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Máquinas Eléctricas I Docente: Álvaro Jaramillo Duque Oficina: 19-445 Correo: alvaro.jaramillod@udea.edu.co 2 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS ¿Por qué se utiliza el sistema trifásico y no solo monofásico ? ● Potencia más constante - Motores ● En la transmisión de energía con sistemas trifásicos (tres conductores, en lugar de dos conductores para sistemas monofásicos), la potencia transmitida es tres veces mayor que la de un sistema monofásico, pero sólo se utiliza un conductor extra. Por lo tanto, invirtiendo en un conductor extra, se consigue un aumento de 3 veces en la potencia transmitida. 3 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS La transformación de un sistema trifásico se puede hacer: ● Utilizando tres transformadores monofásicos (banco trifásico) ● Utilizando un transformador trifásico. Fuente: http://www.insel.com.do/images/imagenes_insel/ZONAS %20FRANCAS/Caribbean%20Liquid%20Sugar/Caribbean%20Liquid %20Sugar%202.jpg 4 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS ● El banco trifásico presenta los siguientes inconvenientes frente a un transformador trifásico: ● Coste superior. ● Mayores pérdidas en el hierro y por tanto, peor rendimiento. ● Mayor volumen ocupado. ● Mayor número de elementos de instrumentación y protección ● Puede resultar ventajoso cuando: ● Existan dificultades de transporte (centrales en lugares con malas vías de comunicación) ● Cuando se requiera disponer de un transformador de reserva (es más ventajoso disponer de reserva uno monofásico) ● Mejor refrigeración 5 ● Transformador trifásico: ● El proceso de simplificación del núcleo es el indicado en la figura: TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 6 ● La suma de tres flujo de igual módulo y desfasados 120 º es igual a cero. ● Puesto que por la columna central no circula flujo esta se puede eliminar. ● Con el fin de facilitar la fabricación, se pueden alinear las culatas resultando el núcleo de tres columnas. ● Este núcleo presenta un pequeño desequilibrio magnético en la columna central siendo la intensidad de vacío menor en el devanado primario de dicha columna. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 7 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS ● BANCO TRIFÁSICO Y DE NÚCLEO COMÚN ● Conexiones: Tanto los devanados del primario como del secundario se pueden conectar en estrella, triángulo y zig-zag (esta última conexión se suele utiliza en el lado de B.T.) 8 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS ● CONEXIONES E ÍNDICE HORARIO ● Designación de conexiones: CONEXIÓN LADO A.T. LADO B.T. ESTRELLA Y y TRIÁNGULO D d ZIG-ZAG Z z Estrella Triángulo Zig-zag 9 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CONEXIÓN ZIG-ZAG ● La conexión zig-zag se suele utilizar en el lado de B.T. ● Tiene las ventajas de: ● Permite obtener dos tensiones según se haga la conexión, entre fases o entre fase y neutro. ● Aunque existan componentes homopolares no se generan sobretensiones fase-neutro. Su inconveniente es: ● Su precio es más elevado, a igual potencia y tensión nominal secundaria, con respecto a una conexión “y”. Esto es debido a que se requiere más cableado. 10 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CONEXIÓN ZIG-ZAG – Con el mismo número de espiras, en una conexión “y” obtendríamos una tensión 2 Vac´ y en una conexión Zig-zag obtenemos √3 Vac´ . V an=2V ac ' cos (30)=2V ac ' √3 2 =√3V ac ' 11 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS CONEXIONES E ÍNDICE HORARIO ● Dependiendo de las conexiones en primario y secundario aparecerá una diferencia de fase entre las tensiones compuestas de primario y secundario. ● Puesto que este desfase siempre es un múltiplo de 30º ó es cero, su valor se expresa mediante el denominado índice horario , por similitud con las agujas de un reloj analógico. ● Para poder acoplar dos transformadores en paralelo, una de las condiciones necesarias es que tengan el mismo índice horario ya que si no, aún teniendo las mismas tensiones secundarias, se produciría un cortocircuito. 12 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 13 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS Conexiones e índice horario ● Pasos para determinar el índice a partir de las conexiones. 1)Tensión en los terminales del primario 2)Tensión aplicada en los devanados primarios 3)Tensión inducida en los devanados del secundario (considerar polaridad) 4)Tensión en los terminales del secundario 5)Superponer tensión en terminales del primario y secundario, pasos 1 y 4 Diapositiva 1 Diapositiva 2 Diapositiva 3 Diapositiva 4 Diapositiva 5 Diapositiva 6 Diapositiva 7 Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12 Diapositiva 13
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