Transformador Trifásico en Aceite

7/26/2019 Transformador Trifsico en Aceite

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RTRANSFORMADORTRIFSICO EN ACEITE

DOCENTE: Ing. Bernab Alberto Tarazona Bermdez

ERIODO ACAD!MICO: "#$%&$

SECCI'N: A

INTE(RANTES:

C)SI *)AMN+ A), "#$-$$$S(ARCIA ROB,ES+ ,)IS DANIE, "#$"#"#/(,'E0 0AMORA+ 1O*AN "#$"$#2F

Fe34a de la e56er7en37a: $%8#98$%

Fe34a de entrega: "-8#98$%

)NIERSIDADNACIONA,DE IN(ENIER;AUNI FAC),TAD DE

IN(ENIER;AMECNICA

M


2/27

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE MECNICAINDICEINTRODUCCION.............................................................................................................2

OBJETIVOS..................................................................................................................2

FUNDAMENTO TERICO.........................................................................................2

PROCEDIMIENTOS........................................................................................................3

PARTE EXPERIMENTAL, ANALTICA Y COMPUTACIONAL.............................3

RESULTADOS Y DISCUCIN.......................................................................................4

TABLAS DE DATOS....................................................................................................4

GRFICOS...................................................................................................................4

SOLUCIN AL CUESTIONARIO PROPUESTO.......................................................4

CONCLUSIONES.............................................................................................................

RECOMENDACIONES...................................................................................................

REFERENCIAS................................................................................................................!

BIBLIOGRAFICAS......................................................................................................!

INTERNET....................................................................................................................!

ANEXOS..........................................................................................................................."

#OJA DE DATOS TOMADOS EN LA EXPERIENCIA............................................."

INTROD)CCION

TRANSFORMADOR TRIFSICO EN ACEITE


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2


FACULTAD DE MECNICAHoy en da, la gran mayora de los sistemas trifsicos, tanto para la produccin

como para el transporte y la distribucin de la energa elctrica son de

Corriente Alterna.

Es por lo cual, el estudio de los transformadores trifsicos es de mucha

importancia, en el mundo de las maquinas elctricas.Cabe mencionar la definicin de un transformador trifsico y entendemos que

es una mquina elctrica que permite aumentar o disminuir la tensin en un

circuito elctrico trifsico, manteniendo una relacin entre sus fases la cual

depende del tipo de conein de este circuito.

Es as, que lo que se har en esta eperiencia es reali!ar las pruebas

caractersticas de un transformador trifsico en aceite para hallar sus

parmetros correspondientes y saber si no ha "ariado mucho desde la #era "e!

que se reali!.

OB1ETIOS

$ $eali!ar la prueba de "aco y de cortocircuito en el transformador

trifsico %&'( en aceite para determinar los parmetros del circuito

equi"alente del transformador.$ )eterminar las prdidas en el hierro y en el cobre, que ocurren en el

transformador.$ Hallar el rendimiento del transformador.$ *amiliari!acin con el transformador trifsico refrigerado con aceite,

relacionado a las formas de conein posibles y diferencias entre

ellas.$ +dentificacin de bornes homlogos %igual polaridad relati"a($ ronosticar el comportamiento del transformador trifsico ba-o carga,

utili!ando el circuito equi"alente.$ )eterminacin de las caractersticas de regulacin.



4/27

3


FACULTAD DE MECNICA

F)NDAMENTO TE'RICO

TRANSFORMADOR EN ACEITE:

Este tipo de transformador tiene la caracterstica de que su refrigeracin sehace utili!ando aceite dielctrico. us partes bsicas son las siguientes/

#. 0anque conser"ador de aceite1. Aisladores pasa tapa de 20

&. Aisladores pasa tapa de 304. laca caracterstica

5.

6l"ula para drena-e y toma de muestras de

aceite

7. )eshumedecedor8. +ndicador de ni"el de aceite

9. Conmutador con mando eterior:. 0ermmetro#;.


5/27

4


FACULTAD DE MECNICAo rotura en la ca-a del transformador, el aceite se colecte y se reco-a en dicho

depsito.

En la embocadura de este depsito colector acostumbra a situarse un

dispositi"o apaga llamas para el caso de aceite inflamado, que consiste en

unas re-illas metlicas cortafuegos, las cuales producen la auto etincindelaceite, al pasar por las mismas, o, como mnimo, impiden que la llama llegue a

la ca-a del transformador y le afecte %efecto cortafuegos(. En muchas

ocasiones, estas re-illas metlicas cortafuegos o apaga llamas se

sustituyen por una capa de piedras por entre las cuales pasa el aceite hacia el

depsito colector. Act>an pues como apaga llamas o cortafuegos en forma

similar a las mencionadas re-illas metlicas.

?as "enta-as que estos presentan frente a los transformadores secos son/

2enor costo unitario. En la actualidad su precio es del orden de la mitad

que el de uno seco de la misma potencia y tensin,

2enor ni"el de ruido,

2enores prdidas de "aco,

2e-or control de funcionamiento,

ueden instalarse a la intemperie,

3uen funcionamiento en atmsferas contaminadas,

2ayor resistencia a las sobretensiones, y a las sobrecargas

prolongadas,

ueden ser dise@ados para mayores potencias que los secos %estos solo

se dise@an hasta &76 y #526A(

in embargo, tambin presenta algunas des"enta-as/

?a principal des"enta-a, es la relati"amente ba-a temperatura de

inflamacin del aceite, y por tanto el riesgo de

incendio con desprendimiento ele"ado de humos. eg>n la norma =BE,

el "alor mnimo admisible de la temperatura de inflamacin del aceite

para transformadores, es de #4; C. Este depsito colector representa

un incremento significati"o en el coste de la obra ci"il del centro de

transformacin %C0(, y en ocasiones, cuando la haya, una cierta

in"alidacin de la planta inferior a la del C0.



6/27


FACULTAD DE MECNICA El riesgo de incendio obliga tambin a que las paredes y techo de la

obra ci"il del C0 sean resistentes al fuego.

)ebe efectuarse un control del aceite, pues est su-eto a un ine"itable

proceso de en"e-ecimiento que se acelera con el incremento de latemperatura. Asimismo, aunque se trate de transformadores hermticos,

sin contacto con el aire, puede producirse un incremento en

su contenido de humedad, debido al en"e-ecimiento del aislamiento de

los arrollamientos, ya que la degeneracin de la celulosa, desprende

agua que "a al aceite.

En efecto, en los transformadores en ba@o de aceite, los aislantes de los

arrollamientos acostumbran a ser de substancias orgnicas tales como

algodn, seda, papel y anlogos, que en la clasificacin de los aislantes paratransformadores figuran comprendidos en la Dclase A. Esto obliga a una labor

de mantenimiento con controles peridicos del aceite, como mnimo de su

rigide! dielctrica, pues sta disminuye mucho con el contenido de agua

%humedad(, y de su acide! %ndice de neutrali!acin(, ya que los cidos

orgnicos, que por oidacin aparecen en el aceite, fa"orecen acti"amente el

deterioro de los aislantes slidos de los arrollamientos.

Como se aprecia, la presencia del aceite y sus riesgos implican, en resumen,

un mayor mantenimiento y construcciones dedicadas, lo que incrementa los

costos de instalacin y de mantenimiento.

ACEITE DE TRANSFORMADOR

El Aceite para 0ransformadores o Aceite Aislante es, generalmente, un aceite

mineral altamente refinado, que es estable y que tiene ecelentes propiedades

de aislamiento elctrico. Estos se utili!an en el lleno de aceite del

transformador para aislar, suprimir la corona y el arco, y para ser"ir como unrefrigerante. e rigen mediante la norma +$A2 1;17.

0ipos de aceite/

Lquidos PCB: En la dcada de #:8;, los transformadores montados en

interiores usaban bifenil policlorinatado, o lquidos de C3 %por sus siglas en

ingls(, con fines de refrigeracin. e compone de "arios tomos de cloro

unidos a anillos benceno, este >ltimo es un carcingeno. Frandes pie!as de

equipamiento siguieron utili!ando lquidos C3 hasta diciembre del 1;;;. Este

aceite era un agente de enfriamiento ideal para transformadores cerrados

debido a su alto punto de ebullicin, sus propiedades aislantes eficaces y su



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!


FACULTAD DE MECNICAestabilidad qumica. eg>n la Agencia de roteccin Ambiental, los lquidos de

C3 se prohibieron en Estados =nidos en #:8:.

Aceite moderno de transormadores: El aceite de transformadores que se

utili!a hoy en da es el aceite mineral norma A02 )&498. Hay dos tipos de

estos aceites/ 0ipo + y 0ipo ++. El aceite 0ipo + se utili!a en equipos que norequieren mucha resistencia a la oidacin, mientras que el de 0ipo ++ ofrece

una mayor proteccin contra la oidacin.

Est!ndares de aceites minera"es Ti#o II: eg>n la ociedad Estadounidense

de ruebas y 2ateriales, los aceites de 0ipo ++ pueden tener no ms del ;,& por

ciento de inhibidores de oidacin. us puntos de derrame no pueden ser

superiores a G4; grados *ahrenheit %G4,5 grados centgrados( y no pueden

tener puntos de anilina deba-o de los 87 grados centgrados. El punto mnimo

de detonacin, o la temperatura en la cual un lquido puede "apori!arse en una

forma de combustible, es de 1:4,:: grados *ahrenheit %#47,## grados

centgrados(. )ebe tener una rigide! dielctrica de al menos 1:,: 6A.

Est!ndares de aceites minera"es Ti#o I: El aceite 0ipo + es similar en muchas

formas al aceite de 0ipo ++. ?a mayor diferencia es en el contenido de inhibidor

de oidacin. El aceite de 0ipo + no puede tener ms del ;,;9I de la sustancia

inhibidora, mientras que los aceites de 0ipo ++ pueden tener un mimo de

;,&I. El aceite 0ipo + puede tener un mimo de ;,&I de lodo por masa,

mientras que el aceite de 0ipo ++ slo puede tener un mimo de ;,1I.



8/27

"


FACULTAD DE MECNICA

E


9/27

;


FACULTAD DE MECNICA 1 A7-*-%&'()*%+&*% -%)/(0*

-?+-%* @-&>

1 A+%?+-%*( '&

C&%@& R((-&


10/27


FACULTAD DE MECNICA 2edir y anotar las resistencias de aislamiento/ A0G30, A0G2asa, 30G

2asa.

a( 2edicin de resistencia elctrica en los enrollamientos/

Este ensayo debe ser el primero en reali!arse, y para efectuarlo en eltransformador debe de haber estado desconectado de la red lo

suficiente para garanti!ar que el bobinado se encuentre a la temperatura

ambiente y des energi!ado %al menos 4horas(.

e utili!a el mtodo de la cada de potencial acorde a la norma +ECG

7;;87. ara lle"arlo a cabo es necesario enseriar una resistencia a dos

terminales cualesquiera del transformador, y alimentar esta conein con

una fuente de tensin continua. e debe tomar en cuenta la conein de

las bobinas tanto en el primario como en el secundario para obtener el"alor resisti"o de cada una.

El "alor de la resistencia en serie es de gran importancia, ya que permite

estabili!ar ms rpido el transitorio del circuito $G? formado, de manera

que los instrumentos usados no se da@en.

b( rueba de $elacin de 0ransformacinConectar el autotransformador %"ariac( al lado de ba-a tensin del

transformador. ?uego regular el "olta-e de salida del autotransformador

empe!ando de 11; y disminuyendo cada #; "oltios asta #:;"oltiios,

anotar el "olta-e en el lado de alta tensin del transformador.



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12/27

11


FACULTAD DE MECNICA

d( rueba de Cortocircuitore"iamente se deben de calcular las corrientes nominales de alta y ba-a

tensin del transformador trifsico.Con el circuito desenergi!ado, armar el circuito que se muestra en la

figura, conectar el lado de ba-a %11;6( al autotransformador %6ariac(, el

que a su "e! debe estar alimentado con la energa de la red y de-ar

cortocicuitado los bornes del lado de alta %44;6oltios(. ?uego, insertar en

el lado de ba-a tensin %11;"( un "atmetro trifsico el cual nos dar

directamente las prdidas totales en el cobre %cu(, para medir las

corrientes en cada fase usar la pin!a amperimtrica y para medir los

"olta-es usar el multmetro digital.

=na "e! armado el circuito de acuerdo a las indicaciones dadas en el

prrafo anterior, hay que aplicar al lado de ba-a %11;6( una tensin

redycuda %empe!ar de ; "oltios(, graduando el "olta-e de salida del

autotransformador %6ariac(, de manera de obtener en dicho lado la

corriente nominal, luego, anotar lalectura de los instrumentos.

$egular el "olta-e de salida del 6ariac %empe!ar de ;"oltios( a fin deobtener 5 diferentes "alores de corriente en un rango del 85 al ##;I de



13/27

12


FACULTAD DE MECNICAla corriente nominal %medida por el ampermetro de pin!a(, para cada

caso anotar la lectura de los instrumentos.

e( rueba con carga$etirar el 6ariac, luego, conectar directamente a la red el lado de ba-a

del transformador %11;"( y a la carga el lado de alta del transformador

%lado 44;6(, finalmente, insertar el "atmetro en el lado de alta %44;6(

mostrado esquemticamente en la figura siguiente.?a carga elctrica a conectar en el lado de alta tensin del transformador

ser/

$esistencias o focos incandescentes iguales conectadas en delta yJo en

estrella

Condensadores iguales conectados en delta yJo en estrella

;# motor elctrico trifsico de 44;"

B


14/27

13


FACULTAD DE MECNICA

2otor trifsico y focos en delta/

M*-*%, 0*''(&*%( ' >-& )*0*( ' >-&



15/27

14


FACULTAD DE MECNICA

M*-*% 0*''(&*%( ' &%&>>*

RES),TADOS DISC)CI'N

TAB,AS DE DATOS

reba re7ten37a de bob7nado =aad7do>



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1


FACULTAD DE MECNICAara la medida de las resistencias de los arrollamientos implementamosel siguiente circuito.

En cada arrollamiento tambin se implementa el circuito mostrado uG", "GN, uGN, =G6, 6GO y =GO.

?ado de 3a-a

R 54.3 68.2 82.3) 0.05 0.04 0.032R 11.73 11.69 11.88DC 12.04 12.04 12.03Re 0.231457

80.233361

850.221683

5

R 54.4 54.3 68.2G 0.05 0.05 0.039R 11.82 11.83 11.83DC 12.03 12.03 12.04

Re 0.23011844

0.22950127

0.22483516

R 68.3 87.5 94)G 0.039 0.03 0.032R 11.92 11.88 11.95DC 12.04 12.04 12.04Re 0.223464

770.220959

60.251715

48

RBT=0.22967754



17/27

1!


FACULTAD DE MECNICA?ado de Alta

R 2/ %/.@ /#.-) 0.118 0.155 0.225R 11.81 11.57 11.72

DC 12.04 12.03 12.03Re 0.939204

060.866767

50.773677

47

R 84.7 63.9 44.6G 0.12 0.155 0.226R 11.87 11.6 11.6DC 12.04 12.03 12.03Re 0.856276

330.853836

210.868931

03

R 84.7 64.5 44.5)G 0.15 0.159 0.22R 11.85 11.77 11.7DC 12.03 12.04 12.04Re 1.072151

90.871325

40.836752

14

RAT=0.88210245

?a temperatura ambiente de esta prueba reali!ada el #; de no"iembredel 1;#4 a las ##.&; a.m. fue de 1;oC.

ara hallar la resistencia a temperatura garanti!ada con nuestros datosutili!amos la siguiente formula.

R75

o

C=Ra

(235.4+75)235.4+Ta

0abla con resultados a temperatura garanti!ada.

RBT $%& RAT $%&

5.2"313 1.5"2"34



18/27

1"


FACULTAD DE MECNICAreba de Rela37Hn de tranorma37Hn =aad7do>)e la prueba de relacin de transformacin, graficar la relacin detransformacin "s 6olta-e de entrada y eplicar los resultados.

0abla de datos de la prueba de relacin de transformacin para cada

"olta-e de lnea del transformador.

ent => al => Rela37Hn detran

&J 219.7 U-V 457.7 2.0832954

J&K 218.8 V-W 454.5 2.0772395

&K 218.3 U-W 450.5 2.06367

386rom

"$.2----

ROM

/9/."----

".#@/@-%"

&J 211.4 U-V 440 2.0813623

J&K 211.4 V-W 438.5 2.0742668

&K 210.6 U-W 439.7 2.0878443

6rom

"$$.$----

ROM

/-2./ ".#$$9@

&J 200.7 U-V 418.5 2.0852018

J&K 200.1 V-W 415.2 2.0749625

&K 199.2 U-W 416.7 2.0918675

6rom

"## ROM

/$%. ".#/#$#%

&J 190.8 U-V 398 2.0859539

J&K 190.3 V-W 394.7 2.0740935&K 189.3 U-W 396 2.09191

766rom

$2#.$----

ROM

-2%."----

".#-2-

0abulamos solo los datos promedios para sacar una grfica.El "alor de relacin de transformacin 1.;:;: con un error admisible dePG;.5I.

oltaLe

entrada=>

Rela37Hn

deTranorm

RT

/%#8""#

Error



19/27

1;


FACULTAD DE MECNICAa37Hn

"$.2----

2.074736245

2.0909 0.77%

"$$.$----

2.081157798

2.0909 0.47%

"## 2.084010594

2.0909 0.33%

$2#.$----

2.083988335

2.0909 0.33%



20/27

1


FACULTAD DE MECNICA

SO,)CI'N A, C)ESTIONARIO RO)ESTO

Medicin de Resistencia, Pruebas de vaco y cortocircuito:

1. D-%+'&% >*( &%/+-%*( 7 %%('-&' > -%&'()*%+&*% %&>, >&( %&(' > +(+* >& )0'0& > -%&'()*%+&*% -%)/(0*.

Prue'a de (aco)

(o"ta*e$(& Intensidad$A& Potencias tota"es

u-v 220.8 7 1.274 P


21/27

25


FACULTAD DE MECNICAPrue'a de Cortocircuito)

(o"ta*e$(& Intensidad$A& Potencias

u-v 3.! 7 12.! P Inten7dad=A>ae=

>Sae=A>

&J 14.54923

u 13.97 8.4 117.348

J&K 14.54923

v 13.55 8.4 113.82

&K 14.54923

w 13.67 8.4 114.828

6rom 14.54923

prom 13.73 suma 345.996

fdp 0.73 =G> 252.5771

$esumen/

(o$(& In$A& P$+&

$/.9/2"- 13.73 252.5771

Hallando los parmetros del circuito equi"alente/

$esistencia/

+mpedancia/

$eactancia/

armetros de corto.



22/27

21


FACULTAD DE MECNICATem6erat

raReBT=> 0eBT=

>eBT=

>n=C)>

"#oC0.446613 0.611799 0.418132

252.5771

@9oC0.542791 0.743549 0.508176

306.969

2

0abla de erdidas.

e=G> 81C)"$oC=G>

252.5771

C)@9oC=G>

306.9692

Eficiencia del transformador trifsico para una carga nominal de fdpQ#

Calculamos eficiencia a 0emperatura 1;

o

C.=

SNcosL

SNcosL+PNFe+2PNCu

100

=1 5000 1

5000+81+252.577100=93.746

Calculamos eficiencia a 0emperatura garanti!ada 85oC.

=1 5000 1

5000+148+64.281

100=92.799



23/27

22


FACULTAD DE MECNICA2. D> '(&* &0?* -%&&% >&( 07%&( > )&0-*% *-'0& 0*(*( &>*%( %*+*( &%& *% 8&0% >&( @%)0&(



24/27

23


FACULTAD DE MECNICA

reba

oltaLe deentrada =>

d6 o=G>

Io =A>

$ 165.7 0.423333

0.013 0.315

" 177.6 0.363333

0.015 0.391

- 188.4666667 0.316667

0.017667

0.489333

/ 205.0333333 0.233333

0.021667

0.732667

9 219.2 0.17 0.026667

1.138333

G%/)0&(

150 160 170 180 190 200 210 220 230

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

TenD7Hn de al7menta7Hn JD d6

TenD7Hn =:>

d6

150 160 170 180 190 200 210 220 230

10

15

20

25

30

TenD7Hn de al7menta7Hn JD ot. ConDm7da

TenD7Hn =:>

o =G>



25/27

24


FACULTAD DE MECNICA

150 160 170 180 190 200 210 220 230

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

TenD7Hn de al7menta7Hn JD Corr7ente en :a3Po

TenD7Hn =:>

Io =A>

3. D> '(&* 0*%-*0%07-* @%&)0&% & &%-% >&( >0-7%&( >& *-'0&0*'(7+& P00 & -'(' >& +&'0& V00 &0*%%'- 0*%-*0%07-* I00


26/27

2


FACULTAD DE MECNICAu-v 14.54923 7 13.97 P

33 =G>



27/27


FACULTAD DE MECNICA

8.2 9.2 10.2 11.2 12.2 13.2

13.7

13.8

13.9

14

14.1

14.2

14.3

14.4

14.5

14.6

Ten7Hn de al7menta37Hn J Corr7ente

I33 =A>

:33 =:>

4. C&>07>&% >& %@7>&0' -'(' &%& 7'& 0&%@& '*+'&> 0*' 0*( -%&'()*%+&*% &%& (-&(0*'0*'(

)atos/

13.1216

=> 127.017

Co=Q> 0.9100Sen=Q> 0.4146

$&

Documents

Transformador Trifásico en Aceite