I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No.2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ Guía para evaluación…. T R A N S F O R M A D O R E S P1____P2____P3____P4____P5____ TOTAL EVALUACIÓN _____/30 Asistencia____ (10) Ejercicios Extra.____ (20) M.C._____(20) Practicas____(20) Evaluación Individual____(30) Final____ Revisión de Conocimientos Conceptuales y Procedimentales. 1.1 Transformadores ideales y transformadores prácticos*. 1. ¿Qué es acción de transformador? Es el segundo voltaje creado a partir de un flujo cíclico variable. 2. ¿Qué ventaja ofrece el uso de transformadores en la transmisión de energía eléctrica a larga distancia? La reducción en las pérdidas de potencia 3. ¿Cómo se induce voltaje en las bobinas de un transformador? Mediante la inducción de corriente a la bobina provocando así una inducción de voltaje 4. ¿Qué es la corriente de magnetización de un transformador? Es la corriente necesaria para vencer la reluctancia del circuito magnético 5. ¿Qué significa factor de transformación? Es la relación de vueltas de la bobina primaria a vueltas de la bobina secundaria 6. ¿Cómo se comporta la potencia de entrada, respecto de la potencia de salida en un transformador? La potencia de salida es casi igual a la potencia de entrada 7. ¿En qué unidades se mide la potencia de los transformadores? Kilovolt-ampere (KVA) 8. ¿Cuál es la ecuación general de los transformadores? 9. Un TR tiene 120 vueltas en el primario y 720 vueltas en el secundario. Si su corriente de carga es 0.833 A, ¿cuál es el componente de carga de la corriente del primario? 10. Un TR de 2300 a 230 V, 60 Hz y 2 kVA se especifica con 1.257 V/vuelta de sus bobinas de devanado. Suponga que se trata de un TR ideal y calcule: (a) El factor de transformación de reducción. (b) Las vueltas totales de la bobina de AT. (c) Las vueltas totales de la bobina de BT. (d) ¿cuál es su corriente de secundario? 1 I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No. 2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ 11. El TR del ejercicio 10 se considerará como TR práctico. Sus devanados tienen las R y X siguientes: Si está trabajando con la carga nominal, calcule: (a) La corriente del primario. (b) La caída de voltaje del devanado primario. (c) La caída de voltaje del devanado secundario. (d) El voltaje inducido en el primario. (e) El voltaje inducido en el secundario. (f) El factor de transformación. *Referencia: Capítulo 15, Pagina 433 - 453, del libro; Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores, Cuarta Edición. Por: Donald V. Richardson y Arthur J. Caísse, Jr. Editorial: Pearson Educación. 1.2 Circuitos Equivalentes de Transformadores. * 1. ¿Qué quiere decir impedancia reflejada? Es la relación de corrientes en un transformador 2. ¿Para qué nos sirve la impedancia reflejada? Para combinar un circuito equivalente entre un primario y un secundario 3. ¿Por qué se puede pasar por alto razonablemente el componente de corriente de magnetización de la corriente del primario en el circuito equivalente simplificado de un transformador con carga? Porque la corriente es muy pequeña 4. ¿Cómo se determina la relación de voltaje para factor de potencia unitario? 5. ¿Cómo se determina la relación de voltaje para factor de potencia atrasado? 6. ¿Cómo se determina la relación de voltaje para factor de potencia adelantado? . 284 . 0 091 . 0 , 4 . 28 , 1 . 9 2 2 1 1 ! = ! = ! = ! = L L X y R X R 2 I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No. 2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ 7. ¿Por qué una prueba de cortocircuito para transformadores no es destructiva para el transformador sometido a ella? Porque no hay caída de tensión 8. ¿Por qué revela la prueba de cortocircuito las pérdidas en el cobre de los devanados sin interferir con las pérdidas en el núcleo? Por la relación de voltaje 9. ¿Por qué revela la prueba de circuito abierto las pérdidas en el núcleo sin interferir con las pérdidas en el cobre de los devanados? Por la potencia que se consume en las pruebas de circuito abierto se cargan a las pérdidas de en el circuito magnético 10. ¿Por qué se usan métodos indirectos para probar la eficiencia de los transformadores, en especial para los de gran tamaño? Porque los errores de los medidores pueden ser mayores que las pérdidas del transformador 11. Un transformador tiene una relación de vueltas de . Si su voltaje de entrada es de 230 V y su corriente de salida es de 8.70 A. ¿Cuál es su (a) voltaje de secundario. (b) impedancia de carga. (c) Corriente de primario? 12. El transformador del problema 11 tiene una resistencia de bobina primaria de 0.293 " y una resistencia del secundario de 0.288 ". ¿Cuál es su resistencia interna reflejada hacia el primario? 13. El transformador del problema 11 tiene una reactancia inductiva de primario de 1.15 " y una reactancia de secundario de 0.288 ". ¿Cuál es su reactancia interna reflejada hacia el primario? 14. Con la resistencia y la reactancia internas que muestran los problemas 12 y 13. ¿Cuál es la impedancia interna del transformador del problema 11? *Referencia: Capítulo 16, Pagina 454 - 476, del libro; Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores, Cuarta Edición. Por: Donald V. Richardson y Arthur J. Caísse, Jr. Editorial: Pearson Educación. 3 I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No. 2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ 1.3 Tipos específicos de Transformadores. * 1. Al utilizar transformadores con devanados múltiples, ¿por qué sólo se deben poner en paralelo uno con otro devanados con voltaje idénticos? Porque tienen la misma polaridad instantánea 2. ¿Cómo se pueden usar las identificaciones de terminales para poner devanados en paralelo sin peligro? 3. Describa la prueba de diferencia de voltajes para la identificación de polaridades del transformador. 4. ¿Qué es un autotransformador y en qué se distingue de un transformador normal de dos devanados? El autotransformador tiene conectados los devanados primario y secundario eléctricamente o son el mismo devanado 5. ¿Por qué la eficiencia de un autotransformador es por lo general más alta que la de un transformador estándar de relación de voltajes y kilovolt-amperes nominales similares? Por la pérdida reducida en el devanado y a lo largo de este 6. ¿Cómo se construye un autotransformador variable? Devanando una sola bobina sobre un núcleo magnético toroidal 4 I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No. 2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ 7. ¿A qué se les llama transformadores de instrumentación? Son aquellos que se utilizan en corriente alterna, para adecuar los medidores de los parámetros eléctricos a los rangos de medida necesarios 8. ¿Qué es un transformador de potencial y cómo se utiliza por lo general? Son los que su secundario están proyectados para conectare a uno o más voltmetros 9. ¿Qué es un transformador de corriente y cómo se utiliza por lo general? Tienen un primario de tamaño suficiente para soportar la corrien y su secundario se proyecta para un máximo de 5A 10. ¿Cuál es la corriente en la porción común del devanado de un autotransformador si la corriente del primario es 22.3 A y la corriente del secundario es 28.0 A? 11. Se utiliza un transformador como unidad elevadora; su voltaje de entrada es de 208 V, en tanto que su salida es de 230 V. Si la carga es de 2 kVA, ¿cuál es la corriente en la porción común del devanado? 12. En el autotransformador del problema 17-2, (a) ¿cuál es la potencia transformada?, y (b) ¿cuál es la potencia conducida? Suponga una carga de fp unitario. 13. Un transformador de 1000 VA se conecta como autotransformador para reducir 2530 V a 2300 V. Su secundario normal de 230 V se conecta a su primario normal de 2300 V. En esta situación, ¿cuánta carga en volt-amperes se puede manejar? 14. Se desea un TP que permita leer sin peligro en una línea de 4600 V. ¿Qué relación de voltaje tendrá el TP que se debe especificar? 15. Se desea que un TC maneje una línea de 2000 A que viene de un alternador de alta potencia. ¿Qué relación nominal de corriente se requiere? *Referencia: Capítulo 17, Pagina 477 - 489, del libro; Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores, Cuarta Edición. Por: Donald V. Richardson y Arthur J. Caísse, Jr. Editorial: Pearson Educación. 1.4 Conexiones de Transformadores. * 1. Al poner transformadores en paralelo, ¿por qué las relaciones de vueltas deben ser idénticas o casi idénticas? Para que se puedan tolerar las corrientes 2. ¿Por qué se deben observar estrictamente las polaridades correctas al poner transformadores en paralelo? Por los devanados múltiples 3. ¿Qué característica permite poner en paralelo transformadores con diferentes kilovolt-amperes nominales, pero con iguales relaciones de vueltas? 5 I.T.Q. MAQUINAS ELECTRICAS EVALUACIÓN TEMA No. 2 TRANSFORMADORES ___________________________________________________________________________________________________ 4. ¿Qué características son necesarias para interconectar transformadores en paralelo? 5. Mencione algunas características que deben ser idénticas, o casi idénticas, en un banco de transformadores trifásicos. 6. ¿Cuál es el principal tipo de uso de una conexión de transformadores en Y - ? 7. ¿Qué otro tipo de conexión trifásica se puede poner en paralelo con una conexión en Y- ? 8. ¿Por qué se elige ordinariamente una conexión en para una conexión elevadora de alto voltaje? 9. Mencione dos ventajas de la conexión trifásica en V – V o delta abierta. 10. Una pequeña planta de manufactura demanda una carga promedio de 108 A a fp 0.793 atrasado de su banco de transformadores de 4600/208 V en de 50 kVA. Determine lo siguiente: a) La potencia total que consume la planta en kilowatts. b) Los volt-amperes totales usados en kilovolt-amperes. c) Las corrientes nominales de línea disponibles del banco de transformadores. *Referencia: Capítulo 18, Pagina 490 - 509, del libro; Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores, Cuarta Edición. Por: Donald V. Richardson y Arthur J. Caísse, Jr. Editorial: Pearson Educación. ! ! Y ! " Y ! " 6