Tema 11. Transformadores

8/18/2019 Tema 11. Transformadores

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Fundamentos de Electrotecnia. Tema 11: Transformadores.3

Las diferencias entre ellas son las distintas proporciones de Si y el proceso de

formación de la chapa. Con la laminación en frío se produce una orientación de los

cristales de material en la dirección de laminación (también se llaman de "grano

orientado" por esa razón), el campo magnético se establece con más facilidad en esa

dirección que en cualquier otra y resulta un núcleo de mejor calidad y menores

pérdidas.

B.T A.T

Aislante

a)

b)

c)

d)

Los circuitos eléctricos son las bobinas de alta y baja tensión (A.T y B.T.).

En la figura anterior en la disposición a) las bobinas se montan en columnas

distintas, en b) se montan sobre la misma columna, el devanado de B.T se monta en la

parte más interior por facilidad de aislamiento eléctrico respecto al núcleo (éste está

conectado a un punto de potencial nulo “tierra”), en c) se disponen dos

semidevanados, en d) se indica un transformador monofásico de tipo acorazado.

11.1.2. Valores nom inales o asignado s

Un transformador de potencia monofásico queda definido por los siguientes

parámetros que vienen indicados en la “placa de características”

Tensiones nominales en primario y secundario

Potencia aparente nominal (es la misma para ambos

devanados)

Tensión de cortocircuito o impedancia de cortocircuito en %




Así en el ejemplo anterior el transformador T2 sería:

60000 / 220 V

S = 1500 kVA 2 n2 n1n1nn I U I U S

U cc =8%

Las tensiones nominales o asignadas imponen que las bobinas estén

correctamente aisladas entre sí y respecto al núcleo, generalmente el devanado de

menor tensión es el más interno dado que el núcleo (y la envolvente externa o cuba)

está puesto a tierra.

Los transformadores de potencia suelen utilizar aceite mineral como medio

dieléctrico y refrigerante, aisladores cerámicos o de resina epoxi, las espiras de los

bobinados están aisladas entre sí por medio de barnices y/o papel electrotécnico.

Conociendo la potencia nominal y las tensiones nominales se obtiene la

corriente nominal en ambos devanados1n

n1n

U

S I

2 n

n2 n

U

S I

Estos valores de corriente son los asignados al transformador de forma que si

estando en carga la corriente es igual o inferior los calentamientos que se originan por

pérdidas por efecto Joule en los devanados no ponen en peligro térmicamente al

transformador, si la corriente es superior entonces se genera más calor del que el

transformador puede evacuar al exterior y aumenta su temperatura (sobrecarga), en

ese caso podría ser preciso aumentar la refrigeración (ventiladores) para mantener la

temperatura en valores que no supongan peligro de aparición de defectos internos

(cortocircuitos) por degradación de los aislantes.

En cuanto a la tensión o impedancia de cortocircuito se comenta a

continuación.

11.1.3. Circuito equivalente

Dado que un transformador real está constituido por dos bobinas arrolladas

sobre el mismo circuito magnético su circuito equivalente se obtiene del transformador

ideal y del de la bobina real.




2 u1u 1N 2 N

1

1’

2

2’

R 1 Ld1

R Fe LM

R 2 Ld2 pi

transformador ideal

transformador real

1i

2 i

i Fe i M 2 i

N es creado por i M

i1 es creado por i 1

i2 es creado por i 2

i1+ i2 =0

N

i2 i1

1M Fe p i i i i 2 2 11 N i N i

rama de vacío

La bobina primaria viene representada por el circuito equivalente ya visto en el

Tema 3 pero en el que se desprecia el efecto de la capacidad (porque a baja

frecuencia su efecto es insignificante), resistencia R 1, inductancia de dispersión Ld1,

resistencia de pérdidas en el hierro R Fe, e inductancia LM , esta inductancia es la

responsable del flujo en el núcleo.

Por su parte la bobina secundaria también presenta resistencia (R 2 ) y cuando

circule corriente por ella producirá un flujo del cual una parte se cierra por el aire (éstese considera por medio de la inductancia de dispersión Ld2 ) y otra parte anula el flujo

producido por la componente de la corriente primaria ( i 1) que no se deriva por la “rama

de vacío” (la formada por la resistencia de pérdidas en el hierro en paralelo con la

inductancia magnetizante)

Al estar alimentado en c.a se utiliza la notación compleja y en lugar de

inductancias se utilizan reactancias L j jX . El circuito equivalente “exacto” del

transformador real viene dado por:

pU

1R 1d jX

E ' E

rt

2 R 2 d jX

0 I

M jX FeR

M I FeI

pI 1I 2 I

2 U

Rama de vacío

La “rama de vacío” se determina por medio del “ensayo de vacío o a circuito

abierto” que consiste en alimentar a tensión nominal uno de los devanados estando el

otro a circuito abierto (I 2 = 0 ). De las medidas de los aparatos ( A, V, W ) y despreciandola caída de tensión en la impedancia R 1 + jX d1 se obtienen R Fe y X M




pU

1R 1d jX

E ' E

rt

2 R 2 d jX

0 I

M jX FeR

M I FeI

pI 0 I 1 0 I 2

' E U 2

Rama de vacío

A

V

W

**

El vatímetro mide las “pérdidas en el hierro” (histéresis + Foucault) que se

producen siempre que el transformador está alimentado independientemente que se

encuentre en vacío ( 0 I 2

) o en carga ( 0 I 2 ) esas pérdidas se suponen constantes

mientras lo sea la tensión de alimentación.

Sin embargo en la mayor parte de las ocasiones es suficiente trabajar con elcircuito equivalente “aproximado” en el que no se considera la rama de vacío porque

tiene un valor óhmico muy grande (la corriente I 0 que toma es muy pequeña 0,05-0,8%

de la nominal).

pU

1R 1d jX

E ' E 2 U

rt

2 R 2 d jX

1I 1I 2 I

Las resistencias de los devanados se pueden medir sin dificultad con un

óhmetro y para determinar el valor de las reactancias se hace un ensayo llamado

“ensayo de cortocircuito” porque consiste en aplicar una tensión reducida (del orden

del 10% de la nominal o incluso menor) a uno de los devanados estando el otro en

cortocircuito, la tensión a aplicar es solamente la necesaria para que circule la

corriente nominal (o asignada) así no hay peligro de que se queme el transformador.

1U

1R 1d jX

E ' E

rt

2 R 2 d jX

1I 2 I

0 U 2

A

V

W

**

El voltímetro mide la tensión que se aplica U 1, el amperímetro la corriente I 1 y

su cociente es el módulo de la impedancia vista desde los terminales de entrada




1

11cc

I

U Z por su parte el vatímetro mide la potencia activa (pérdidas en el cobre) y de

ahí se deduce el argumento de la impedancia.

)I U

P cos( ar cosI U P

1111

Se determina por tanto

1

1

1cc I

U Z a la que se le llama “impedancia de

cortocircuito”, como el ensayo está realizado en el primario se dice “ impedancia de

cortocircuito vista desde el primario”

Debido a la acción del transformador ideal, los valores de las tensiones

secundarias se ven en el primario multiplicadas por la relación de transformación y la

corriente dividida por ella, en consecuencia las impedancias del lado secundario se

ven en el primario multiplicadas por el cuadrado de la relación de transformación (se

denomina “pasar del 2º al 1º”), la impedancia de cortocircuito vista en el primario es:

1U

1R 1d jX 2 ' R 2 d ' jX

1I

0 ' U 2

A

V

W

**

1cc 1cc 2 d 2

2

11d 2

2

2

11

1

11cc jX R ) X )

N

N ( X ( j R )

N

N ( R

I

U Z

El circuito equivalente visto desde el primario queda en la forma:

pU

1cc jX

E ' E 2 U

rt

1I 2 I 1cc R

De manera similar se podría representar la impedancia de cortocircuito en el

lado secundario.

Debido a la acción del transformador ideal, los valores de las tensiones

primarias se ven en el secundario divididas por la relación de transformación y la

corriente multiplicada por ella, en consecuencia las impedancias del lado primario se




ven en el secundario divididas por el cuadrado de la relación de transformación (se

denomina “pasar del 1º al 2º”), la impedancia de cortocircuito vista en el secundario es:

2 cc jX

E ' E 0 U 2

rt

1I 2 I 2 cc R

2 cc 2 cc 1d 2

1

2 2 d 1

2

1

2 2

2 2 cc jX R ) X )

N

N ( X ( j R )

N

N ( R

I

' E Z

El circuito equivalente pasado al secundario queda:

2 cc jX

E ' E 2 U

rt

1I 2 I 2 cc R

La tensión a aplicar en el ensayo de cortocircuito es la “tensión de

cortocircuito” y se da en %, así si es del 8% significa que es necesario aplicar el 8%

de la tensión nominal primaria cuando el secundario está en cortocircuito para que

circulen las corrientes nominales primaria y secundaria. Recíprocamente si se

alimentara desde el secundario y se pusiera en cortocircuito el primario sería

necesario aplicar el 8% de la tensión nominal secundaria para hacer circular las

corrientes nominales.

El valor absoluto de U cc depende de si el ensayo se hace desde el primario o

secundario pero el valor porcentual es el mismo. Para el transformador del ejemplo

V 4800 60000 100

8 U 1cc V 6 ,17 220

100

8 U 2 cc

De la tensión de cortocircuito se obtiene de inmediato el módulo de la

impedancia de cortocircuito.

Vista en el primario:

192 10 1500

60000 08 ,0

U S

U

I

U Z

3

2

1n

1cc

1n

1cc 1cc

Además es necesario el argumento, como ya se dijo se obtiene de la medida

del vatímetro en el ensayo de cortocircuito, supondremos = 75º

Vista en el primario

75 192 Z

1cc




pU

1cc jX

E ' E 0 U 2

rt

1I 2 I 1cc R

Vista en el secundario:

2 cc jX

E 0 ' E 0 U 1

rt

1I 2 I 2 cc R

2 cc U

00258 ,0 10 1500

220 08 ,0

U S

U

I

U Z

3

2

2 n

n

2 cc

2 n

2 cc 2 cc

75 00258 ,0 Z 2 cc

El circuito equivalente reducido al primario

pU

1cc jX

E ' E 2 U

rt

1I 2 I 1cc R

75 192

El circuito equivalente reducido al secundario

2 cc jX

E ' E 2 U

rt

1I 2 I 2 cc R

75 00258 ,0

La impedancia de cortocircuito es un valor que contiene mucha información,

cuando circula la corriente nominal en ella se produce una caída de tensión igual a la

tensión de cortocircuito, en este caso del 8%, por tanto a cualquier otra intensidad se

producirá una caída de tensión proporcional, p.ej a media carga (50% de corriente) la

caída de tensión será del 4%, etc.




Sin embargo con solo esa información no se está en condiciones de asegurar

que cuando la corriente es la nominal la tensión en la carga sea del 92% de la nominal

de vacío, veamos por qué

2 cc jX

?U ¿ c 2

rt

1nI 2 nI 2 cc R

%8 U cc %100 %100

Supongamos que la carga secundaria sea de tipo inductivo con argumento =

45º y la corriente secundaria es la nominal.

Si se toma la tensión en la carga como fasor de referencia 0 U U c 2 c 2 , la

corriente retrasa 45º respecto de ella pero la caída de tensión en la impedancia decortocircuito adelanta 75º respecto de la corriente, por tanto su posición fasorial es la

indicada en el diagrama a), la tensión en la carga es ligeramente superior al 92%

I 2n

45º

30º8%

U 2c >92%

U 2c >100%

8%I 2n

a)

b)

U 2n=100%

75+45=120ºU 2n=100%

Sin embargo si la carga tuviera carácter capacitivo con el mismo argumento de

45º entonces la corriente adelanta 45º a la tensión en la carga y la caída de tensión en

la impedancia de cortocircuito adelanta 75º respecto de la corriente, por tanto su

posición fasorial es la indicada en el diagrama b), la tensión en la carga es superior al100% de la tensión que se tendría en vacío.

Hay que recordar que se está trabajando con complejos, no con números

reales.

Otra información valiosa que proporciona la impedancia de cortocircuito es la

corriente de defecto en caso de cortocircuito, si alimentando al 8% de la tensión

nominal en un ensayo de cortocircuito se tiene la corriente nominal, en caso de estar

alimentado al 100% de la tensión nominal si se produce un (defecto) cortocircuito la

corriente tiene que ser mucho mayor ¿cuánto?, pues por proporcionalidad




cc

ncc

I (%)100

I (%)U

de donde(%)U

I 100 I

cc

ncc

, en el ejemplo que se está siguiendo la corriente

de cortocircuito que pasa a través del transformador será nn

cc I 5 ,12 8

I 100 I

2 cc jX

V 0

rt

1n1cc I 5 ,12 I 2 n2 cc I 5 ,12 I 2 cc R

%100 %100

2.2. Trans fo rm ado r tri fásico

La forma más inmediata de concebir un transformador trifásico es disponiendo

juntos tres transformadores monofásicos y conectándolos entre ellos. A esta

disposición se le denomina "banco trifásico a base de transformadores

monofásicos", en la figura se tiene un transformador de este tipo.

N

La construcción de transformadores trifásicos por medio de tres

transformadores monofásicos no es lo habitual, únicamente en el caso de que se

requieran grandes potencias, para las que otro tipo de construcción no es posible.

Considérese un banco trifásico a base de transformadores monofásicos

alimentado desde un sistema trifásico equilibrado de secuencia positiva, a efectos de

lo que se va a comentar se supone que los transformadores están en vacío.

Siendo constructivamente iguales los transformadores, las corrientes de vacío

serán iguales en módulo y desfasadas entre sí 120, con respecto a los flujos ocurre

otro tanto como se indica en la figura siguiente.




I

II

III

I

II

III

Agrupando los núcleos se tendría la siguiente disposición.

I

II

III

I

II

III

Dado que la suma de magnitudes senoidales de igual amplitud desfasadas

entre sí 120 es nula en todo instante, se puede suprimir la columna central ya que no

soporta ningún flujo, con lo que el núcleo de un transformador trifásico experimenta la

evolución indicada en la figura siguiente.

I II

III

I II

III

I II III

Las partes del circuito magnético señaladas con I, II, III se denominan

“columnas” y las que las unen “culatas”, este tipo de núcleo magnético es el más

habitual en los transformadores trifásicos.

En la figura siguiente se muestran tres tipos de núcleos trifásicos, las bobinas

se sitúan las columnas señaladas con *




Núcleo trifásico

normal Núcleo trifásico

acorazado

* * *

*

* *

*

* *

Núcleo trifásico de 5 columnas

1

0,58

Las bobinas constituyen el circuito eléctrico, hay tres bobinas primarias y otras

tantas secundarias.

11.2.1. Valores nom inales o asignados

Un transformador de potencia trifásico queda definido por los siguientes

parámetros que vienen indicados en la “placa de características” Tensiones nominales de línea en primario y secundario

Potencia aparente nominal trifásica (es la misma para el primario

y secundario)

Tensión de cortocircuito o impedancia de cortocircuito en %

Grupo de conexión e Índice horario

Supongamos un transformador trifásico con las siguientes características:

60000 / 400 V

S = 1500 kVA

U cc =8%

Dy11

Las tensiones son las compuestas o de línea, los aislamientos tienen que ser

acordes con los valores de tensón a que quedan sometidos los devanados que podrán

coincidir o no con los anteriores.




La potencia aparente es lógicamente la trifásica por tanto se tiene

2 L2 L1L1Ln I U 3I U 3S

Las corrientes de línea primaria o secundaria se obtienen de la expresión

anterior, esas corrientes podrán coincidir o no con la que hay en los devanados. Valen

los mismos comentarios que los hechos para los transformadores monofásicos

Por definición la relación de transformación trifásica es la que hay entre

tensiones de líneaLs

Lp

U

U rt , ahora bien:

Si las bobinas están conectadas en estrella la tensión a la que quedan

sometidas es la tensión simple que es 3 veces inferior a la de línea y

la corriente que circula por ellas es de línea. Necesitarían un nivel de

aislamiento menor y una sección de espiras mayor que si estuvieran

conectadas en triángulo e igual potencia.

Si las bobinas están conectadas en triángulo la tensión a la que

quedan sometidas es la tensión línea y la corriente que circula por ellases la de fase que es 3 veces inferior a la de línea. Necesitarían un

nivel de aislamiento mayor y una sección de espiras menor que si

estuvieran conectadas en estrella e igual potencia.

La tensión de cortocircuito es el mismo concepto que en los transformadores

monofásicos y se obtiene del “ensayo de cortocircuito”, en este caso trifásico.

El grupo de conexión e índice horario se explica a continuación.

11.2.2. Conexiones de las bo binas

N1 N2

LP U

LP U

LP U LS U

LS U

LS U

dP U

dS U




Dado que hay tres bobinas primarias y otras tantas secundarias, éstas se

pueden conectar entre sí en estrella o en triángulo (también llamado en “D”) y eso da

lugar a varias posibilidades de conexión en A.T (en “Y” o en “D”) y en baja tensión (en

“y” o en “d”) dando lugar a los diferentes grupos de conexión.

Y y, Y d, D y, D d

A su vez, en la conexión Y ó y las salidas a las líneas se pueden dar por unos

terminales o por sus opuestos y en la conexión D ó d se puede formar el triángulo

yendo del final de una bobina al principio de la siguiente y así sucesivamente hasta

cerrar el triángulo o del principio de una bobina al final de la siguiente, todas esas

posibles combinaciones dan lugar a distintos “índices horarios”

Lo que no cambia con respecto a lo ya visto en los transformadores

monofásicos es que las tensiones evaluadas desde un terminal señalado con al

opuesto están en fase, en la figura anterior las tensiones de devanado primario y

secundario U dP y U dS están en fase aunque sus módulos sean diferentes.

A

B

C

a

b

c

(R)

(S)

(T)

(r)

(s)

(t)

A

B

C

n

U A

U a

En la figura se indica la posición del triángulo de tensiones (con la notación

sucesiva) del lado de A.T, las tensiones de línea vienen dadas por los lados orientados

del triángulo y las tensiones simples (que no se pueden medir directamente pero están

asociadas a las tensiones de línea anteriores) apuntan al baricentro del triángulo.

El lado de A.T. está conectado en “D” y el de B.T en “y” la tensión simple de la

fase “a” del lado de B.T está en fase con la tensión de línea “ AB” del lado de A,T y por

tanto tiene la dirección de esa tensión. La posición relativa de dos tensiones del mismo

tipo y letra, la simple U A de A.T y la simple U a de B.T es la misma de las agujas de un

reloj que marcara las “11” horas, con el fasor de AT jugando el papel de la aguja de los

minutos y el de B.T el la de las horas, se dice que el índice horario de ese

transformador es el 11 y se designaría como D y 11 .

Ese desfase se da entre todas las tensiones que sean homogéneas (del mismo

tipo y subíndice)




Ello implica que las posiciones relativas de las tensiones de línea en A.T y B.T

sean distintas excepto cuando el índice horario es “0” (eso tiene importancia cuando

se quiere hacer trabajar en paralelo a dos transformadores trifásicos para lo cual,

aunque no es imprescindible, como regla práctica deben de tener el mismo índice

horario)

A

B

C

a

b

c

(R)

(S)

(T)

(r)

(s)

(t)

n

A

B

C

a

b

c

Las posibilidades de conexión de los transformadores trifásicos son:

Y-y ó y-Y Y-d ó d-Y -y ó y- -d ó d-

0 - 6 1 – 5 – 7 - 11 1 – 5 – 7 - 11 0-2-4-6-8-10

11.2.3. Ensayo s de v acío y co rtocirc uito

Ensay o de vacío

En la figura se muestra esquemáticamente un transformador trifásico

preparado para un ensayo de vacío.

V2 V1

A

W(3F)

U LP

Los aparatos de medida miden respectivamente:

V1 y V2 las tensiones nominales (de línea) primaria y secundaria

A: Intensidad (de línea) de vacío

W : Potencia (trifásica) disipada




La primera información que facilita el ensayo de vacío es la relación de

transformación del transformador trifásico ya que será el cociente de las medidas de

los voltímetros del primario y secundario. Por otra parte, el vatímetro mide las pérdidas

que se producen en vacío, éstas corresponden a las pérdidas en el núcleo.

El ensayo de vacío permite determinar los elementos de la “rama de vacío” del

circuito equivalente pero de la misma forma que para los transformadores monofásicos

se puede prescindir de sus efectos porque la corriente que toma esa rama (corriente

de vacío) es muy pequeña.

Ensayo de co r toc i rcu i to

En la figura se muestra esquemáticamente un transformador trifásico

preparado para un ensayo de cortocircuito, el cual se realiza aplicando una tensión

reducida (tensión de cortocircuito) a uno de los lados del transformador con el otro en

cortocircuito, de forma que circule la intensidad (de línea) nominal.

V1

A

W(3F)

0V U ccLP

Los aparatos de medida miden respectivamente:

V1 la tensión (de línea) de cortocircuito primaria

A: Intensidad (de línea) nominal primaria

W : Potencia (trifásica) disipada

El vatímetro mide las pérdidas que se producen en el ensayo, éstas

corresponden a las pérdidas en el cobre (pérdidas en carga).

Las medidas de los aparatos permiten determinar el circuito equivalente del

transformador suponiendo que tiene un grupo de conexión Y-y, es decir,

independientemente de que el transformador sea Y-y, Y-d, D-y ó D-d los resultados

del ensayo permiten obtener un transformador Y-y que sea equivalente (que produzca

los mismos efectos) que el transformador real.




0V

1I 1I

1U 1U

2 I cc R cc jX cc Z

En este circuito equivalente:

1U : Fasor de la tensión simple correspondiente a la tensión de línea marcada

por el voltímetro V1, su módulo es 3 veces inferior a la medida de V1.

1I : Corriente de línea, su módulo coincide con la medida del amperímetro A

El cociente de esos valores es la impedancia de cortocircuito.

La medida del vatímetro es cosI U 3cosI

3

1V 3P 111 de donde se

obtiene el argumento de la impedancia de cortocircuito )I U 3

P cos( ar

11

11.2.4. Tensión de cor toci rcu i to en %

De igual forma que en transformadores monofásicos, la tensión de cortocircuito

se expresa en % respecto a la nominal, teniendo el mismo significado que en aquellos,

es decir el % de tensión respecto a la nominal (de línea), necesario para que en un

ensayo de cortocircuito circulen las intensidades nominales (de línea).

100 U

U 100

U 3

U 3100

U

U (%)E

nS

ccS

nS

ccS

nL

ccLcc

El valor porcentual de la tensión de cortocircuito es el mismo para la tensión

simple y la compuesta e igual para primario y secundarioLas interpretaciones vistas entonces son válidas igualmente para

transformadores trifásicos.




11.2.5. Reducc ión a un transfo rmador m onofásico

Se puede interpretar un transformador trifásico como tres monofásicos de la

tercera parte de potencia cada uno.

Para determinar la impedancia de cortocircuito por fase de un transformador

trifásico es indiferente su conexión real, la figura siguiente muestra el circuito

equivalente aproximado por fase en estrella (Y-y) de un transformador trifásico.

+

rt

SSc U SP U

LP I ' I LS LSI )Y ( cc Z

)Y ( c Z c E ' E c

Todo lo dicho para transformadores monofásicos es aplicable a este circuito

equivalente.

El circuito equivalente en Y permite determinar las tensiones (simples) e

intensidades (de línea) idénticas a las que produciría el transformador real, pero para

determinar las tensiones e intensidades en los devanados del transformador hay que

tener en cuenta su verdadera conexión, es decir, si uno de los devanados (o los dos)

están en , su tensión será la compuesta y su corriente la de fase, pero ambas se

determinan inmediatamente a partir de la simple y de línea respectivamente.

EJERCICIOS TEMA 11

1.- Un transformador monofásico de 600/380 V y Sn =5000VA, tiene una Z cc del 7%

con un cos de 0.5.Determinar la tensión con que se debería alimentar al primario para que el secundarioalimente a tensión e intensidad nominales una carga que presenta un cos de 0.8

inductivo. Se desprecia el efecto de la rama de vacío.638,83 V




2.- Un transformador monofásico de 380/220V y Sn = 3000 VA tiene una Z cc del 5%

con un cos de 0.4.Determinar la tensión secundaria cuando se alimenta el primario a 380 V sabiendo quela carga conectada toma 2/3 de la intensidad nominal del transformador y que tiene un

cos de 0.8 capacitivo.Se desprecia el efecto de la rama de vacío.

221,57 V

3.- Un transformador monofásico de 50 kVA, rt =1000/500 V, tiene una Z cc del 5% con

un argumento de 60º.Determinar la impedancia de carga que hay que conectar en el secundario para quealimentando el primario a la tensión nominal, el transformador tome de la red laintensidad nominal primaria y ésta sea totalmente resistiva.

4,8798 -2,543

4.- Un transformador monofásico de 500/200 V y Sn = 10 kVA, tiene una impedancia

de cortocircuito del 7.5% con tg cc =1.

Con el primario alimentado a la tensión nominal, el secundario alimenta una cargainductiva (=45) que toma del transformador la intensidad nominal secundaria.Determinar la potencia consumida en la carga.

6540,73 W

5.- Un transformador trifásico Dy5 de potencia aparente Sn=1003 kVA y rt =

20000/400 V, tiene una intensidad de cortocircuito secundaria, estando el primario

alimentado a la tensión nominal, de 5000 A. Determinar la tensión de cortocircuito en% y la impedancia de cortocircuito en referida al primario.

E cc = 5%; Zcc (1º,Y) = 115,74

6.- De un transformador trifásico de Sn = 100 kVA, Dy11 y rt = 20000/400 V se

conocen los siguientes datos:

11.2.6. Tensión de cortocircuito: 5%

Resistencia primaria: 60 /faseResistencia secundaria: 0.02/fase

Determinar la impedancia de cortocircuito en módulo y argumento vista desde el ladosecundario (se desprecia el efecto de la rama de vacío).

0,08 69,51

7.- Un transformador trifásico Yd7 de 15000/380 y 100 kVA tiene una Z cc = 6% con

tg cc = 1.

Con el primario alimentado a la tensión nominal, el secundario alimenta una cargainductiva trifásica equilibrada cuyo argumento es de 60º, la cual toma deltransformador la intensidad nominal secundaria.

Determinar la tensión de línea en bornes de la carga.357,93 V




8.- En un transformador trifásico Dy5 15000/400 V, Sn=200 kVA con el secundario encortocircuito es necesario aplicar una tensión compuesta de 1500 V al primario paraque circule la intensidad nominal secundaria. Asimismo, midiendo con corrientecontinua desde el primario, la resistencia que presenta el transformador entre dos

líneas se obtiene un lectura de 19.68 , y la resistencia por fase del secundario es 1m.Determinar la resistencia y reactancia de cortocircuito vista desde el primario quepresenta el transformador.

Rcc = 11,246 ; Xcc = 111,93 en Y, en sería x3

9.- En una fábrica de transformadores se tiene un transformador trifásico construido abase de 3 bobinas de A.T cuya tensión asignada es de 20000 V y la sección de lasespiras es la adecuada para una corriente asignada de 10 A. Las 3 bobinas de B.T sonde tensión asignada 400 V y la sección de las espiras es la adecuada para unacorriente asignada de 500 A.

Determinar para las siguientes conexiones las tensiones de línea primaria ysecundaria a las que podría estar conectado ese transformador y la potencia trifásicaque podría suministrar sin peligro de daño.

Conexión UL1ª UL2ª S (trifásica)Y-yY-dD-yD-d

Tema 11. Transformadores

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