informe # 10

INTRODUCCION Este trabajo tiene con fin complementar la teoría sobre transformadores trifásicos y los bancos de transformadores, permitiendo así analizar las condiciones necesarias que deben cumplir los transformadores para armar un banco entre otras, la relación entre las corrientes de los transformadores monofásicos de un banco trifásico con la que suministra dicho banco a la carga. De igual forma profundizaremos en el tema de transformadores trifásicos en los campos de eficiencia por conceptos de flujo magnético que circulan por el hierro del transformador , la eficiencia en transformadores trifásicos construidos dentro de cubas relacionándolo con la eficiencia en bancos de transformadores monofásicos; también resaltaremos los componentes de flujo magnéticos en sistemas trifásicos

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a. Describa todos los requisitos que deben cumplir los tres (3) transformadores para armar un banco de transformadores.

b. Explique el significado de la siguiente expresión:

c. Desarrollando un análisis vectorial de las componentes del flujo magnético en un sistema trifásico, concrete unas definiciones para el valor que puede tomar del flujo total según el circuito magnético.

d. Identifique unos criterios sobre la eficiencia de un transformador trifásico, por conceptos del flujo magnético que circula en el hierro del equipo.

e. Consultar sobre la eficiencia que presenta un transformador trifásico construido dentro de una cuba, contra el comportamiento y eficiencia de un banco de transformadores monofásicos

f. Qué relación existe entre la corriente que circula por cada uno de los devanados de los transformadores monofásicos contra la corriente que circula por la línea de salida a la carga.

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A.REQUISITOS QUE TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES:

DEBEN CUMPLIR LOS TRES Cancel And PrintUN PARA Download ARMAR BANCO

(3) DE

Con respecto a una carga equilibrada tienden a utilizarse transformadores exactamente iguales en cuanto a sus datos de placa:      

Deben tener relación de transformación igual Potencia aparente nominal igual Corrientes nominales iguales Voltaje nominales iguales Razones de números de espiras iguales Impedancias equivalentes si deben repartirse la carga por igual, si no fueran iguales las impedancias equivalentes, el transformador con menor impedancia seria asiento de la corriente más intensa, comportándose en este aspecto en el banco en forma parecida a como lo hacen las impedancias en paralelo.

Con respecto a una carga desequilibrada se determinara un valor diferente para cada transformador de sus datos de placa en algunos casos, dichos valores pueden ser aproximadamente iguales dependiendo a lo que requiera la carga para su funcionamiento

B.

Esta ecuación nos indica la relación que hay entre el flujo el número de vueltas y la corriente de R1 o sea la fase 1 y la corriente de la fase, con respecto al reluctancia de lo del devanado olas bobinas, la reluctancia no es más que la resistencia que produce cada bobina en los devanados. Donde:

   Flujo de la línea 1 que se forma en el entrehierro que por convención se  denomina R para un monofásico.   Número de vueltas del bobinado primario.   ̅  La corriente que pasa por R1(línea 1) es la corriente de excitación.

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  Reluctancia de los devanados, o la resistencia que ejerce cada devanado first need to download it. al paso de la corriente. Cancel Download AndEN Print C.ANALISIS VECTORIAL DEL FLUJO MAGNETICO UN SISTEMA TRIFASICO

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Se tiene 3 los tres transformadores monofásico cada uno de ellos está siendo recorrido por un flujo magnético , al unir las tres columnas libres, en la columna central de dicha unión se representara una suma vectorial de los 3              ),provenientes de cada transformador dicho flujos( flujo siempre será igual a cero, es decir que la columna central está siendo recorrida por un flujo  ( ) que, en cada instante, es la suma de tres flujos sinusoidales, iguales y desfasados 120º. El flujo  será pues siempre nulo. En consecuencia, se puede suprimir la columna central.

D. CRITERIOS SOBRE LA EFICIENCIA DE UN TRANSFORMADOR

TRIFÁSICO, POR CONCEPTOS DEL FLUJO MAGNÉTICO QUE CIRCULA EN EL HIERRO DEL EQUIPO. Teniendo en cuenta el flujo magnético que circula por el hierro las perdidas del hierro a tener en cuenta en la formula de rendimiento van ser igual a la suma de las perdidas por ciclos de histéresis y las perdidas por corrientes parasitas.

Corrientes parasitas: se producen en cualquier material conductor cuando se encuentran sometidos a una variación de flujo magnético, como los núcleos de los transformadores están hechos de materiales magnéticos y estos materiales son buenos conductores se genera una fuerza electromotriz inducida que origina corrientes que circulan en el mismo sentido dando lugar a el denominado efecto Joule Las perdidas por corrientes parasitas dependerán del material con el que está construido el núcleo magnético del transformador 

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Para reducir en parte estas pérdidas de potencia es necesario que el núcleo del first need to download it. transformador que esta bajo un flujo variable no sea macizo, es decir el núcleo deberá estar construido con chapas magnéticas de espesores muy delgados, colocadas una enzima de otra y aisladas entre si Cancel Download And Print  Al colocar las chapas magnéticas lo que conseguimos es que la corriente eléctrica no pueda circular de una chapa a otra y se mantenga independientemente en cada una de ellas con lo que se induce menos corriente y disminuye la potencia perdida por corrientes parasitas o corrientes de Foucault En la imagen 1 podemos observar primero un flujo en un núcleo macizo y por  consiguiente una gran cantidad de pérdidas de energía que derivaran en perdidas inevitables de potencia En cambio en la siguiente imagen podemos observar la función de las chapas en el núcleo reduciendo las corrientes inducidas y por lo tanto menos perdidas de potencia

En la siguiente tabla (tabla 1) se expresa las características de construcción los valores magnéticos para determinar las pérdidas de potencia en el hierro en función del espesor, la aleación y la inducción

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Para realizar un cálculo numérico de las pérdidas en el hierro por las corrientes first need to download it. parasitas recurrimos a la siguiente formula:

           Cancel Download And Print    Donde      

                   

La histéresis magnética es el fenómeno que se produce cuando la imantación de los materiales ferro magnéticos no solo depende del flujo magnético, sino de los estados magnéticos anteriores. En el caso de los transformadores al someter un material magnético a un flujo variable se produce una imantación que se mantiene al cesar el flujo variable, lo que provoca una perdida de energía En la imagen a continuación podemos ver de una forma más clara lo que se trata de explicar 

De igual forma que en las corrientes parasitas el ciclo de histéresis dependerá esencialmente del tipo de material Para calcular numéricamente las perdidas por histéresis podemos usar la siguiente igualdad

         Donde       

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     first need to download it.            Download And Print         Cancel        

Y por lo tanto se puede concluir que las perdidas en el hierro son la suma de las perdidas por ciclos de histéresis y las perdidas por corrientes parasitas.

E. EFICIENCIA QUE PRESENTA UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO CONSTRUIDO DENTRO DE UNA CUBA, CONTRA EL COMPORTAMIENTO  Y EFICIENCIA DE UN BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS. La eficiencia de un transformador construido en una cuba va a ser mucho mayor ya que se van a presentar menos perdidas, por el procedimiento y en tratamiento que se le aplico en la construcción de dicho transformador, cuenta con un aislamiento especial entre sus bobinados, un orden de conexión protegido, un aceite refrigerante y una cuba completamente sellada que lo mantiene aislado del medio externo. La eficiencia de un banco de transformadores monofásicos va a ser menor ya que este representara mayores perdidas por la exposición a las temperaturas ambientales, la distribución del cableado y sus bobinados se encuentran mas expuestos al medio externo.

F. RELACIÓN EXISTE ENTRE LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR CADA UNO DE LOS DEVANADOS DE LOS TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS CONTRA LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR LA LÍNEA DE SALIDA A LA CARGA. La corriente de salida puede variar con respecto a la que circula por cada devanado dependiendo del tipo de conexión que emplee dicho transformador y si se encuentra o no balanceado el sistema. Si el sistema se encuentra balanceado puede ser 3 veces mayor que la que circula por cada devanado.

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CONCLUSION En términos generales, un banco formado por tres transformadores monofásicos, se pueden reemplazar por un transformador trifásico. Estos transformadores trifásicos, tienen un núcleo magnético con tres piernas, en donde se alojan los devanados primario y secundario de cada una de las fases. Los devanados se conectan internamente, en forma similar a los bancos de transformadores monofásicos, en cualquiera de las conexiones trifásicas, es decir, estrella-delta, delta-abierta, etc.

Para una capacidad dada, un transformador trifásico es siempre de menor  tamaño y más barato que un banco formado por tres transformadores monofásicos con la misma capacidad. En algunas ocasiones, aun con lo mencionado antes, se prefiere el uso de bancos de transformadores monofásicos, especialmente por mantenimiento y confiabilidad resulta importante la facilidad para reemplazar a una de las unidades.

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BIBLIOGRAFIA 

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