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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
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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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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
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.
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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#;.
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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.
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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.
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FACULTAD DE MECNICA 1 A7-*-%&'()*%+&*% -%)/(0*
-?+-%* @-&>
1 A+%?+-%*( '&
C&%@& R((-&
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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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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
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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
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2otor trifsico y focos en delta/
M*-*%, 0*''(&*%( ' >-& )*0*( ' >-&
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M*-*% 0*''(&*%( ' &%&>>*
RES),TADOS DISC)CI'N
TAB,AS DE DATOS
reba re7ten37a de bob7nado =aad7do>
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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
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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
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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./ ".#$$9@
&J 200.7 U-V 418.5 2.0852018
J&K 200.1 V-W 415.2 2.0749625
&K 199.2 U-W 416.7 2.0918675
6rom
"## ROM
/$%. ".#/#$#%
&J 190.8 U-V 398 2.0859539
J&K 190.3 V-W 394.7 2.0740935&K 189.3 U-W 396 2.09191
766rom
$2#.$----
ROM
-2%."----
".#-2-
0abulamos solo los datos promedios para sacar una grfica.El "alor de relacin de transformacin 1.;:;: con un error admisible dePG;.5I.
oltaLe
entrada=>
Rela37Hn
deTranorm
RT
/%#8""#
Error
TRANSFORMADOR TRIFSICO EN ACEITE
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE MECNICAa37Hn
"$.2----
2.074736245
2.0909 0.77%
"$$.$----
2.081157798
2.0909 0.47%
"## 2.084010594
2.0909 0.33%
$2#.$----
2.083988335
2.0909 0.33%
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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
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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/
$eactancia/
armetros de corto.
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FACULTAD DE MECNICATem6erat
raReBT=> 0eBT=
>eBT=
>n=C)>
"#oC0.446613 0.611799 0.418132
252.5771
@9oC0.542791 0.743549 0.508176
306.969
2
0abla de erdidas.
e=G> 81C)"$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
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FACULTAD DE MECNICA2. D> '(&* &0?* -%&&% >&( 07%&( > )&0-*% *-'0& 0*(*( &>*%( %*+*( &%& *% 8&0% >&( @%)0&(
TRANSFORMADOR TRIFSICO EN ACEITE
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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>
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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>
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TRANSFORMADOR TRIFSICO EN ACEITE
7/26/2019 Transformador Trifsico en Aceite
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE MECNICA
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