delta

Se usa generalmente en sistemas con voltajes moderados, debido a que los embobinados operan con voltaje línea – línea.

 

 

Carga resistiva balanceada es

 

Diagrama fasorial

 

            Primario                                                                      Secundario

 

 

 

 

No hay desfazamiento entre las corrientes de línea

 

Conexión Delta – Abierta

Con esta conexión se transforma portencia trifásica utilizando únicamente dos transformadores: se emplea al dañarse un transformador de un grupo delta – delta o cuando se desea satisfacer la demanda agregando un tercer transformador

 

 

Diagrama fasorial

 

Primario                                                           Secundario

 

 

In = la corriente nominal de cada transformador en un sistema con transformadores conectados en delta abierta

 

 

La potencia máxima de dos tranformadores

 

 

(86% de la potencia nominal)

 

El transformador

En ocasiones es aconsejable cambiar los niveles de voltaje en una pequeña magnitud de 110 V a 120 V de 13,3 kV a 13,8 kV para compensar caidas de voltaje se utiliza el transformador.

Denominación (a) arrollamiento común, (b) arrollamiento a serie

 

 

Autotransformador elevador                               Autotransformador reductor

 

 

 

 

Relación entre VH  y VL

 

 

Relación entre IH  y IL.

 

Ventaja de la Potencia Aparente

Potencia aparente de entrada:

 

Potencia aparente de salida:

 

 

La potencia aparente de los devanados del tranformador son:

 

 

El incremento en la potencia aparente nominal de un autotransformador la de un transformador convencional, si Ns es muy pequeño, mayor es el incremento de potencia.

 

Transformadores de Medida (De Instrumentos)

Son transformadores utilizados en los sistemas de potencia para mediciones

El transformador de potencial

Es un transformador devanado especialmente con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Su potencia nominal es muy pequeña, y su único propósito es entregar una muestra del voltaje del sistema a los instrumentos de medición. Como su finalidad principal es el muestreo de la tensión debe ser muy preciso para que no distorsione los valores verdaderos.

 

Diagrama de conexiones

 

El transformador de corriente

Este transformador toma la muestra de corriente de una línea y la reducen a un nivel de magnitud seguro y medible.

Diagrama de conexiones

 

 

Prueba experimental del transformador (polaridad)

Permite determinar las polaridades relativas de los terminales de un transformador. Procedimiento

1. Se asumen arbitrariamente las polaridades del devanado de alta tensión H1, H2

2. Se conecta la terminal de alta tensión con el adyacente de baja tensión y se aplica un voltaje bajo (120 V, 240 V y 480 V) al devanado de alta tensión.

3.  

 

Los terminales adyacentes                                          Los terminales adyacentes

son de igual polaridad                                                     son de diferente polaridad

 

 

Análisis con carga balanceadaSistema trifásico con carga conectada en estrella

Condición de una carga balanceada

 

 

Los voltajes de fase

 

Las corrientes de línea

 

 

La corriente del neutro

 

 

En una carga trifásica balanceada la corriente total del neutro es cero.

Los voltaje de línea; son mayores en raíz de tres que los voltajes de fase y están adelantados 30º

 

 

Diagrama fasorial

 

Conexión en estrella - La potencia con carga balanceada

 

 

Es la diferencia de fase entre I a la potencia total disipada por fase

 

La potencia total disipada

 

Para la carga en estrella

 

 

La potencia total:

 

Sistema trifásico con carga balanceada conectada en Delta

 

 

Condición de carga balanceada:

 

Los voltajes de línea

 

Las corriente de fase

 

 

Cálculo de las corrientes de línea

 

 

Diagrama fasorial

 

 

 

Conexión en Delta – Potencia con carga balanceada

 

 

Es la diferencia de fase If y Vf  con Vf  = VL

 

La potencia por fase

 

La potencia total

 con 

 

 

 

Circuitos trifásicos con Carga Desbalanceada

Condición: Generador Balanceado

Carga desbalanceada conectada en Delta

 

 

Condición:

 

Los voltajes de línea

 

Las corrientes de fase

 

y

 

 

Carga desbalanceada conectada en estrella con el neutro de la carga conectado al neutro del generador

 

 

La conexión del neutro de la carga con el neutro del generador, mantiene equilibrados los voltajes.

 

Línea neutro de la carga.

Las Impedancias

 

 

Los voltajes de fase

 

Las corrientes de línea

;

y

 

Carga desbalanceada conectada en estrella con el neutro de la carga aislado del neutro del generador

 

Conversión a Delta

 

 

 

Los voltajes de línea

 

Se calculan las corrientes de Fase

 

Cálculo del desplazamiento del neutro

 

 

Se pueden plantear las siguientes ecuaciones fasoriales

 

Se dividen las ecuaciones entre las impedancias de cada fase

 

Se suman las tres ecuaciones

 

 

El desplazamiento del neutro (ver nuevo análisis al final)

 

 

Potencia de una carga desbalanceada conectada en delta

 

 

Diferencias de fase

 

La Potencia por fase

 

Potencia compleja total

 

Potencia activa:

 

Potencia Reactiva:

 

Potencia de una carga desbalanceada conectada en Estrella con NEUTRO ACTIVO

 

      

 

Diferencias de fase

 

con

 

La potencia por fase

 

Potencia activa

 

Potencia Reactiva

 

Potencia de una carga desbalanceada conectada en Estrella con NEUTRO DESACTIVO

 

 

 

Potencia de fase

 

Potencia activa

 

Potencia reactiva

La elección correcta de un banco de transformadores de distribución no es tarea que se pueda tomar a la ligera, por lo que el conocimiento a fondo de esta máquina es indispensable para todo proyectista eléctrico, por otra parte, poner fuera de servicio un transformador de distribución representa un serio problema para las empresas que se ocupan de prestar servicio de electricidad a las comunidades, ya que ello siempre trae consigo un apagón más o menos prolongado de un sector poblacional. No obstante, el caso se vuelve más dramático cuando la interrupción de las operaciones del transformador es causada intempestivamente por un accidente del equipo, pues a los inconvenientes arriba mencionados tendríamos que añadir el costo de reparación o reposición del transformador.Se tratarán sucesivamente los ensayos a transformadores de distribución.

2. Tipos de transformadores.

Tipo convencional de poste: Los transformadores de este tipo (fig. 1) constan de núcleo y bobinas montados, de manera segura, en un tanque cargado con aceite; llevan hacia fuera las terminales necesarias que pasan a través de bujes apropiados.

fig. 1

Los bujes de alto voltaje pueden ser dos, pero lo más común es usar un solo buje además de una terminal de tierra en la pared del tanque conectada al extremo de tierra del devanado de alto voltaje para usarse en circuitos de varias tierras. El tipo convencional incluye solo la estructura básica del transformador sin equipo de protección alguna. La protección deseada por sobre voltaje, sobrecarga y cortocircuito se obtiene usando apartarrayos e interrupciones primarias de fusibles montados separadamente en el poste o en la cruceta muy cerca del transformador. La interrupción primaria del fusible proporciona un medio para detectar a simple vista los fusibles quemados en el sistema primario, y sirve también para sacar el transformador de la línea de alto voltaje, ya sea manual, cuando así se desee, o automáticamente en el caso de falla interna de las bobinas.Transformador autoprotegido: el transformador autoprotegido (fig.2) tiene un cortocircuito secundario de protección por sobrecarga y cortocircuito, controlado térmicamente y montado en su interior; un eslabón protector de montaje interno conectado en serie con el devanado de alto voltaje para desconectar el transformador de la línea

en caso de falla interna de las bobinas, y uno o más apartarrayos montados en forma integral en el exterior del tanque para protección por sobrevoltaje. En caso todos estos transformadores, excepto algunos con capacidad de 5KVA, el cortocircuito opera una lámpara de señal cuando se llega a una temperatura de devanado predeterminada, a manera de advertencia antes del disparo. Si no se atiende la señal y el cortocircuito dispara, puede restablecerse este y restaurarse la, carga por medio de una asa externa . Es común que esto se logre con el ajuste normal del cortocircuito, pero si la carga se a sostenido por un tiempo prolongado tal que haya permitido al aceite alcanzar una temperatura elevada, el cortacircuito podrá dispararse de nuevo en breve o podrá ser imposible restablecerlo par que permanezca cerrado. En tales casos, puede ajustarse la temperatura de disparo por medio de una asa externa auxiliar de control para que pueda volverse a cerrar el cortocircuito por la emergencia hasta que pueda instalarse un transformador más grande.

fig. 2

Transformador autoprotegido trifásicos. Estos transformadores son similares a las unidades monofásicas, con la excepción de que emplea un cortocircuito de tres polos. El cortacircuito está dispuesto de manera que abra los tres polos en caso de una sobrecarga seria o de falla en alguna de las fases. (fig 3)

fig. 3

Transformador autoprotegido para bancos de secundarios. Esta en otra variante en la que se proporcionan los transformadores con los dos cortacircuitos secundarios paras seccionar los circuitos de bajo voltaje, confinar la salida de operación únicamente a la sección averiada o sobrecargada y dejar toda la capacidad del transformador disponible para alimentar las secciones restantes. Estos también se hacen para unidades monofásicas y trifásicas.Transformadores de distribución del "tipo estación": estos transformadores tienen, por lo general, capacidad para 250,333 ó 500KVA. En la figura 4 se ilustra un transformador de distribución del tipo de poste/estación. Para la distribución a redes de bajo voltaje de c.a. en áreas de alta densidad de carga, hay transformadores de red disponibles en capacidades aún mayores.

fig. 4

3. Instalación de los transformadores en los postes.

Los transformadores se instalan en los postes en la forma siguiente: los de 100KVA y menores se sujetan directamente con pernos al poste y los de tamaño de 167 a 500KVA tienen zapatas de soporte sujetas al transformador diseñadas para atornillarse a placas adaptadoras para su montaje directo en los postes o para colgarse de crucetas por medio de suspensores de acero que están sujetos con firmeza al propio transformador.Los bancos de tres transformadores monofásicos se cuelgan juntos de fuertes brazos dobles, por lo común ubicados en una posición baja en el poste o bien, de un soporte "agrupador" que los espacia entorno al poste.Tres o más transformadores de 167KVA y mayores se instalan en una plataforma soportada por dos juegos de postes que se encuentran separados por una distancia de 10 a 15 pies.. A menudo la estructura de la plataforma de los transformadores se coloca sobre las propiedades de los consumidores, para reducir la distancia que deben recorrer los circuitos secundarios y evitar la congestión de postes en la vía pública. Transformadores para sistemas de distribución subterráneos. Como están instalando más circuitos de distribución subterráneo, se han desarrollado transformadores especiales para dichos sistemas. El tipo de uso más extendido es el transformador montado en base, así llamado por estar diseñado para instalarse sobre la superficie de una loza de concreto o sobre una base. En la fig.5 se muestra un transformador típico. Las diferencias esenciales respecto a los transformadores del tipo de poste de las figuras 1 y 2 se tienen únicamente en la disposición mecánicas.

fig.5

1.- Una caja rectangular dividida en dos compartimientos.2._Un compartimiento que contiene el conjunto convencional de núcleo-bobinas.3.-Un segundo compartimiento para terminaciones y conexiones de los cables. Los conductores de cable primario están conectados por medio de conectores de enchufe para la conexión y desconexión de la carga. Los conductores del secundario van, por lo general, atornillados a terminales de buje.4.-Tienen fusibles de varias clases que van en un portafusibles colocado en un pozo que está al lado del tanque, de manera que pueda secarse del mismo.Otro arreglo de transformador está diseñado para funcionar en un bóveda subterránea (fig 5 y 6).

fig. 6

Este se parece más a un transformador del tipo de poste, pero normalmente se fabrica con un tanque de acero resistente a la corrosión, conectores de enchufe en el primario y una elevación de la temperatura en aire libre de solo 55˚C y dejar margen para la temperatura ambiente más alta que pueda realmente existir dentro de una bóveda.Otros tipos de instalaciones de transformadores. Los transformadores se instalan en bóveda debajo de las calles, en cajas de registro en plataformas al nivel del suelo, debajo de la superficie del piso, dentro de edificios o se entierran directamente cuando se emplea la construcción subterránea.Cuando se instalan dentro de edificios, en donde la posibilidad de que queden sumergidos en agua es remota, se usan transformadores y cortacircuitos del tipo aéreo o para interiores. La s bóvedas para transformadores dentro de un edificio se construyen a prueba de

incendio, excepto cuando esos transformadores son del tipo seco o están llenos con líquido no inflamable.

Transformadores sobre base de concretoBásicamente, es transformador de distribución, con la diferencia que va encerrado en un gabinete y montado sobre una base de concreto con facilidad para la entrada y la salida de conductores. Este tipo de instalaciones ha variado en el tamaño del gabinete, es decir, los fabricantes en competencia han reducido el volumen de los transformadores con el propósito de hacerlo más atractivo a la vista.Un transformador para instalaciones subterráneas residenciales se diferencia de uno aéreo, entre otras cosas, en que el equipo de protección y los desconectores forman parte integral del conjunto de transformadores y equipos.Es decir los fusibles y desconectores de entrada y salida son parte del transformador, esto cumple tanto en los pad mounted como los sumergibles.Los transformadores pad mounted presentan sus partes de alto voltaje accesible al operador, pero existen unidades con las partes de alto voltaje blindadas y con conexión a tierra. La protección eléctrica de estos transformadores consisten en pararrayos y fusibles. Un aditamento muy importante son los indicadores de fallas. Hay varios tipos pero su principal operación es el mismo. Actúan cuando circula por el cable en el cual están instalados una corriente superior a su ajuste. Esta corriente, bastante grande, solo es posible que se produzca bajo condiciones de cortocircuito en el cable primario. La indicación puede consistir en el encendido de una señal luminosa que indica que ha habido un cortocircuito.

Instalaciones.Debido al rápido crecimiento de las instalaciones subterráneas, es lógico que deben estudiar y evaluar métodos apropiados para servir este tipo de cargas, con el fin de determinar el o los métodos más económicos, desde el punto de vista tanto del consumidor como de la empresa.Como resultado de estas investigaciones realizadas en los últimos años en EE.UU., se ha concluido que las instalaciones más económicas para servir cargas trifásicas por medio de sistemas subterráneos de distribución son:1.- Sistemas completamente subterráneos :Se utilizan transformadores comerciales para instalaciones subterráneas en una tanquilla poco profunda, de bajo costo, y de concreto prevaciado, y un transformador(monofásico o trifásico)en túneles, con interruptores y fusibles en tanquillas similares. 2.- Sistemas parcialmente subterráneos: En este tipo de instalaciones los transformadores montado en la superficie o una base de concreto, los fusibles e interruptores

subterráneos o montados con el transformador.3.-Descripción de varios métodos alternativos:A continuación describiremos cuatro(4) métodos de servicio considerados como posibles alternativas para servir cargas trifásicas subterráneas y estas son:El primer sistema recomendado es una instalación completamente subterránea que utiliza transformadores comerciales subterráneos(TCS). El TCS es un banco de transformadores monofásicos con seccionadores y fusibles limitadores de corriente externamente reemplazables, todo esto en el mismo sótano. Los seccionadores y fusibles estarán instalados en las paredes del sótano y muy cerca de la puerta de acceso. Esto se hace con el fin de que el operador pueda realizar las operaciones del switcheo, operaciones de desconexión de terminales y reemplazó de fusibles limitadores de corriente sin penetrar al sótano. Los TCS son fabricados para ser usados en sótanos pequeños y permite una económica instalación.Hasta ahora lo TCS no son fabricados para capacidades mayores de 1000KVA y tensiones de 12 a 16 kilovoltios debido a las limitaciones que imponen los fusibles limitadores de corriente.La segunda instalación a considerar es básicamente la misma que la anterior, excepto que aquí se usa un transformador trifásico en vez de un banco de tres transformadores monofásicos. El gabinete para los interruptores en aceite los fusibles limitadores de corriente es similar al caso anterior.Este tipo de instalación en comparación con la primera se reduce en los costos del transformador trifásico ya que es mas pequeño y requiere menos espacio.El tercer tipo de instalaciones a considerar utiliza un interruptor de 200 amperios, trifásicos, e instalado subterráneamente y un transformador montado en la superficie sobre una base de concreto, además de fusibles limitadores de corriente montados en un gabinete e instalado de forma similar al transformador. El interruptor es completamente subterráneo y debe ser instalado en una tanquilla adyacente a la base de concreto del transformador. El transformador llevara fusibles limitadores de corriente en el compartimiento primario. Debido a las limitaciones existentes para los fusibles limitadores de corriente, este tipo de instalaciones no pueden usarse para capacidades mayores de 1000KVA.La última instalación a considerar es la de transformadores trifásicos montados sobre la superficie sobre una base de concreto y un gabinete de metal donde se instalan los fusibles interruptores de corriente. Esta instalación es la más preferida debido a su bajo costo, poco mantenimiento y su seguridad de personal y estética.Los fusibles de interrupción son de 400 amperios y son usados para cargas superiores a los 500KVA. La base de concreto para una ins6talación simple( un interruptor con fusible y un transformador) es

de 12´x15´x6" de concreto reforzado.La experiencia ha llevado a las compañías de servicio eléctrico a adoptar el montaje sobre la rasante del terreno, no existiendo en este tipo de montaje problemas de diseño, además, fácil operación y bajo costo. Sin embargo, este diseño no es recomendable desde el punto de vista estético o donde exista poco espacio para los equipos.Finalmente podemos citar algunas ventajas de los transformadores comerciales (TCS) frente los montajes en túneles, a saber: A.- Se requieren tanquillas de menor dimensión.B.- Unidades más compactas.C.- Bajo mantenimiento.D.- Rápida instalación.E.- Mayor seguridad.

Según normas CADAFE los transformadores de distribución monofásicos tipo pedestal debe cumplir las siguientes normas:.-Los transformadores con capacidad nominal contínuas en KVA, basadas en una elevación máxima de 65˚C promedio en los devanados, plena carga:15,25 y 50KVA..-Clase de aislamiento de 15KVA..-Impedancia no mayor del 3%..-Polaridad Aditiva..-Derivaciones: ±2.5% y ±5% del voltaje nominal primario..-Los fusibles deberán estar coordinados entre si para brindar el rango completo de protección. El fusible limitador operará solo en caso de fallas internas en el transformador. .-La cubierta de los transformadores tipo pedestal está integrada por un módulo donde se encuentra el tanque del transformador y el otro módulo donde de encuentran las conexiones, los cuales formarán un conjunto integrado..-La unidad no presentará bordes, salientes ni aristas agudas o cortantes. No tendrá tuercas ni elementos de fijación que sean removibles externamente..-Será construida a prueba de intrusos..-El fabricante deberá presentar certificados de pruebas de la menos del 10% de los transformadores a adquirir. .- La placa característica será metálica e inoxidable fijada al fondo del compartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en español:-Tipo de transformador(pedestal)-Nombre del fabricante.-Número de serial.-Año de fabricación.-Número de fases.-Frecuencia.-Capacidad (KVA).

-Voltaje nominal primario(Voltios).-Voltaje nominal secundario(Voltios).-Voltaje nominal en cada derivación (Voltios).-Nivel básico de aislamiento-BIL(KV)-Aumento promedio de temperatura en devanados(˚C).-Temperatura ambiente promedio diaria (40˚C).-Impedancia (%)-Peso total aproximado (Kg)-Diagrama de conexión (Unifilar)-Identificación del líquido aislante.-Litros aproximados del líquido aislante.

Según normas CADAFE los transformadores de distribución trifásicos tipo pedestal debe cumplir las siguientes normas:.-Los transformadores con capacidad nominal continuas en KVA, basadas en una elevación máxima de 65˚C promedio en los devanados, plena carga:75, 150, 300, 500 y 750 KVA.-Clase de aislamiento de 15KVA..-Impedancia: según capacidad del transformador.

Tolerancia: ±7.5%.-Tipo de núcleo: 5 columnas..-Tipo de conexión:Primario: estrella con el terminal común puesto a tierra.Secundario: estrella con el terminal común puesto a tierra..-Derivaciones: ±2.5% y ±5% del voltaje nominal primario..-Los fusibles deberán estar coordinados entre si para brindar el rango completo de protección. El fusible limitador operará solo en caso de fallas internas en el transformador. .-La cubierta de los transformadores tipo pedestal está integrada por un módulo donde se encuentra el tanque del transformador y el otro módulo donde de encuentran las conexiones, los cuales formarán un conjunto integrado..-La unidad no presentará bordes, salientes ni aristas agudas o cortantes. No tendrá tuercas ni elementos de fijación que sean removibles externamente..-Será construida a prueba de intrusos..-El fabricante deberá presentar certificados de pruebas de la menos del 10% de los transformadores a adquirir. .- La placa característica será metálica e inoxidable fijada al fondo del compartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en

español:-Tipo de transformador(pedestal)-Nombre del fabricante.-Número de serial.-Año de fabricación.-Número de fases.-Frecuencia.-Capacidad (KVA).-Voltaje nominal primario(Voltios).-Voltaje nominal secundario(Voltios).-Voltaje nominal en cada derivación (Voltios).-Nivel básico de aislamiento-BIL(KV)-Aumento promedio de temperatura en devanados(˚C).-Temperatura ambiente promedio diaria (40˚C).-Impedancia (%)-Peso total aproximado (Kg)-Diagrama de conexión (Unifilar)-Identificación del líquido aislante.-Litros aproximados del líquido aislante.

Filosofía de distribución.En la construcción o reparación de transformadores de distribución, al concluir el proceso de montaje se efectúa un protocolo de pruebas antes de entregarlo. Estas pruebas son conocidas como pruebas de control de calidad de la fabricación o reparación. Las pruebas en campo se hacen posteriormente para cerciorarse que el equipo recién instalado no ha sido dañado en el transporte o en su instalación. Con estas pruebas podemos exigir de ser necesario, un mantenimiento correctivo o devolver la máquina a la fábrica si el desperfecto es grave.También con estas pruebas podemos sentar el punto de partida de un buen mantenimiento, empezando un historial de pruebas con el fin de constatar en el futuro, el progresivo envejecimiento del equipo ya en uso y prepararle una parada correctiva, o cerciorarnos de que el equipo cumple con todas sus funciones de una manera segura y eficiente.

Protocolo de pruebas de recepción.Esta prueba se efectúa normalmente en los equipos nuevos o reparados. Estas pruebas se hacen para determinar lo siguiente:a)Si el equipo cumple con las especificaciones y para establecer los parámetros de pruebas futuras.b)Para asegurarse que el equipo fue instalado correctamente y sin sufrir daños.

4. Comparación de grupo de transformadores monofásicos VS. Los transformadores trifásicos.

Conceptos Generales Sobre Las Transformaciones Polifásicas.Los sistemas de energía eléctrica de corriente alterna, nunca son

monofásicas. Actualmente, se utilizan casi exclusivamente los sistemas trifásicos, tanto para la producción como para el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Por esta razón, resulta de ineludible interés el estudio de los transformadores trifásicos.Se entiende por transformación polifásica, la de un sistema polifásico equilibrado de tensiones, en otro sistema polifásico de distintas características de tensiones e intensidades, pero también equilibrado.Toda la teoría aprendida en asignaturas anteriores sobre transformadores monofásicos, se aplica íntegramente y es válida para cualquier tipo de transformación polifásica, ya que basta considerar las fases una a una y nos encontramos con varios sistemas monofásicos. Pero al considerar el sistema trifásico como un conjunto, se plantean nuevos problemas , relacionados con los armónicos de flujo y de tensión, con las conexiones, polaridades y desfases, etc..

Elementos De Una Transformación Trifásica-Trifásica.Una transformación trifásica-trifásica consta de un primario, en conexión trifásica equilibrada, que alimenta un sistema trifásico. Para abreviar, a este tipo de transformación le llamaremos simplemente transformación trifásica.

Una transformación trifásica puede efectuarse de dos formas:a)mediante tres transformadores monofásicos independientes, unidos entre si en conexión trifásica.b)mediante un solo transformador trifásico que, en cierto modo, reúne a tres transformadores monofásicos. En este caso, la interconexión magnética de los núcleos puede adoptar diversas disposiciones, que examinaremos más adelante.

Transformación Trifásica mediante tres Transformadores Monofásicos.Para esta transformación, se utiliza tres transformadores monofásicos de igual relación de transformación. Los primarios se conectan a la red trifásica de donde toman la energía y los secundarios alimentan el sistema trifásico de utilización.

Los transformadores son completamente independientes entre si, por lo que los circuitos magnéticos también lo son, no produciéndose, por lo tanto, ninguna interferencia o interacción entre los flujos magnéticos producidos.Cada transformador lleva dos bornes de lata y dos de baja que se conectan entre si de forma que pueda obtenerse la transformación trifásica deseada, véase, por ejemplo, en la figura 2 las conexiones a realizar sobre los tres transformadores monofásicos, para obtener una transformación estrella-estrella, con neutro.El sistema es costoso y las pérdidas en vacío resultan elevadas, a causa de la presencia de tres circuitos magnéticos independientes; desde este punto de vista, es preferible la instalación de un solo transformador trifásico. Sin embargo, en muchas ocasiones pueden resultar más económicos los tres transformadores independientes; por ejemplo, cu8ando, por razones de seguridad en el servicio es necesario disponer de unidades de reserva: con tres transformadores monofásicos basta otro transformador monofásico, con potencia un tercio de la potencia total, mientras que un transformador trifásico necesitaría otro transformador trifásico de reserva, con potencia igual a la de la unidad instalada.Este sistema de transformación se emplea, sobre todo, en instalaciones de gran potencia, en las cuales, puede resultar determinante el coste de la unidad de reserva.

Conexión en paralelo de transformadores monofásicos.Si se necesita mayor capacidad pueden conectarse en paralelo dos transformadores de igual o distinta potencia nominal. Los transformadores monofásicos de polaridad aditiva o sustractiva pueden conectarse en paralelo satisfactoriamente si se conectan como se indica a continuación

Y se cumplen las condiciones siguientes:1)Voltajes nominales idénticos.2)Derivaciones idénticas.3)El porcentaje de impedancia de uno de los transformadores debe estar comprendido entre 92.5% y el 107.5% del otro.4)Las características de frecuencia deben ser idénticas. Transformación Trifásica Mediante un solo Transformador Trifásico.El transformador trifásico resulta siempre de la yuxtaposición de los circuitos magnéticos de tres transformadores monofásicos, aprovechando la composición de flujos en una u otra parte de dichos circuitos magnéticos para conseguir una reducción en sus dimensiones. Por lo tanto, resulta determinante el acoplamiento magnético de tres transformadores monofásicos, para lo que se emplean diversas disposiciones.

Grupo de conexión de los transformadores.En los sistemas polifásicos, se entiende por conexión las forma de enlazar entre si, los arrollamientos de las distintas fases. En los transformadores trifásicos, los arrollamientos pueden estar montados en una conexión abierta (III), conexión en triángulo (D), conexión en estrella (Y) y conexión zigzag (Z).Las conexiones D e Y son el empleo general y la Z se emplea solamente para baja tensión. El tipo abierto (III) tiene aplicación en el caso de transformadores suplementarios o adicionales, de los que hablaremos más adelante. En el sistema Z, cada fase va montado por la mitad sobre 2 columnas y estas mitades se montan en oposición, siguiendo un orden de permutación circular de núcleos. La tensión correspondiente a cada fase resulta de la composición de dos tensiones, desfasadas 60º entre sí.Las conexiones utilizadas en la práctica están normalizadas en grupos de conexión, que hemos representado en la figura 6. El grupo de conexión caracteriza las conexiones de los arrollamientos (alta y baja tensión) y la fase de las tensiones correspondientes a dichos arrollamientos. Cada grupo se identifica con una cifra que multiplica por 30º (véase Fig. 5) da como resultado el desfase δ, en retraso, que existe entre las tensiones del mismo gιnero (simples o compuestas), del secundario, respecto al primario del transformador en cuestión. La designación de los diversos tipos de conexiones, se hace tomando letras mayúsculas (D, Y, Z) para el lado de alta tensión, y letras minúsculas (d, y, z) para el lado de baja tensión. En la figura 6 se han indicado con trazo más yeso los grupos de conexión más en la práctica con indicación de sus aplicaciones más importantes. Para elegir el grupo de conexión más apropiado en cada particular, una de las condiciones más importantes que debe tenerse en cuenta es la determinación previa de si el arrollamiento de baja tensión ha de trabajar con carga desequilibrada y corriente en el neutro (esto último solo resulta posible en las conexiones y ó z). Desde el punto de vista del equilibrio magnético y atendiendo, por lo tanto, a la disposición y a las pérdidas adicionales, sino existe neutro en el lado de alta, la carga desequilibrada solamente será admisible dentro de ciertos límites. La carga, referida a la nominal, tolerable en el conductor neutro de un sistema trifásico no debe pasar de los siguientes valore:-Conexión Y y, sin devanado terciario:1.Transformadores acorazados, transformadores de cinco columnas y bancos de 3 transformadores monofásicos:0%2.Transformadores de tres columnas:2.1 Sin bobina de puesta a tierra en el lado de alta:10%2.1 Con bobina de puesta a tierra en el lado de alta:30%-Conexiones Y y, con devanado terciario:100%-Conexiones D y:100%-Conexiones Y z:100%

Con pequeñas potencias y altas tensiones nominales, resulta inadecuada la conexión en triángulo para el lado de alta tensión, por razones constructivas.Cuando se prevé que el conductor neutro del lado de baja tensión, ha de tener carga, se adoptará preferentemente la conexiónYz.

5. Transformadores montados en base de concreto (pad mounted)

Es muy importante que el inspector verifique en este tipo de transformadores lo siguientea)Marca y Tipo: observará que sean los aprobados por la empresa. Para ello deberá solicitar del departamento correspondiente, una lista del equipo aprobado.b)Condición de Montura y Gabinete: Observará las condiciones interiores y exteriores del gabinete. La base de concreto deberá estar de acuerdo a las normas y correctamente niveladas sobre un terreno firmemente apisonado, para evitar que se incline en el futuro.c)Distancias de despeje: Aplicara las mismas consideraciones que en el caso de las unidades seccionadoras.d)Conexiones de los neutros: Igual que las unidades seccionadoras.e)Terminaciones de los cables: Igual que las unidades seccionadoras.f)Capacidad en KVA : la capacidad en KVA deberá ser la indicada en el plano.g)Indicaciones de fallas: El inspector deberá verificar que su instalación se haga correctamente. Puede hacerse sobre la cubierta semiconductora, pero no sobre el conductor neutral. Los indicadores pueden también ser parte integral de un desconector.h) Fusibles y cuchillas: Deberá verificar que cualquiera que sea el tipo de montura, estas estén de acuerdo al equipó aprobado y que su capacidad de carga en amperios sea la correcta.i) Conexiones de cables primarios: Igual que unidades seccionadoras.j) Conexiones de tomas secundarias y de servicio: El inspector verificara que las conexiones estén debidamente efectuadas. Deberá tener especial cuidado cuando se utilicen conductores de aluminio. Debe recordar que un conductor de aluminio no se puede conectar directamente a uno de cobre, sino que hay que utilizar un conector especial.k) Pararrayos: Debe verificar que se instalen los pararrayos del voltaje de operación en los puntos indicados en los planos.Terminales de los tubos: Observara que los tubos de entrada y salida de los cables estén debidamente terminados en campana u otro terminal aprobado.m) Identificación de los conductores: El inspector debe verificar que la identificación de los conductores primarios y secundarios sea correcta y completa; que indique hacia donde cada cable y que se usen los

métodos apropiados de acuerdo a la numeración indicada en el plano y procedimientos de la empresa.

Transformadores SumergiblesEn este tipo de montaje se verificara lo siguiente:Cilindro de concreto o plástico: El inspector debe verificar que la proximidad a la cual se instala el cilindro sea de tal manera que el tope queda a ras con el nivel de terreno. Si el cilindro es de plástico se asegurara que mantiene su forma cilíndrica y que no ha sufrido roturas .Los cilindros de plástico deberán esta reforzados con un anillo de hormigón de 16*16 cm., a todo su alrededor y a ras con el terreno para evitar deformaciones. Para el sistema de drenaje se requiere una capa de 65 cm. . De piedra picada de 2.5cm. , sobre esta piedra se instalaran dos canales de acero galvanizado que se reduce el contacto del casco del transformador con la superficie húmeda, además de proveer espacio para la circulación de aire.Transformador sumergible: Se debe verificar que corresponda a la capacidad y tipo especificado en el plano. Es decir, si el transformador requiere desconectores en aceite o no.

Conexiones:Primarias: Las conexiones primarias en estos transformadores deben ser cuidadosamente inspeccionadas en el momento de la instalación. El método utilizado es el de codos premoldeados; y una instalación deficiente de estos codos ha sido causa frecuente de interrupciones. Se debe verificar al momento de la instalación que el diámetro del cable corresponda al que acepta el codo, y que las medidas tomadas en la preparación del cable son las que especifica el fabricante.Secundaria: De igual manera, las conexiones secundarias deben ser cuidadosamente inspeccionadas. El conector tipo mole es uno del tipo de aluminio aun cuando los conductores sean de cobre. Debido a las diferencias en el coeficiente de expansión entre ambos metales, bajo condiciones de carga o corto circuito las conexiones tienden a aflojarse.Conexiones de neutro: Se harán de la misma forma que en los transformadores sobre bases de concreto. Todas las conexiones se harán con conectores a compresión y solo el conductor será el que se conecte a la varilla de tierra con un conector a tornillo.Identificación de conductores primarios y secundarios: En los conductores se debe indicar su procedencia o destino .n) Inspección final: Se verificara , que tanto la tapa de acero como el protector de plástico estén correctamente instalados y libres de desperfectos

Paso De Aéreo A SubterráneoAnteriormente se ha mencionado las precauciones que se deben tomar para la instalación de los conductores en tomas primarios; nos referimos ahora a la instalación de los componentes de dicha toma. En

este caso, el inspector debe verificar:a)Cajas y Porta cuchilla: El inspector verificará que las cajas cumplan con los requisitos en cuanto a voltajes, capacidad nominal en amperios y marca o tipo que aparezcan en los planos. La separación entre las cajas no será menor de 36 cm. Y de 18cm. De la parte viva de una caja a la estructura o poste.b)Pararrayos: Se debe verificar que el voltaje del sistema y que la separación de montura de éstos corresponda a la de las cajas.c)Terminaciones: Es muy importante que el inspector esté presente cuando se instalen las terminaciones de los cables y deberá verificar:-Marca y Tipo: La marca y tipo deberán ser los que aparezcan en los planos. Deberán ser del tipo resistente a los agentes atmosféricos.-Voltaje de la terminación: No será nunca menor que el voltaje de los cables. En los casos que la instalación esté cerca del mar su estructuración será de porcelana.-Conexión a tierra: Las partes metálicas de las terminaciones (o adaptadores metálicos) estarán conectadas entre si al neutro del sistema y a tierra por medio de conectores o compresión.-Tubos de protección de la toma: El inspector verificará que la clase y tipo del tubo o conducto que contiene los cables primarios, sea del tipo que aparecen en los planos.-El inspector debe verificar que ser realicen todas las pruebas que normalmente se hacen a los conductores, dichas pruebas son:-Pruebas de resistencias de puesta a tierra.-Pruebas de resistencia de aislamiento.-Pruebas de continuidad.Pruebas de laboratorio utilizadas para detectar, en su epata inicial las posibles fallas de transformadores.Si observamos el triangulo de causa y efectos podemos concluir que existen dos síntomas muy importantes que indican que algunos problema se gesta dentro del transformador y que pueden medirse con precisión sin que el transformador sea puesto fuera de servicio. Esos síntomas son:

El recalentamiento del equipo.La producción de gases dentro del equipo.El primer síntoma es fácilmente detectable con solo ver los indicadores de temperatura instalados en el equipo y el segundo analizando los posibles gases disueltos e n el aceite aislante o los acumulados en el espacio libre en la parte superior de la caja del transformador. Cabe indicar que la mayoría de los transformadores de distribución tienen hoy alarmas que indican recalentamiento del equipo por encima de una temperatura de operación predeterminada y la presencia de gases combustibles dentro del transformador.

Sobrecalentamiento del equipoEl sobrecalentamiento de un transformador de distribución es un síntoma que no necesariamente indica que algún problema se esta comenzando en el equipo, pues una sobrecarga temporal del transformador puede ser causa de recalentamiento. Lo que realmente debe preocupar son los aumentos de temperatura permanentes y continuados, ya que ello puede indicar algún sobrecalentamiento localizado o punto caliente dentro del equipo, que puede ser detectado con un analizador de rayos infrarrojos.

Guía de Indicadores de deterioración.La cromatografía es una técnica empleada con constante éxito en la separación e identificación de diferentes tipos de hidrocarburos. En principio se utilizo preferentemente la cromatografía en fase gaseosa en la cual era necesario evaporar los diferentes componentes presentes en la mezcla de hidrocarburo para que luego pudiesen ser separados convenientemente. Esta técnica es la que se utiliza para los transformadores de distribución en operación.

Interpretación de los resultados de las pruebas practicadas a un transformador de distribución.El análisis de las pruebas de laboratorio para determinar las fallas de

transformadores, es una tarea difícil y delicada, ya que para ello se necesita tener un amplio conocimiento, tanto de la teoría y operación de los equipos utilizados en dichos análisis, como de todos los aspectos relacionados con las reacciones que normalmente hacen posible la obtención de los resultados logrados.Conviene recordar que la solubilidad de los gases en los líquidos decrece con los aumentos de temperatura y que, por otra parte, la reactividad química de ellos se incrementa considerablemente con los aumentos de temperatura, por lo cual la cantidad y la naturaleza misma de la mezcla de gases que se puede estar formando en un momento dado van a se diferentes de las que podíamos encontrar disueltas en el aceite o acumuladas en los espacios libres del transformador, tales como los colectores de gas.Entre los gases que se forman durante las fallas de operaciones anormales de los transformadores, muchos de ellos son de naturaleza química muy activa; las olefinas frente al hidrógeno y al oxigeno, el oxigeno frente al hidrógeno, el monóxido de carbono frente al oxigeno, etc. Esto significa que no todo el volumen de un determinado gas producido durante una falla momentánea de un transformador va a permanecer por mucho tiempo como tal dentro del equipo, sino que posiblemente su volumen va aumentar o disminuir de acuerdo con las reacciones posteriores que puedan ocurrir entre los gases que se produzcan, simultáneamente o en diferentes intervalos, como consecuencia de estas fallas.Además, parte de los gases , que se forman en el seno de dicho aceite y remanente se deposita en los colectores de gas, colocados en la parte externa superior del equipo. La proporción de cada gas que se quedara disuelta en el aceite dieléctrico es una función de la solubilidad de dichos gases en el aceite, por lo cual dos gases que se forman a la misma rata durante una falla que tiene diferentes solubilidades en el aceite, se distribuirán de una manera diferente entre lo que queda disuelto en el aceite y lo que se acumula en los colectores de gas. En vista de todas estas consideraciones es que se hacen mas complejas la interpretación de los análisis de los gases presentes en un transformador de distribución, para relacionarlos con la posible falla que pudiese estar en el equipo. Se puede ver además como es importante dejar claramente establecida la procedencia de la muestra y las condiciones en que fue tomada.Con relación a este punto conviene mencionar que las muestras de gases provenientes de los transformadores de distribución pueden provenir de las siguientes fuentes:

Colectores de gas del transformadorRelays .Aceite dieléctrico.Esta procedencia hay que dejarla claramente establecida pues de lo

contrario el análisis no tendrá valor alguno para evaluar la condición del transformador.Protocolo de pruebas:Manual de ensayos para transformadores de distribución monofásicas.La verificación de las características técnicas de los transformadores, plantea la necesidad de desarrollar una estrategia especifica con el fin de:1.- Garantizar que los transformadores cumplan con las especificaciones mínimas exigidas por partes de cadafe.2.-minimizar las fallas en el sistema, cuando estos estén en servicio, lo cual redunda en beneficio del subscriptor y de la imagen de la empresa.Ensayos de rutina1.-ensayo por tensión aplicada1.1 Objeto: verificar que no exista falla en la llamada aislación principal, es decir, entre los devanados mismos y entre los devanados y tierra.1.2 Equipos requeridos:Un autotransformador o transformador elevador.Un cronometro.Un kilo-voltimetro1.3Esquema de conexión:ver anexo #11.4 Generalidades1.4.1 La tensión a ser aplicada en el devanado de alta debe ser de 34KV y en lado de baja debe ser de 10KV.1.4.2 La duración del ensayo es de 60 seg. Para cada devanado.1.4.3 Si se realiza nuevamente ensayos de recepción por tensión aplicada o por tensión inducida en un transformador que ya a satisfecho una vez estos ensayos de tensión aplicada en estos nuevos ensayos no deberá sobrepasar en un 75% de latensión de ensayo original.1.4.4 El devanado no ensayado y el tanque se conecta a tierra.1.5 Procedimiento:1.5.1 Comenzar el ensayo con una tensión no mayor a 1/3 de valor especificado para el devanado que se está ensayando.1.5.2 Transcurrido el tiempo de ensayo se disminuye la tensión rápidamente momento menor a 1/3 de la tensión completa antes de la apertura del circuito de alimentación.1.6 Criterio de aceptación: Una vez finalizado el ensayo se considera satisfactorio si durante el tiempo de duración del mismono se presentan anomalías dentro del transformador tales como:1.6.1 Ruido audible1.6.2 Humo1.6.3 Burbujas1.6.4 Aumento súbito de la intensidad consumida.1.7 causas frecuentes de fallas: Durante el ensayo la corriente aumenta

bruscamente a consecuencia de: 1.7.1 Baja aislación entre la s espiras 1.7.2 Defecto del papel aislante.1.7.3 Bajo nivel de aceite.2.-Medición de las perdidas debido a las cargas.2.1 Objeto: Este ensayo sirve para determinar las perdidas en los arrollados y la tensión de cortocircuito.2.2 Equipos requeridos:Un voltímetroUn amperímetroUn WattímetroUn termómetroUn transformador de tensión variable.2.3 Esquema de conexión:ver anexo #22.4. Generalidades:2.4.1 Determinar el valor de la corriente nominal:PP = VP *x IP

PP

Donde IP = VP

VP: Tensión nominal del primario en voltios.PP: Potencia nominal en Voltamperios.IP: Corriente nominal del primario en amperios.2.4.2 Cortocircuitar el lado de baja tensión.2.4.3 Leer la temperatura ambiente del aceite, calcular a continuación el factor de relación de temperatura:Para devanado de cobre:234,5 + 85°C.F.r.t.=234,5 + T.A.(° C.)Para devanado de aluminio:225 + 85°C.F.r.t.=225 + T.A.(° C.)2.5 Procedimiento:2.5.1 Se aplica tensión al devanado de alta, hasta alcanzar la intensidad nominal de este devanado.2.5.2 Se registra la lectura en el Wattímetro y voltímetro.Los valores obtenidos de potencia se multiplican por el factor de relación de temperatura a 85°C.

Calculo de la impedancia de cortocircuito:Una vez obtenidas las perdidas a 85°C. Y la tensión de cortocircuito se determina la impedancia de cortocircuito en %:

(Pcc 85°C.)2 – (Pcc A)2 (Vcc)2

Zcc%= 100 +(Pn)2 (Vnp)2

Pcc 85°C=Perdidas debidas a las cargas corregidas a 85°C.Pcc A= Perdidas debidas a las cargas a temperatura ambiente.Pn= Potencia nominal en V:A:Vnp= Tensión nominal en el primario. Criterio de aceptación: Se utiliza la tabla que se muestra a continuación:Perdidas especificadas por cadafe para el ensayo de medición de las perdidas debidas a la carga

Potencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50

Perdidas especificadas (Vatios) 165 260 360 400 490

Máximas(vatios) 188 296 410 457 560

Causas frecuentes de fallas:2.8.1 Se producen perdidas altas a consecuencias de: Cambiador de toma no esta en posición nominal, conexiones internas flojas, sección insuficiente de los conductores utilizados para cortocircuitar el devanado de baja tensión. 2.8.2 No se leen pérdidas como consecuencias de un circuito abierto en el devanado de baja tensión.Ensayos de medición de las perdidas y de la corriente en vacio.3.1 Objeto: Este ensayo permite conocer las perdidas en el núcleo, así como las corriente de vacío del transformador.3.2 Equipos requeridos:Un amperímetro.Un voltímetroUn WattímetroUn transformador de tensión variable.3.3 Esquema de conexiónver anexo #33.4 Generalidades:3.4.1 Calcular el valor teórico de la corriente de devanado de baja tensión para determinar el porcentaje de la corriente de vacío.Pns = Vns *x Ins

Pns Donde Ins = Vns

Vns: Tensión nominal del secundario en voltios.Ins: Corriente nominal del secundario en amperios.El calculo del porcentaje de la corriente en vacío:

Io1 Io% = x100 Ins

Io% = Corriente en vacío en porcentaje. Io1 = Corriente en leída durante el ensayo en amperios.Procedimiento:3.5.1 Se aplica por las terminales X1 y X4, la tensión nominal del secundario.3.5.2 Se toman las lecturas del wattímetro y amperímetro.Luego se procede a calcular el porcentaje de la corriente en vacío.

Criterio de aceptación.3.6.1 Se utiliza como criterio de aceptación la tabla que se muestra a continuación.PERDIDAS ESPECIFICADAS POR CADAFE PARA EL ENSAYO EN VACIO.

Potencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50

Perdidas especificadas (Vatios) 60 80 112 150 180

Máximas(vatios) 69 91 128 171 206

3.6.2 Corriente en vacío no debe exceder en un 30% del valor especificado por el fabricante.Causas frecuentes de fallas: Se originan pérdidas altas en el núcleo y corriente de vacío alta a consecuencia de las laminas del núcleo flojas y corta exposición en el horno..

Cálculos de las perdidas totales.4.1 Objetos: Determinación de las perdidas totales en el transformador mediante la suma de las perdidas en vacío y las perdidas debido a la carga.Se utiliza como criterio de aceptación la tabla que se muestra a continuación:

PERDIDAS TOTALES ESPECIFICADAS POR CADAFE.

Potencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50

Perdidas especificadas (Vatios) 225 340 472 550 670

Máximas(vatios) 248 374 519 605 737

Ensayo por tensión inducida.5.1. Objeto: Este ensayo nos permite comprobar el aislamiento entre espiras del devanado de baja tensión y aislación contra el tanque o cualquier elemento aterrado. Consiste en la aplicación de una tensión

de ensayo que debe ser al doble de la tensión nominal a una frecuencia que sobrepasa suficientemente la secuencia nominal, a fin de evitar una corriente de excitación excesiva.Equipos requeridos:Un amperímetroUn voltímetro.Un transformador de tensión variable.Un frecuencíometro.Un convertidor de frecuencia.Un cronometro.Esquemas de conexión.Ver anexo #4Generalidades :Conocer el valor de la frecuencia que se debe aplicar para el cálculo del tiempo:120 Fnt =FFn= frecuencia nominal en HertzF= frecuencia de ensayo en HertzT= tiempo de ensayo en segundos.

Procedimiento:Se aplica por el devanado secundario una tensión igual al doble de la tensión nominal.La tensión se mantendrá por el tiempo determinado en el punto 5.4.1 del presente ensayo.Criterio de aceptación: El ensayo se considera satisfactorio si no se presentan anomalías tales como:Ruidos audiblesHumoBurbujasAumento brusco de la corriente de alimentación.Causas frecuentes de fallas: Si durante el ensayo se observa un aumento súbito de la corriente de alimentación y simultáneamente se dispara la protección (fusible o disyuntor) es indicio de que ocurrió un cortocircuito que pueda estar localizado entre el devanado de baja tensión contra el núcleo o el devanado de alta tensión contra algún otro elemento conectado a tierra.6.Ensayo de relación de transformación.6.1 Objeto: Este ensayo tiene por objeto determinar la polaridad y relación de transformación.6.2 Equipos requeridos: Un medidor de relación de transformación(T.T.R.)6.3 Esquemas de conexión.Ver anexo #5

6.4 Generalidades.6.4.1 Calcular el valor teórico de la relación de transformación a partir de la tensión del primario con respecto a la tensión del secundario.Tensión Primario 13800VEjemplo: = 57,5Tensión secundario240V6.5 Procedimiento.6.5.1 En el equipo T.T.R. manual se activa la manivela del generador en el sentido de la s agujas del reloj hasta que el voltímetro indique 8 voltios, para que el equipo electrónico pueda activar la perilla del regulador de tensión hasta alcanzar el valor antes indicado.6.5.2 Observar si la aguja del detector esta en cero, en caso contrario mover las perillas de selección hasta que dicho detector indique cero.6.5.3 Dejar de girar las manillas del generador del equipo manual o regresar a poner la perilla del regulador de tensión en el equipo electrónico.6.6 Criterio de aceptación: Se considera satisfactorio el ensayo si el valor de la relación esta dentro del valor nominal especificado por CADAFE con una tolerancia del 0,5%.6.7 Causas frecuentes de fallas.6.7.1 Los terminales del equipo están invertidos.6.7.2 Uno de los terminales internos está descompuesto.6.7.3 Hay un corto en las espiras.7.0 Ensayo de rigidez dieléctrica del aceite7.1 Objeto: Determinar la tensión de ruptura del aceite empleado en el transformador. La tensión de un liquido aislante sirve para indicar la presencia de agentes contaminantes tales como, agua, suciedad o partículas conductoras, las cuales pueden estar presentes en las oportunidades que se registran valores de la tensión de ruptura relativamente bajos.7.2 Equipos requeridos:Un equipo para medir la ruptura de líquidos aislantes con electrodos de discos.Un cronometro.Un frasco de vidrio transparente con tapa de vidrio.7.3 Generalidades.La tensión de subida debe ser de 3000 V/seg.La separación de los electrodos deberá ser de 2,54 mm; dicha separación se verificara con un calibrador patrón tipo redondo. Se admite tolerancia de ± 0,013mm.Procedimiento.Se toma la muestra de aceite en un frasco de vidrio limpio y seco.Se lava la celda de ensayo con una parte del aceite de muestra.Se vierte el resto del aceite en la celda y se deja reposar por 5 minutos.Una vez transcurrido el tiempo de reposo, se realiza cinco lecturas de tensión de rupturas con intervalos de un minuto entre cada una de

ellas.Criterio de aceptación: El promedio de los cincos valores se considera como la tensión de la muestra, siempre y cuando cumplan con los criterios de consistencia estadística especificada en el punto 7.8. En caso contrario el contenido del recipiente se descarta, tomando otra muestra y ejecutando cinco lecturas de tensión de ruptura. El promedio de los diez valores se toman en cuenta como la tensión de ruptura de la muestra, no se debe descartar ningún valor.Recopilación de datos: Todos los valores y promedios antes mencionados se registran en la planilla de ensayo de aceite, a su vez el promedio se registra en la planilla de ensayos de rutina.Causas frecuentes de fallas: En este ensayo, la tensión de ruptura puede tener valores muy bajos(menos de 25 KV.) Como consecuencia de burbujas de aire, humedad de la muestra, tiempo de reposo menor de 5 minutos, partículas contaminantes e intervalos entre cada disparo menor que un minuto. Criterio de consistencia estadística: considere los 5 valores de la tensión de ruptura y ordénelos en forma creciente, reste el valor más elevado, el valor mínimo y multiplique la diferencia por tres. Si este valor es mayor que el valor que el valor que le sigue al mismo, es probable una desviación normal de los cincos valores sea excesiva y por lo tanto también lo sea el error probable de un valor promedio.

Ensayos prototipos1 Ensayo de medición de la resistencia de los devanados.Objeto: Determinar la referencia de los devanados con el fin de calcular las perdidas en los arrollados. A su vez calcular el aumento de temperatura de un devanado a partir de la medición de la resistencia en caliente.

Equipos requeridosUn puente Kelvin.Un termómetro.Esquema de conexión: Anexo #6Generalidades: Se asumirá que la temperatura de los devanados y del aceite son iguales.El transformador debe estar sin excitación y sin corriente en un periodo de 8 horas antes de la medición de la resistencia.El ensayo de medición de la resistencia no es recomendable realizarlo como un ensayo de rutina, debido al tiempo que se emplea para su realización. Procedimiento: Para medir la resistencia se procede de la manera siguiente:Se conectan los terminales del puente de Kelvin a los terminales de los devanados a ensayar.Se deja abierto el otro devanado y debe anotarse el tiempo necesario

para la estabilización de la corriente de medida, de esta manera de tenerlo en cuenta cuando se hacen las mediciones de resistencia en caliente.Simultáneamente se mide la temperatura ambiente del aceite.Recopilación de datos: Los valores obtenidos durante la medición de resistencia se coloca en la planilla de ensayo de aumento de temperatura.Causas frecuentes de fallas: Se producen falsas lecturas en la medición como consecuencia de: Batería de alimentación con poca carga, mal contacto de las puntas de prueba y mal apoyo del equipo de prueba. 2.Ensayo De Aumento De Temperatura2.1 Objeto: Determinar el aumento de temperatura de los devanados y del aceite a verificar si esta dentro de los limites establecidos por la norma.2.2 Equipo requerido:Un multímetro digital para registros de la temperatura.Un wattímetro.Un voltímetro.Un amperímetro.Un transformador de tensión variable.Cuatro termómetros(termistores) Un puente de Kelvin.Tres recipientes de aceite.2.3 Esquema de conexión: Ver anexo#72.4 Generalidades: 2.4.1 Antes de ser sometido al ensayo de aumento de temperatura el transformador debe haber satisfecho todos los ensayos de rutina.2.4.2 El lugar de prueba debe estar en lo posible libre de corrientes de aire y cambios bruscos de temperatura.2.4.3 Para reducir los errores se debe verificar que la temperatura del ambiente en los recipientes con aceite varíe en la misma proporción que en la temperatura del aceite en el transformador.2.5 Procedimiento:Se energiza el devanado de alta tensión, tal que las perdidas ocasionadas sean iguales a la suma de las pérdidas en vacío más las pérdidas a la carga, en la toma que produce las mayores perdidas corregidas a la temperatura de 85°C.; dichas pérdidas deben ser mantenidas constantes durante el ensayo.Se toma registro de temperatura ambiente y de nivel superior de aceite cada 30 minutos, ajustando valores de pérdidas totales.El ensayo continuara con las condiciones mencionadas en el punto anterior hasta que la elevación de la temperatura con respecto al ambiente sea menor de 3°C. En 1 hora o 1°C: por hora durante cuatro lecturas horarias consecutivas. Una vez alcanzada la condición anterior se disminuye la alimentación de energía hasta alcanzar el valor de la corriente en la toma en que se

realiza el ensayo y se mantiene por espacio de una hora.Transcurrido el tiempo anterior, se desconecta la alimentación y sucesivamente se retiran los puentes de los terminales de baja tensión.Se mide el tiempo que transcurre desde la desconexión hasta la medición de la primera resistencia. El tiempo transcurrido no deberá ser mayor de cuatro minutos.Después de la primera lectura se registran lecturas de resistencia cada 30 segundos hasta completar 15 lecturas en total.Curva de registros.Curva de los aumentos de temperatura del aceite.Se promedian los valores de temperatura ambiente.De la temperatura en al superficie del aceite se resta el promedio de la temperatura ambiente, obteniéndose el aumento de la temperatura del aceite.Con los valores de aumento de temperatura, se gráfica sobre un papel milimetrado este aumento respecto al tiempo. Se traza la curva con los pares de valores.Para determinar la recta de estabilización(L1), se mide los incrementos de temperatura (AT1,AT2,AT3,.........ATn). Con la longitud de cada uno de estos incrementos y a partir de los puntos de aumento de temperatura(T1,T 2,T 3 .............Tn)registradas sobre el eje vertical se trazan segmentos T1 , P1 ,T2, P2, ....Tn, Pn. Estos segmentos serán paralelos al eje horizontal. Se traza una recta que pase por la mayoría de los puntos P1,P2, ,P3,....... Pn y se prolonga la recta hasta que corte el eje vertical. Por este punto de corte y paralela al eje horizontal se traza finalmente la recta L1 la que indica la estabilización del aumento de temperatura del aceite, dicho valor no debe superar los 65°C. De elevación.Curva para la determinación de la resistencia en caliente.A partir de los valores de resistencia en caliente y tiempo se realiza la curva de resistencia contra tiempo. Se toma para la resistencia el eje de las ordenadas(vertical)Se representan los valores de tiempo en el eje de las abscisas(horizontal)Por los puntos originados por los pares(t,r), se traza la curva que debe pasar por la mayoría de estos puntos, extrapolando la curva hacia el momento de la desconexión.El punto de corte en el eje vertical indica el valor de la resistencia en caliente.Calculo del aumento de temperatura en el devanado.2.7.1 Los datos que se mencionan anteriormente, se registrarán en la planilla calculo del ensayo de aumento de temperatura.Criterio de aceptación del ensayo: Se considera satisfactorio el ensayo, cuando el valor del aumento de temperatura en los devanados sea menor o igual a 65°C.Recomendaciones.

Si durante el ensayo no se presenta ningún tipo de anomalía, se escribe la palabra "Bien" en la planilla de ensayo de rutina, delo contrario se escribe la palabra rechazado y de hecho, no se debe proseguir con ningún otro ensayo.Los valores obtenidos se registran en la planilla de rutina.Los valores se registran en la planilla de ensayo de aumento de temperatura de los transformadores de distribución.

NOTASa.- Los valores se multiplican por factores de los instrumentos, cuando se usan transformadores de tensión y corriente.b.- No se debe exceder de los valores máximos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Faseo, identificación y polaridad de los devanados de los transformadores

Además de las pruebas de los circuitos abiertos y cortocircuito que se usaron para determinar la regulación, la eficiencia del día de los transformadores comerciales, se acostumbra a llevar a cabo varias pruebas antes de poner en servicio un transformador. Dos de esas pruebas están relacionadas con el faseo y la polaridad, respectiva del transformador terminado.El faseo es el proceso mediante el cual se identifican y se corrigen las terminales individuales de los devanados separados de un transformador. La prueba de polaridad se lleva a cabo de tal modo que las terminales individuales de los devanados de las bobinas separadas por un transformador se pueden marcar o identificar para saber cuales son las que tienen las mismas polaridades instantáneas. Primero describiremos la polaridad y después el faseo.

Polaridad de las bobinas de un transformador.La figura (a) muestra un transformador de varios devanados que tiene dos bobinas de alto voltaje y dos de bajo voltaje. Los devanados de alto voltaje, que son los que tienen muchas vueltas de alambre delgado, se identifican en general con la letra H para designar sus terminales. Los de bajo voltaje como se ve en la figura (a) se identifican con la letra X . Estas bobinas contienen menos vueltas de alambre más grueso.También aparece en la figura (a) la polaridad instantánea, que esta identificada por el subíndice de numero. La clave particular que se muestra en la figura emplea el subíndice impar numérico para designar

la polaridad instantánea positiva de cada devanado. Así, en el caso de que las bobinas se deban conectar en paralelo o en serie para obtener varias relaciones de voltaje, se puede hacer la conexión en forma correcta teniendo en cuenta la polaridad instantánea.Se deberá verificar la manera en la que se asigna un punto o un numero impar a los devanados de la figura (a). Supongamos que se energiza el primario H1-H2 y que H1 se conecta en forma instantánea en la dirección de las manecillas del reloj que se indica. De acuerdo a la ley de Lenz, se establece FEM. inducidas, en los devanados restantes en la dirección que se indica.

Figura (a)

Desdichadamente es imposible examinar un transformador comercial, deducir la dirección en que se han devanado las espiras para determinar ya sea el faseo la polaridad relativa de sus terminales. Un transformador de varios devanados puede tener desde 5 puntas hasta 50 puntas que van en una caja de terminales. Si es posible examinar los conductores desnudos de las bobinas, su diámetro puede dar alguna indicación acerca de cuales de las puntas o terminales están asociados a la bobina de alto o bajo voltaje. Las bobinas de bajo voltaje tendrán conductores de mayor sección transversal que las de alto voltaje. También las bobinas de alto voltaje pueden tener aislamiento de mayor capacidad que las de bajo voltaje. Sin embargo, este examen físico no da indicación alguna acerca de las polaridades o faseo de las salidas de las bobinas asociados con determinadas bobinas que estén aisladas entre si.

Prueba de faseo del transformador.La figura (b) muestra un transformador cuyos extremos de bobina se han llevado a una caja de terminales cuyas puntas no se han identificado todavía en lo que respecta a faseo o polaridad. En esta figura se muestra un método sencillo para fasear los devanados de un

transformador. El transformador medio de identificación es un foco de 115 V conectado en serie y un suministro de c.a. de 115V.

Figura (b)

Si el lado de la carga del foco se conecta con la terminal H1, como se indica y la punta de exploración se conecta en la terminal X, el no enciende. Si se mueve la punta de exploración de izquierda a derecha a lo largo de la tablilla de terminales no se produce indicación en el foco hasta que se encuentre la terminal H4. El foco enciende en las terminales H4,H3 y H2, indicando que solo las cuatro terminales del lado izquierdo son parte de una bobina única. El brillo relativo del foco también puede dar algún indicativo acerca de las salidas. El foco brilla más cuando las puertas están a través de H1-H2 y brilla menos cuando están a través de H1-H4.Se puede hacer una prueba más sensible de faseo de las bobinas y puntas empleando un voltímetro C.A.(1000Ω/V) en lugar de focos, y estando conectado el instrumento a su escala de 150V. El aparato indicara el voltaje suministrado para cada salida de una bobina común, ya que su resistencia interna (150K Ω)es mucho mayor que la del devanado del transformador. A continuaciσn se puede emplear un ohmiσmetro de pilas para identificar las salidas por medio de mediciones de resistencia y también para comprobar los devanados de bobinas mediante la prueba de continuidad.

Prueba de polaridad del transformadorHabiendo identificado los extremos de bobina mediante la prueba de faseo, se determina la polaridad instantánea relativa mediante el método empleando un voltímetro C.A. y un suministro adecuado de C.A.(ya sea voltaje nominal o menor). La prueba de polaridad consiste en los siguientes pasos:Se selecciona cualquier devanado de alto voltaje y se emplea como bobina de referencia.Se conecta una punta de una terminal de la bobina de referencia con una de cualquier otro devanado de polaridad desconocida.

Se identifica a la otra terminal de la bobina de referencia con un punto de polaridad(instantáneamente positiva). Se conecta un voltímetro de C.A. en su escala de mayor voltaje de la terminal con punto de la bobina de referencia a otra terminal de la bobina de polaridad instantánea conocida. Se aplica voltaje nominal o menor, a la bobina de referencia.Se anota el voltaje a través de la bobina de referencia Vr y el voltaje de prueba Vt entre las bobinas.Si el voltaje de prueba Vt es mayor que Vr, la polaridad es aditiva y se identifica el punto en la bobina que se prueba como se identifica en la figura .Si el voltaje de prueba en menor que Vr, la polaridad es sustractiva, y se identifican los puntos de la bobina que se prueba como se indica en la figura .Se identifican H1 a las terminales con los puntos de la bobina de referencia, y a la terminal conjunto de la bobina que se prueba con X1, o cualquier identificación.Se repiten los pasos de 2 al 9 con los restantes devanados del transformador.

Evaluación De PruebasPruebas para la verificación del diseño y la fabricación.La normas internacionales proveen tres grupos de pruebas para verificar el diseño de la fabricación y ciertos requisitos especiales exigidos por los clientes:Prueba "Tipo": Sirven para la verificación de la calidad del diseño de un determinado tipo de transformador.Prueba de "Rutina": Sirven para la verificación del proceso de fabricación de cada unidad(calidad de la materia prima, construcción de la parte activa, ensamblaje, secado, etc.) Pruebas "Especiales": Tiene por objeto confirmar los requisitos particulares convenidos entre el usuario y el fabricante(nivel de ruido, prueba de aumento de temperatura por sobrecargas, determinación del valor de impedancia para secuencia cero, etc.)

7. Conclusión.

La realización de los protocolos de prueba para los transformadores de distribución es una parte muy extensa y de gran importancia ya que de nada sirve colocar una gran estructura y buenos cálculos cuando la parte operativa del transformador no se encuentra en buen estado, para evitar esto se debe exigir al fabricante la realización de todas las pruebas respectivas a los transformadores que vayan a ser colocados en funcionamiento pues así aseguramos una larga vida útil para los mismos.

8. Bibliografía.

DONALD,Fink. WAYNE,Beaty. Manual de Ingeniería Eléctrica. Editorial:McGraw Hill.1996. Edición original en inglés. Tomo I-II.M.I.T..Circuitos Magnéticos y Transformadores. Editorial Reverte.697 p.p.Norma CADAFE. Aplicación de Equipos Tipo Pedestal. Especificaciones. Código: NT-DV-01-09-044-02.Norma CADAFE. Evaluación del diseño y de pruebas de transformadores.UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD

INFORME FINAL 2

LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS

“EL TRANSFORMADOR TRIFASICO”

Determinación de parámetros y su comportamiento bajo carga

Antofagasta, 9 de Diciembre de 2005

I. INTRODUCCIÓN.

El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes.

Casi todos los sistemas importantes de generación y distribución de potencia del mundo son, hoy en día, sistemas de corriente alterna trifásicos. Puesto que los sistemas trifásicos desempeñan un papel tan importante en la vida moderna, es necesario entender la forma como los transformadores se utilizan en ella.

Considerables ventajas son las que ganan con el uso de un solo transformador trifasico en lugar de tres unidades monofasicas de la misma capacidad total. Las ventajas son rendimiento incrementado, tamaño reducido, peso reducido y menor costo. Una reducción del espacio es una ventaja desde el punto de vista estructural en estaciones generadoras o bien subestaciones.

II. OBJETIVOS.

Este tema tiene por objeto estudiar, experimentalmente, las diferentes conexiones de los transformadores trifásicos. También estudiar sus características de comportamiento en vacío.

III. CUESTIONARIO PREVIO.

Explique la razón de normalizar las conexiones de transformadores trifásicos.

La normalización de las conexiones trifásicas del transformador obedece, en principio, a mantener una equiparidad en la aplicación de los distintos grupos de conexión.

Además, debemos de tener en cuenta en cada una de estas conexiones poseen un desfase diferente entre sí, en el caso de conectar los transformadores en paralelo. Por ejemplo, el funcionamiento de los transformadores en paralelo que pertenecen a distintos grupos es imposible, debido a que en alguno de estos casos la corriente circulante excederá varia veces el valor nominal.

Esto nos ayuda a entender él porque da la normalización, ya que sin ellas se producirá un desconocimiento general de los efectos producidos por cada una de las conexiones

Explique en que casos es conveniente utilizar las siguientes conexiones y cual es la aplicación:

a) Conexión delta -delta.

Se utiliza esta conexión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema. Además, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho equilibrio, ya que las corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados. La conexión delta-delta de transformadores monofásicos se usa generalmente en sistemas cuyos voltajes no son muy elevados especialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unos sistemas. Esta conexión se emplea tanto para elevar la tensión como para reducirla.

En caso de falla o reparación de la conexión delta-delta se puede convertir en una conexión delta abierta-delta abierta.

Fig.1. Conexión Delta-Delta.

b) Conexión estrella-delta.

La conexión estrella-delta es contraria a la conexión delta-estrella; por ejemplo en sistema de potencia, la conexión delta-estrella se emplea para elevar voltajes y la conexión estrella-delta para reducirlos. En ambos casos, los devanados conectados en estrella se conectan al circuito de más alto voltaje, fundamentalmente por razones de aislamiento. En sistemas de distribución esta conexión es poco usual, salvo en algunas ocasiones para distribución a tres hilos.

Fig. 2. Conexión Estrella-Delta.

c) Conexión estrella-estrella.

Las corrientes en los devanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea. Si las tensiones entre línea y neutro están equilibradas y son sinuosidades, el valor eficaz de las tensiones respecto al neutro es igual al producto de 1/"3 por el valor eficaz de las tensiones entre línea y línea y existe un desfase de 30º entre las tensiones de línea a línea y de línea a neutro más próxima.

Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarios correspondientes en un banco estrella-estrella, están casi en concordancia de fase.

Por tanto, la conexión en estrella será particularmente adecuada para devanados de alta tensión, en los que el aislamiento es el problema principal, ya que para una tensión de línea determinada las tensiones de fase de la estrella sólo serían iguales al producto 1/ "3 por las tensiones en el triángulo.

Fig. 3. Conexión Estrella-Estrella.

d) Conexión delta-estrella.

La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y alumbrado.

Fig. 4. Conexión Delta-Estrella.

3. Que importancia tiene la conexión a tierra de los neutros de transformadores trifásicos, en su comportamiento en vacío.

Su importancia radica en que por medio del neutro es posible la circulación de las corrientes armónicas y con esto se logra variar la distorsión de la señal de entrada. De existir esta distorsión, también se transmitirá al secundario y por ende, a las cargas conectadas a el.

4. Que efecto produce un terciario en una conexión Delta, en transformadores trifásicos funcionando en vacío.

El diseño de los devanados terciarios está determinado por las conexiones del sistema y los resultados que se espera obtener del triángulo de terciarios.

Por ejemplo, si están aislados los neutros de los primarios y los secundarios y el triángulo de terciarios no alimenta a carga alguna, las únicas corrientes que pueden circular por los devanados terciarios son los terceros armónicos o corrientes de excitación de secuencia cero y en consecuencia, los devanados pueden ser relativamente finos. Sin embargo, el neutro de la estrella de alta tensión suele estar puesto a tierra, y a veces lo están ambos neutros. En estas condiciones las averías de puesta a tierra de las líneas de alta tensión pueden inducir corrientes muy intensas en los terciarios y éstos deberán poder soportar el calentamiento y las fuerzas mecánicas ocasionadas por ellas. A menudo, el triángulo de terciarios alimenta una carga.

Por ejemplo circuitos auxiliares de una subcentral, o condensadores estáticos para regulación del factor de potencia y de la tensión. En estas condiciones el triángulo de terciarios debe soportar los efectos de cortocircuitos entre sus propios terminales.

5. En que tipo de transformadores trifásicos las fases tienen independencia magnética. En que tipo son dependientes

En los transformadores de columna existe dependencia magnética. Como muestra la figura, los flujos son mutuamente dependientes.

Fig.7. Transformador tipo columna en que muestra dependencia magnética-

Al llegar al punto c, estos flujos se suman dando origen a 3I0. Si uno de estos flujos varia, los otros también lo hacen para compensar la suma 3I0.

En el caso de transformadores acorazados, existe independencia magnética. Como se aprecia en la figura, cada una de las bobinas tiene una circulación de flujo independiente de otra.

Fig.8. Transformador tipo acorazado que muestra independencia magnética.

6. Como se relaciona el circuito equivalente por fase con las mediciones trifásicas.

Los circuitos se pueden relacionar mediante las siguientes ecuaciones:

S3ð= Potencia aparente por fase

If = Corriente de fase

I1 = Corriente de línea

V1 = tensión de línea

Vf : tensión por fase

Suponiendo que el sistema trifásico esta en equilibrio, se tiene que:

Van = Vfn

Ian = Ifn

San = Ian * Vfn => San = Sf

Vfn = V1 /3

San = Sf =

CABELLO,Jesús. Diagnóstico precoz de fallas en transformadores. Editorial PURIMIN C.A.ABB. Pruebas de control sobre transformadores.CAMACHO,Alberto. Criterios sobre diseño y construcción de redes de distribución subterránea. Pruebas de control de Transformadores. Editorial Pauwels.

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS

“EL TRANSFORMADOR TRIFASICO”

Determinación de parámetros y su comportamiento bajo carga

Antofagasta, 9 de Diciembre de 2005

I. INTRODUCCIÓN.

El transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes.

Casi todos los sistemas importantes de generación y distribución de potencia del mundo son, hoy en día, sistemas de corriente alterna trifásicos. Puesto que los sistemas trifásicos desempeñan un papel tan importante en la vida moderna, es necesario entender la forma como los transformadores se utilizan en ella.

Considerables ventajas son las que ganan con el uso de un solo transformador trifasico en lugar de tres unidades monofasicas de la misma capacidad total. Las ventajas son rendimiento incrementado, tamaño reducido, peso reducido y menor costo. Una reducción del espacio es una ventaja desde el punto de vista estructural en estaciones generadoras o bien subestaciones.

II. OBJETIVOS.

Este tema tiene por objeto estudiar, experimentalmente, las diferentes conexiones de los transformadores trifásicos. También estudiar sus características de comportamiento en vacío.

III. CUESTIONARIO PREVIO.

Explique la razón de normalizar las conexiones de transformadores trifásicos.

La normalización de las conexiones trifásicas del transformador obedece, en principio, a mantener una equiparidad en la aplicación de los distintos grupos de conexión.

Además, debemos de tener en cuenta en cada una de estas conexiones poseen un desfase diferente entre sí, en el caso de conectar los transformadores en paralelo. Por ejemplo, el funcionamiento de los transformadores en paralelo que pertenecen a distintos grupos es imposible, debido a que en alguno de estos casos la corriente circulante excederá varia veces el valor nominal.

Esto nos ayuda a entender él porque da la normalización, ya que sin ellas se producirá un desconocimiento general de los efectos producidos por cada una de las conexiones

Explique en que casos es conveniente utilizar las siguientes conexiones y cual es la aplicación:

a) Conexión delta -delta.

Se utiliza esta conexión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema. Además, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho equilibrio, ya que las corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados. La conexión delta-delta de transformadores monofásicos se usa generalmente en sistemas cuyos voltajes no son muy elevados especialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unos sistemas. Esta conexión se emplea tanto para elevar la tensión como para reducirla.

En caso de falla o reparación de la conexión delta-delta se puede convertir en una conexión delta abierta-delta abierta.

Fig.1. Conexión Delta-Delta.

b) Conexión estrella-delta.

La conexión estrella-delta es contraria a la conexión delta-estrella; por ejemplo en sistema de potencia, la conexión delta-estrella se emplea para elevar voltajes y la conexión estrella-delta para reducirlos. En ambos casos, los devanados conectados en estrella se conectan al circuito de más alto voltaje, fundamentalmente por razones de aislamiento. En sistemas de distribución esta conexión es poco usual, salvo en algunas ocasiones para distribución a tres hilos.

Fig. 2. Conexión Estrella-Delta.

c) Conexión estrella-estrella.

Las corrientes en los devanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea. Si las tensiones entre línea y neutro están equilibradas y son sinuosidades, el valor eficaz de las tensiones respecto al neutro es igual al producto de 1/"3 por el valor eficaz de las tensiones entre línea y línea y existe un desfase de 30º entre las tensiones de línea a línea y de línea a neutro más próxima.

Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarios correspondientes en un banco estrella-estrella, están casi en concordancia de fase.

Por tanto, la conexión en estrella será particularmente adecuada para devanados de alta tensión, en los que el aislamiento es el problema principal, ya que para una tensión de línea determinada las tensiones de fase de la estrella sólo serían iguales al producto 1/ "3 por las tensiones en el triángulo.

Fig. 3. Conexión Estrella-Estrella.

d) Conexión delta-estrella.

La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y alumbrado.

Fig. 4. Conexión Delta-Estrella.

3. Que importancia tiene la conexión a tierra de los neutros de transformadores trifásicos, en su comportamiento en vacío.

Su importancia radica en que por medio del neutro es posible la circulación de las corrientes armónicas y con esto se logra variar la distorsión de la señal de entrada. De existir esta distorsión, también se transmitirá al secundario y por ende, a las cargas conectadas a el.

4. Que efecto produce un terciario en una conexión Delta, en transformadores trifásicos funcionando en vacío.

El diseño de los devanados terciarios está determinado por las conexiones del sistema y los resultados que se espera obtener del triángulo de terciarios.

Por ejemplo, si están aislados los neutros de los primarios y los secundarios y el triángulo de terciarios no alimenta a carga alguna, las únicas corrientes que pueden circular por los devanados terciarios son los terceros armónicos o corrientes de excitación de secuencia cero y en consecuencia, los devanados pueden ser relativamente finos. Sin embargo, el neutro de la estrella de alta tensión suele estar puesto a tierra, y a veces lo están ambos neutros. En estas condiciones las averías de puesta a tierra de las líneas de alta tensión pueden inducir corrientes muy intensas en los terciarios y éstos deberán poder soportar el calentamiento y las fuerzas mecánicas ocasionadas por ellas. A menudo, el triángulo de terciarios alimenta una carga.

Por ejemplo circuitos auxiliares de una subcentral, o condensadores estáticos para regulación del factor de potencia y de la tensión. En estas condiciones el triángulo de terciarios debe soportar los efectos de cortocircuitos entre sus propios terminales.

5. En que tipo de transformadores trifásicos las fases tienen independencia magnética. En que tipo son dependientes

En los transformadores de columna existe dependencia magnética. Como muestra la figura, los flujos son mutuamente dependientes.

Fig.7. Transformador tipo columna en que muestra dependencia magnética-

Al llegar al punto c, estos flujos se suman dando origen a 3I0. Si uno de estos flujos varia, los otros también lo hacen para compensar la suma 3I0.

En el caso de transformadores acorazados, existe independencia magnética. Como se aprecia en la figura, cada una de las bobinas tiene una circulación de flujo independiente de otra.

Fig.8. Transformador tipo acorazado que muestra independencia magnética.

6. Como se relaciona el circuito equivalente por fase con las mediciones trifásicas.

Los circuitos se pueden relacionar mediante las siguientes ecuaciones:

S3ð= Potencia aparente por fase

If = Corriente de fase

I1 = Corriente de línea

V1 = tensión de línea

Vf : tensión por fase

Suponiendo que el sistema trifásico esta en equilibrio, se tiene que:

Van = Vfn

Ian = Ifn

San = Ian * Vfn => San = Sf

Vfn = V1 /3

San = Sf =