Conexión Delta Abierto en Transformadores de PotenciaCONEXIÓN DELTA ABIERTO EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA MARCO TEÓRICO INTRODUCCIÓN Esta conexión tiene mucha tiene mucha aplicación en la subestaciones trifásica en conexión Delta delta con transformadores monofásicos, ya que esta conexión se comporta en forma similar a la conexión Delta delta. DELTA ABIERTO (V-V) La conexión delta abierto se utiliza cuando en un banco de transformadores, un transformador falla o se quiere retirar un transformador por mantenimiento o por balancear la demanda de la carga, como se puede ver en la figura: 1 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia TENSIÓN FANTASMA La tensión fantasma se origina por la conexión delta abierto en la cual la tensión C aún sigue presente debido a la suma de los vectores que representan las fases de los voltajes. Teniendo así una tensión VCA igual a: V CA=−V AB−V BC V CA=−V ⎿ 0°−V ⎿120° V CA=−V−(−0.5V + j0.866V ) V CA=−0.5V− j0.866V V CA=V ⎿−120° Y este voltaje es el mismo que el voltaje cuando el transformador quitado aun siguiera ahí, por lo que a esta fase C se le llama “fase fantasma”. POTENCIA EN LA CONEXIÓN DELTA ABIERTO Si la potencia instalada de una subestación trifásica es: S N =3×S1 ø =3×U n ×I n Cuando saquemos una fase de servicio tendremos una potencia instalad igual a: 2 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia S ' N=2×U ab ×I a La potencia de la carga debe ser menor: S L= √3×U ab ×I a Relacionando la potencia instalada y la potencia de la carga: S' N 2 = =1.155 SL √ 3 Entonces la carga que podrá suministrar esta conexión es solo en 87% de la potencia instalada (dos transformadores). S L =0.866×S' N Viéndolo de otro modo, la potencia nominal de la estación trifásico “deltadelta” convertida en “delta-abierta” solo podrá seguir suministrando el 58% de la potencia nominal. ACTIVIDADES 1) Primero conectamos los transformadores como se muestra en la siguiente figura: Obteniendo las siguientes medidas: 3 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia VAB (V) 226 VBC (V) 225 VCA (V) 225 Vab (V) 111 IA (mA) 370 Vbc (V) 112 IB (mA) 260 IC (mA) 370 Vca (V) 112 Io (mA) 50 2) Después conectamos un motor en el secundario de los transformadores conectados en estrella, recordar que primero tenemos que probar con el multímetro la conexión de los bobinados en el motor, después conectamos los transformadores como se ve en la siguiente figura: Obteniendo los siguientes resultados: VAB (V) 226 VBC (V) 226 VCA (V) 227 IA (mA) 790 IB (mA) 680 IC (mA) 760 Vab (V) 114 Vbc (V) 113 Vca (V) 112 Ia (mA) 830 Ib (mA) 850 Ic (mA) 790 Io (mA) 400 4 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia 3) Por ultimo hacemos la conexión delta abierto quitando solo un transformador de la conexión delta delta, como se puede ver en la siguiente figura: Obteniendo los siguientes resultados: VAB (V) 226 VBC (V) 226 VCA (V) 226 IA (mA) 510 IB (mA) 690 IC (mA) 540 Vab (V) 113 Vbc (V) 111 Vca (V) 113 Ia (mA) 820 Ib (mA) 850 Ic (mA) 760 Io (mA) 830 5 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia CUESTIONARIO 1) Indicar como se puede hacer la prueba de vacío en un banco de transformadores monofásicos operando en conexión trifásica, y elaborar el diagrama equivalente aproximado. Para hacer un conexión en vacío con transformadores monofásicos conectados trifásicamente, tendremos que dejar el lado secundario en vacío y en el lado primario tendremos que colocar tres vatímetros monofásicos o dos vatímetros monofásicos en conexión Aron o solo un transformador trifásico. 6 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia Como se ve en la figura también tenemos que medir la corriente y la tensión, pero aquí lo hicimos solo en una fase, pero debido a que los bobinados no serán exactamente iguales, se tendrá que poner un voltímetro y amperímetro a cada línea; como se ve en la prueba de vacío se desprecia la impedancia de cortocircuito, por eso lo denotamos de rojo; esta es un conexión Delta delta, pero también se puede utilizar una conexión Estrella estrella; recordar que esta prueba se hace mayormente en el lado de baja. 2) Describir como se debe efectuar la prueba de cortocircuito de un banco de transformadores monofásico que operan en conexión trifásica, las precauciones que deben considerarse y elaborar el diagrama equivalente. En el ensayo de corto circuito hay que tener cuidado en la conexión que se encuentra los transformadores monofásicos, por que debido a su conexión la corriente de línea cambiara su valor por lo cual tenemos que conocer que corriente pueden soportar (corriente nominal) los bobinados en los transformadores monofásicos dependiendo de su conexión. 7 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia Para la conexión delta la corriente de la línea será 1.732 veces la corriente de la fase, por lo que cunado en la corriente de línea se mida 1.732 veces la corriente nominal en el transformador monofásico, no se seguirá aumentando la tensión. Para la conexión estrella la corriente de línea es igual a la corriente de la fase, por lo que cunado en la línea se mida un valor igual a la corriente nominal del transformador, se detendrá el aumento de la tensión y se tomaran los datos obtenidos. 8 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia Para la conexión de los transformadores monofásicos conectados en trifásico, se tendrán que poner en el primario un vatímetro trifásico, o tres vatímetros monofásicos o por ultimo dos vatímetros monofásicos conectados en Aron. En este caso solo hemos cortocircuito el lado secundario, como se puede ver en la figura anterior ponemos un amperímetro y voltímetro para poder medir la corriente y tensión que existe, pero como en el caso de ensayo de vacío, deberemos poner amperímetro y voltímetro, para poder medir la corriente y tensiones de línea en cada transformador monofásico, ya que no son totalmente iguales; como en el caso anterior designamos de rojo la impedancia que se despreciará debido a que esta no influye mucho para poder hacer los cálculos y calcular la impedancia de cortocircuito. 3) Enumerar y sustentar las ventajas y desventajas de la operación de bancos de transformadores monofásicos que operan en conexión trifásica delta abierta. 1. Una de las ventajas de este tipo de conexión estrella abierto es que si uno quiere darle mantenimiento u ocurre una falla en alguno de los 9 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia 2. 3. 4. 5. transformadores, este se puede sacar para darle mantenimiento o para cambiarlo sin que las el valor de las tensiones cambie pero a consecuencia de sacar un transformador, la potencia bajara a un 58% de la potencia nominal. En este tipo de conexión, no se necesita que las impedancias sean totalmente iguales, pero cuando se querrá cerrar el triángulo de nuevo, es preferible tener las impedancia muy parecidas en sus valores. Una desventaja es la potencia la cual puede suministrar a la carga, ya que esta se redujo al 58% de la potencia nominal, cuando la carga necesite más potencia, el generador conectado al estrella abierto se sobrecargara y saldrá del sincronismo si es una maquina síncrona la que este alimentando a la red, o si es una red externa se activaran las protecciones y se dejara de suministrar a la red. Con respecto al porcentaje de la potencia instalada, en la conexión delta abierto la capacidad de la carga del banco de transformadores solo será del 86.6 % (de dos trafos), antes de que comience a sobrecalentarse. Una ventaja seria que con esta conexión se puede quitar y poner un transformador para poder satisfacer la demanda de la carga, cuando ocurra una repentina demanda. 4) Explique qué sucede en un transformador trifásico en conexión delta abierto si la carga que alimenta es extremadamente desbalanceada. Debido al desbalance de las cargas, y como la potencia que puede suministrar el transformador es del 58% de la conexión “delta-delta”, el desbalance hace que las corriente sean diferentes en cada fase por lo que la potencia en un transformador monofásico será diferente al del otro transformador, por lo que se sobrecargara el que consuma más corriente y entonces este transformador quedara fuera de servicio; en el caso de una conexión estrella, el desbalance se ira por el neutro si es que se puso un cable en ese punto. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Después de realizar el experimento se puede concluir que la conexión “delta-abierto” es una solución factible para los casos de una falla o de mantenimiento a una banco de transformadores. Se pudo ver que en la conexión “delta-abierto” la corriente circulante disminuye en comparación a la corriente circulante de la conexión “delta-delta” con carga. Se pudo apreciar que las corrientes en las fases no son iguales y que había una corriente circulante, esto es debido a que la impedancia de las bobinas no son iguales por lo que las corrientes no serán totalmente iguales, sino que serán parecidas. 10 Conexión Delta Abierto en Transformadores de Potencia Se pudo notar también que las tensiones de la entrada para alimentar al transformador no eran iguale en sus magnitudes por lo que también influencio en las corrientes y tensiones en los lados primario y secundario. Se pudo entender el funcionamiento de la conexión “delta-abierto”, y aprendimos su utilización y los casos en los que se podría necesitar este tipo de conexión, como en fallas o mantenimiento de los transformadores monofásicos en un banco de transformadores. También se pudo aprender a conectar la entrada de motor en delta, primero encontrando las conexiones de los devanados del motor para asi poder conectar el transformador al motor. BIBLIOGRAFIA 11 https://tecnologiaalanhernandez.wordpress.com/category/iniciando/ http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/pagina_n1.htm https://es.scribd.com/doc/142753324/Conexion-Delta-Abierta http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/bobinas_trafos/trafo s_trif.htm https://books.google.com.pe/books? id=ehxKXip1j6EC&pg=PA248&lpg=PA248&dq=conexion+delta+abierto+en+tra nsformadores+de+potencia&source=bl&ots=5ThhqdflJo&sig=4FjAgPgWGXWOa JyQ4ymL06UAmzs&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiLnePj6ovKAhVIhpAKHfLsAAUQ6 AEINjAG#v=onepage&q=conexion%20delta%20abierto%20en %20transformadores%20de%20potencia&f=false http://www.monografias.com/trabajos78/analisis-transformadorestrifasicos/analisis-transformadores-trifasicos2.shtml
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