INFORME MAQUINAS ELECTRICAS

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE DATOS INFORMATIVOS: INTEGRANTES: Anrango Patricio Tito Marlon Torres Richard Vega Carlos FECHA: 01/20/2014 CARRERA: CIME 5TO ASIGNATURA: Máquinas Eléctricas OBJETIVO GENERAL: Consultar las pruebas que se realizan a los transformadores monofásicos y trifásicos. OBJETIVO ESPECÍFICO: Investigar las pruebas de los trasformadores respectivamente. Entender cada uno de las pruebas mencionadas. Observar su utilización. MARCO TEÓRICO: DEFINICIÓN TRANSFORMADOR: “Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTEDATOS INFORMATIVOS:

INTEGRANTES:

Anrango PatricioTito MarlonTorres RichardVega Carlos

FECHA: 01/20/2014CARRERA: CIME 5TOASIGNATURA: Máquinas Eléctricas

OBJETIVO GENERAL:

Consultar las pruebas que se realizan a los transformadores monofásicos y trifásicos.

OBJETIVO ESPECÍFICO:

Investigar las pruebas de los trasformadores respectivamente.Entender cada uno de las pruebas mencionadas.Observar su utilización.

MARCO TEÓRICO:

DEFINICIÓN TRANSFORMADOR:

“Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.”

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PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS

1.- MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS.

La medición de resistencia de bobinado de transformadores tiene importancia fundamental, a fines de:

Cálculos del componente I²R en pérdidas del conductor.Cálculo de temperatura de Bobinado al finalizar un ciclo de prueba de temperatura.Como base para asesorar posible daño en el campo.

Los transformadores están sujetos a vibraciones. Problemas ó fallos ocurren debido a mal diseño, ensamblaje, tratamiento, entorno inseguro, sobrecarga ó mal mantenimiento. La medición de la resistencia de los Bobinados asegura que las conexiones sean correctas y la medición de la resistencia indica que no hay desajuste grave.

A pesar de la configuración en estrella o triángulo, las mediciones se hacen fase a fase y las comparaciones se hacen para determinar si las lecturas son comparables. Tenga en cuenta que el objetivo de la prueba es de evaluar diferencias brutas entre los Bobinados y aperturas en las conexiones. Las pruebas no se hacen para duplicar la lectura del dispositivo fabricado, el cual se comprobó en la fábrica bajo condiciones controladas y posiblemente a otras temperaturas.

Corrección de la temperatura se realiza de acuerdo a las ecuaciones siguientes:

R2: Resistencia del devanado a la temperatura t2,R1: Resistencia del devanado a temperatura t1

CIRCUITO DE MEDICIÓN Y LA REALIZACIÓN DE LA MEDICIÓN

El devanado del transformador resistencias se puede medir ya sea por el método de corriente-voltaje o método puente. Si se utilizan instrumentos de medición digitales, la precisión de la medición será mayor.

La medición por el método de corriente-voltaje se muestra en la figura siguiente. En el método corriente-tensión, la corriente que pasa a través de la medición de la liquidación también pasa a través de una resistencia de serie con un valor conocido y los valores de caída de tensión en ambas resistencias (devanado la resistencia y la resistencia estándar) se comparan para encontrar la resistencia desconocida (devanado resistencia). Uno debe tener cuidado de no mantener el voltímetro medición de la tensión conectado al circuito para protegerlo de los altos voltajes que pueden ocurrir durante la conmutación del circuito de corriente de encendido y apagado.

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El método de puente se basa en la comparación de un (siendo medido) resistencia desconocida con una resistencia de valor conocido. Cuando se equilibran las corrientes que fluyen en los brazos, la corriente por el galvanómetro será cero. En general, si las pequeñas resistencias de valor (por ejemplo, menos de 1 ohm) se miden con un puente de Kelvin y las resistencias de mayor valor se miden con un puente de Wheatstone, se reducirán al mínimo los errores de medición.

2 - LA MEDICIÓN DE RELACIÓN DE TENSIÓN Y VERIFICACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO DE FASE

La relación de tensión en vacío entre dos espiras de un transformador se llama relación de vueltas.

El objetivo de la medición es, confirmando la relación de voltaje sin carga dada en las especificaciones del pedido del cliente, la determinación de las condiciones tanto de los devanados, las conexiones y el examen de los problemas.

CIRCUITO DE MEDICIÓN Y LA REALIZACIÓN DE LA MEDICIÓN

2.1.- GIRO DEL RADIO DE MEDICIÓN

La medida de la relación a su vez se puede hacer de dos formas diferentes;

a) La relación de medición se basa en, la aplicación de un voltaje de fase a uno de los devanados con un puente y la medición de la relación de la tensión inducida en el puente.

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Las mediciones se repiten en todas las fases y en todas las posiciones de toma, secuencialmente. Durante la medición, sólo gira relación entre las parejas de bobinado que tienen el mismo flujo magnético que se puede medir. En general, la tensión de medición es de 220 V de corriente alterna 50 Hz. Sin embargo, los equipos que tienen otros niveles de voltaje también pueden ser utilizados. La precisión del medidor es ≤=0,1%.

b) Los voltajes en las parejas de devanado deben ser medidos, se pueden medir al mismo tiempo y la relación se puede determinar con instrumentos digitales que se fabrican para este propósito se pueden utilizar en el método de medición de la relación de tensión. Mediante el uso de tales instrumentos, además de medir la relación de espiras, determinar también el grupo de conexión (con tres fases instrumento de medición) y la medición de las corrientes durante la medición también son posibles. El método de la comparación de las tensiones de par de vector también permite la medición del ángulo (deslizamiento de fase) entre los vectores al mismo tiempo.

2.2 DETERMINACIÓN DE LA CONEXIÓN EN GRUPO

Dependiendo del tipo del transformador, los devanados de entrada y salida de un transformador de múltiples fases están conectados ya sea como estrella (Y) o en triángulo (D) o en zigzag (Z). El ángulo de fase entre la alta tensión y los devanados de baja tensión varía entre 0° y 360°.

Las conexiones sobre el método de corriente alterna se detallan en las normas. Un ejemplo de este método se muestra en un diagrama vectorial de abajo.

El orden de las mediciones:

Tensión de fase 3 se aplica a las fases ABC Un cortocircuito se realiza entre C y n

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Se mide el voltaje entre B y b Se mide el voltaje entre A y C

3 - MEDICIÓN DE LA IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO Y LA PÉRDIDA DE CARGA

La pérdida de corto-circuito y la tensión de cortocircuito muestran el rendimiento del transformador. Estos valores se registran y se garantizan para el cliente e importante para la economía de funcionamiento. La tensión de cortocircuito es un criterio importante, especialmente durante las operaciones en paralelo de los transformadores.

La pérdida de corto-circuito es un dato que también se utiliza en el ensayo de calor.

Tensión de cortocircuito: Es la tensión aplicada al devanado primario y hace que la corriente nominal fluya, mientras una de las parejas de bobinado está cortocircuitado. La pérdida activa medida durante este, se llama pérdida de cortocircuito. Si el rango de ajuste es más de 5%, en adición al valor nominal, las pérdidas se repiten para los valores máximo y mínimo.

La pérdida de corto-circuito se compone de pérdidas "Joule", que se forma por la corriente de carga en el devanado y las pérdidas adicionales (alternando las pérdidas de corriente AC) en los devanados, arreglos de núcleo prensado, tanque paredes y de detección magnética (si las hubiera) por la fuga (dispersión) flujos.

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Circuito de medición y la realización de la medición:

1 - Fuente de alimentación 2 - Fuente (intermedio) transformador3 - Los transformadores de corriente 4.- Transformadores de voltaje

En general, los arrollamientos de alta tensión del transformador y es posible añadir los devanados de baja tensión están cortocircuitados.

En los casos en que la fuente de alimentación no es suficiente para alimentar el circuito de medición, la compensación para cubrir la potencia reactiva se tiene que hacer mediante condensadores. Con el fin de evitar el aumento de la temperatura del bobinado de la corriente aplicada, la medida tiene que ser completado en un tiempo corto y la corriente de medición tiene que mantenerse entre el 25% ... 100% de la corriente nominal. De esta manera, se reducirán al mínimo los errores de medición debido al aumento de la temperatura de bobinado.

Medición de ecuaciones de corrección de circuito y de error:

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4 - MEDICIÓN DE LA PÉRDIDA SIN CARGA Y CORRIENTE

Las pérdidas en vacío están muy relacionadas con las prestaciones de funcionamiento de un transformador. Siempre y cuando se hace funcionar el transformador, se producen estas pérdidas. Por esta razón, pérdidas sin carga son muy importantes para la economía operativa. Pérdidas sin carga también se utilizan en la prueba de calentamiento.

Este tipo de medición en un transformador se realizan mientras uno de los bobinados (generalmente el bobinado de HV) se mantiene abierto y el otro bobinado se suministra con la tensión y frecuencia nominales. Durante esta prueba la corriente en vacío (Io) y las pérdidas en vacío (Po) se miden. Las pérdidas medidas dependen en gran medida de la forma de onda de voltaje aplicado y la frecuencia. Por esta razón, la forma de onda de la tensión debe ser muy sinusoidal y a la frecuencia nominal. Normalmente, se realizan las mediciones, mientras que la tensión de alimentación se incrementa a intervalos iguales de 90% a 115% de la tensión nominal del transformador y de esta manera los valores de la tensión nominal también se puede encontrar.

Circuito de medición y la realización de la medición:

1 - Fuente de alimentación 2 - Fuente (intermedio) del Transformador3 - Los transformadores de corriente 4.- Transformadores de voltaje5 - Analizador de Potencia 6 - Transformador bajo prueba

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En general, de acuerdo a las normas, si hay una diferencia de menos de 3% entre el (U) valor efectivo y la media (T ') valor de la tensión de alimentación, la forma de la onda se considera como apropiado para mediciones. Si la tensión de alimentación es diferente a la sinusoide, las pérdidas sin carga medidos tienen que ser corregidos por un cálculo. En este caso, el valor eficaz (rms) y el promedio (media) valor de la tensión son diferentes. Si las lecturas de ambos voltímetro son iguales, no hay necesidad de corrección.

Durante las mediciones, la tensión de alimentación U' se suministra al transformador por el voltímetro valor promedio. De esta manera, se forma la inducción prevista y como resultado de esto, las pérdidas por histéresis se miden correctamente. Las pérdidas por corrientes parásitas deben corregirse de acuerdo con la siguiente ecuación.

5.- PRUEBAS DIELÉCTRICAS

Conmutación prueba de impulso: Sirve para confirmar el aislamiento de las terminales del transformador y arrollamientos a los componentes conectados a tierra y otros devanados, y para confirmar la resistencia de aislamiento en los devanados y a través de los devanados.

Prueba de choque de rayo: Permite confirmar la resistencia de aislamiento del transformador en caso de un rayo alcanzando los terminales de conexión.

AC fuente separada resistir la prueba del voltaje: Ayuda a comprobar la resistencia de aislamiento de la línea transformador y terminales de conexión neutros y los arrollamientos conectados a las partes puestas a tierra y otros bobinados.

Prueba de la tensión inducida AC: Mide la resistencia de aislamiento de los bornes de conexión del transformador y los arrollamientos conectados a las partes puestas a tierra y otros bobinados , tanto entre las fases ya través de la liquidación.

Medición de descargas parciales: Se observa el cambio parcial por debajo de un nivel determinado, propiedad de la estructura de aislamiento del transformador en condiciones de funcionamiento.

6 - AC FUENTE SEPARADA SOPORTAR LA PRUEBA DEL VOLTAJE

El objetivo de esta prueba es comprobar la resistencia de aislamiento entre los devanados y núcleo a tierra, otros bobinados, piezas de construcción y el tanque, con tensión de prueba prevista. De esta manera, la fuerza de aislamiento del transformador se prueba contra tensiones

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excesivas debido a inestabilidades de funcionamiento del sistema, fallos de funcionamiento, errores operativos y eventos transitorios.Circuito de prueba y la realización de la prueba

1 - Transformador de tensión ajustable.3 - Transformador de prueba del voltímetro de tensión de entrada 5 - Divisor de tensión capacitivo 7 - Voltímetro valor pico (valor de pico / 2 - Transformador de intensidad y amperímetro 4 - Transformador de prueba 6 - A partir del voltímetro de tensión 8 - Transformador bajo prueba

Durante la CA fuente separada soportar prueba de tensión, la frecuencia de la tensión de prueba debe ser igual a la frecuencia nominal del transformador o debe ser no menos de 80 % de esta frecuencia. En esta manera, transformadores 60 Hz también pueden ser probados a 50 Hz. La forma de la tensión debe ser de una sola fase y sinusoidal en la medida de lo posible.

Esta prueba se aplica al punto neutro de los bobinados uniformes, cada punto de la tensión de ensayo de bobinado que se ha aplicado es aceptado para ser probado con esta tensión.

Las pruebas de aislamiento de los terminales de entrada de fase de los bobinados de aislamiento gradual son completadas durante la prueba de tensión inducida.

La tensión de prueba se mide con la ayuda de un divisor de tensión. La tensión de ensayo debe leerse desde voltímetro como valor pico dividido por 2, donde el período de prueba es de 1 minuto.

Todos los terminales de la prueba de bobinado debe conectarse entre sí y la tensión se debe aplicar aquí. Mientras tanto, los terminales de los devanados no probados deben estar conectados

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entre sí como grupos. Los bobinados no probados y el tanque del núcleo deben estar conectados a tierra. Los devanados secundarios de los transformadores de corriente tipo buje deben ser conectados entre sí y con toma de tierra. La corriente debe ser estable durante el ensayo ni con los aumentos repentinos debe ocurrir.

7. PRUEBA DE TENSIÓN DE CA INDUCIDA

El objetivo de esta prueba es verificar el aislamiento, tanto entre fases y entre las vueltas de los arrollamientos y también el aislamiento entre los terminales de entrada de los devanados de aislamiento graduados y la tierra.

Durante la prueba, normalmente la tensión de prueba se aplica al devanado de baja tensión. Mientras tanto los otros bobinados se deben dejar abiertos y conectados a tierra desde un punto común.

Dado que el voltaje de prueba será mucho más alta que la tensión nominal del transformador, la prueba de frecuencia no debe ser inferior a dos veces el valor de la frecuencia nominal, a fin de evitar la sobresaturación del núcleo del transformador. El valor de la tensión de ensayo se elige en función del valor del U (tensión) de la liquidación con más alta tensión de funcionamiento. Otros bobinados deben mantenerse a un nivel de prueba más cercano a su propia operación tensión.

La tensión de prueba puede ser medida ya sea en un divisor de tensión conectado al terminal de alta tensión o en un transformador de tensión y el voltímetro que se han establecido junto con este divisor de tensión en el LV lado . Otro método es medir la tensión de prueba con un instrumento de medida de pico en el valor fin de medición.

Período de prueba que no debe ser menos de 15 segundos, se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación:

120 x segundos (Frecuencia nominal / Frecuencia de prueba)

La prueba es aceptada para ser exitoso si no hay picos de voltaje, colapsos o aumentos extremos en el actual se ha producido.

Las pruebas de tensión inducidas se clasifican como de duración corta o larga duración y de acuerdo con la tensión de funcionamiento que es más o menos de 72,5 kV.

Los transformadores con mayor tensión de operación de menos de 72,5 kV, la medición de descarga parcial no es obligatorio. Sin embargo, en transformadores más grandes a 72,5 kV, la medición de descarga parcial durante las pruebas de tensión inducida es obligatoria.

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La corta duración del ensayo de tensión inducida (CADS):

a) Aislamientos Uniformes de devanados

La conexión de prueba de un transformador es el mismo que la conexión de funcionamiento. Trifásico, simétrico voltaje se aplica al transformador bajo prueba. Normalmente, la tensión de prueba es el doble de la tensión nominal.

Esta tensión no debe ser superior a la tensión de ensayo. Para estar seguro, la posición de toma del transformador bajo prueba debe ser apropiada. El valor de la tensión de prueba (entre fases y entre fase y de la tierra) se mide en el lado de baja tensión en un transformador de tensión exacta.

1 - Generador síncrono 2 - Prueba del transformador 3 – Transformador actual y el amperímetro4 - Tensión transformador y el voltímetro 5 - Transformador bajo prueba.

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CONCLUSIONES:

La relación de tensión en vacío entre dos espiras de un transformador se llama relación de vueltas, cuyo objetivo principal es la medición del voltaje sin carga tanto de los devanados y las conexiones y el examen de los problemas.

En la ejecución del giro del radio de medición existe un orden de mediciones tomando como principal la tensión de fase 3 que se aplica a las fases ABC , mientras existe un cortocircuito que se realiza entre C y n y se mide los voltajes respectivos entre B-b y A y c.

La pérdida de corto-circuito y la tensión de cortocircuito muestran el rendimiento del transformador, donde en los casos en que la fuente de alimentación no es suficiente para alimentar el circuito de medición, la compensación para cubrir la potencia reactiva se tiene que hacer mediante condensadores.

El objetivo de la prueba de corriente alterna en fuente separada es comprobar la resistencia de aislamiento entre los devanados y núcleo a tierra, otros bobinados, piezas de construcción y el tanque, con tensión de prueba prevista.

El objetivo de la prueba de tensión de CA inducida es verificar el aislamiento, tanto entre fases y entre las vueltas de los arrollamientos y también el aislamiento entre los terminales de entrada de los devanados de aislamiento graduados y la tierra.

BIBLIOGRAFÍA:

BÖLGESI Sanayi Agir, BEST TRANSFORMERS: Transformer Tests, recuperado el 01/19/2014 disponible en: http://www.besttrafo.com.tr/