Ingenieria






MÁQUINAS ELÉCTRICAS




Estudio de un Transformador Trifásico.
Trabajo Máquinas Eléctricas.
Grado de Ingeniería Eléctrica.





INDICE

1
Elementos Característicos del Transformador
4
2
Estudio del Transformador
5


2.1. Circuito equivalente deltransformador.
6


2.2. Curva de rendimiento diario.
13


2.3. Curva de variación de tensión diario.
15


2.4. Potencia perdida en un día.
17


2.5. Coste de la energía en un año.
18


2.6. Comparación económica.
19


1- Elementos característicos del Transformador.

En la tabla 1se indica la potencia aparente consumida según la franja horaria indicada enla primera columna.
Según DNI: 82/2.5= 32.8 caso 33

Periodo horario
Caso 33
0‐1
206
1‐2
206
2‐3
154
3‐4
154
4‐5
154
5‐6
154
6‐7
456
7‐8
285
8‐9
346
9‐10
440
10‐11
520
11‐12
616
12‐13
247
13‐14
176
14‐15
279
15‐16
633
16‐17
640
17‐18
612
18‐19
600
19‐20
164
20‐21
140
21‐22
143
22‐23
330
23‐24
118







Las características deltransformador que debe realizar el suministro de energía y otro alternativo en el que se informa de las pérdidas y el coste de la máquina son las siguientes:
Potencia aparente (S, kVA)
800
Tensiones nominales (U1n/U2n; kV)
20
Tension de cortocircuito (%)
6
Potencia de cortocircuito (%)
1,8
Pérdidas de vacio (%)
0,57
Corriente de vacio (%, repecto I nominal)
1,25
fdp
0,95
Coste (€)
19.000Coste kWh (€)
0,15 €


Opcion alternativa

Potencia de cortocircuito (%)
2
Pérdidas de vacio (%)
0,62
Coste (€)
15.500



2.1. Estudio del Transformador
Para proceder al estudio del transformador trifásico en primer lugar se van a analizar las variables que los caracterizan, procediendo a su estudio mediante ensayos, un ensayo en vacio, y un ensayo en cortocircuito para obtener elcircuito equivalente del transformador trifásico, los cuales se describen a continuación..
Se va a realizar una conexión estrella-triángulo por ser la más óptima para el transformador, se procede a un funcionamiento: arranque en estrella y funcionamiento en triángulo,(Yd).

2.1. Circuito equivalente del transformador.
ENSAYO DE VACIO
El ensayo de vacio consiste en aplicar al primario deltransformador la tensión nominal, estando el secundario en circuito abierto. Al mismo tiempo debe medirse la potencia absorbida Po, la corriente de vacio Io, y la tensión secundaria de acuerdo con el siguiente esquema de conexiones (figura 1).







Figura 1. Ensayo de vacio . Fuente: Motores trifásicos. Transformadores.E.Hurtado.
Sometiendo al transformador a un ensayo en vacio, se obtienenlos siguientes parámetros:
Las pérdidas en vacío (Po) de un transformador son pérdidas continuas, independientes de las cargas a las que se esté trabajando.

En valor porcentual Po es igual a:



De donde se obtiene que P0 en el transformador objeto de estudio es igual a:


A continuación se obtiene la potencia perdida en el hierro dónde la intensidad que circula por la resistenciadel hierro equivalente es :

 A

Mediante la ley de Ohm, conociendo la potencia entre los bornes de la Rfe y la intensidad que circula por la misma se tiene:





El factor de potencia es la componente angular de la potencia aparente.

Obteniéndose un ángulo de:
ᵩ 2 = 18.19º
La Intensidad de vacío del transformador se obtendrá de la siguiente forma:


Teniendo en cuenta eltriángulo de intensidades tenemos que la Iμ es:



La reactancia magnética equivalente (Xμ) se obtiene como:


Resumiendo se obtiene del ensayo en vacío los siguientes parámetros:

Valores obtenidos
Po
4.332 Kw
ᵩ 2
18.19º
I1N
23.1 A
Io
0.29 A
I Fe
0.125 A
I μ
0.2601 A
RFe
92.34 KΩ
X μ
44.38 KΩ




ENSAYO DE CORTOCIRCUITO
En el próximo ensayo, el ensayo de...