CONEXIONES DE TRANSFORMADORES TRIFSICOSEjercicio 7OBJETIVOS Conectar transformadores en delta y en estrella. Estudiar las relaciones de corriente y voltaje.DISCUCINEl transformador trifsico puede ser solo un transformador o bien, tres transformadores monofsicos independientes conectados en delta o en estrella. En algunas ocasiones slo se usan dos transformadores.El voltaje trifsico de las lneas de potencia, generalmente, es de 208 volts, y los valores normales de voltaje monofsico (120 volts) se pueden obtener, en la forma que se indica en la figura 7-1.

Figura 7-1

Los devanados a, b y c, representan los tres secundarios del transformador conectados en estrella. Las lneas trifsicas se identifican con las letras A, B C, al neutro (tierra). Los transformadores trifsicos deben conectarse correctamente a las lneas, para que funcionen de modo adecuado. Los cuatro tipos de conexin ms usados son los siguientes: (vase figura 7-2).a) Devanados primarios en delta, devanados secundarios en delta, o bien, delta-delta (-)b) Devanados primarios en estrella, devanados secundarios en estrella, o bien estrella-estrella (Y-Y)c) Devanados primarios en estrella, devanados secundarios en delta, o bien estrella-delta (Y-)d) Devanados primarios en delta, devanados secundarios en estrella, o bien delta-estrella (-Y).De estas cuatro combinaciones, la que se utiliza con mayor frecuencia es la ltima, la delta-estrella.

Figura 7-2

Sea cual fuere el mtodo de conexin utilizado, los devanados deben conectarse en forma que tengan las debidas relaciones de fase. Para determinarlas en un secundario conectado en estrella, el voltaje se mide a el voltaje que halla a travs de cualquiera de los devanados. Si el voltaje A a B es igual al de cualquiera de los devanados, uno de los devanados debe invertirse. El tercer devanado, C, se conecta entonces como se seala en la figura 7-3 (b), y el voltaje C a A B, tambin debe ser igual a el voltaje que halla a travs de cualquiera de los devanados. Si no habr que invertir el devanado C.Figura 7-3Para determinar las relaciones de fase apropiadas en un secundario conectado en delta, el voltaje se mide en los dos devanados, como se ilustra en la figura 7-4 (a). El voltaje A a C debe ser igual al voltaje de cualquiera de los devanados o se debe invertir. Entonces el devanado C se conecta como se indica en la figura7-4 (b), y el voltaje a travs de los tres devanados C1 a C, debe ser igual a cero. De no ser as, el devanado C se debe invertir. Las terminales abiertas (C1 y C) se conectan entonces y el transformador tiene las relaciones de fase adecuadas para una conexin en delta, como se indica en la figura7-4 (c).Advertencia: La delta nuca debe cerrarse antes de comprobar que el voltaje dentro de ella es cero. Si no es as, y la delta se cierra, la corriente resultante tendr la magnitud de cortocircuito y daar el transformador.

Figura 7-4

Como una conexin estrella-estrella la relacin de vueltas entre el devanado primario y el secundario es la misma que la que se tiene en un transformador monofsico independiente. El volta je de salida de la conexin delta-delta depende tambin de la relacin de vueltas entre los devanados primario y secundario. La conexin delta-estrella, tiene una relacin ms elevada de voltaje trifsico que cualquiera de las otras conexiones, la delta-delta o la estrella-estrella. Esto se debe a que el voltaje entre dos devanados, cualquiera del secundario en estrella, es igual a el voltaje de lnea a neutro en ellos. La conexin estrella-delta es la opuesta a la conexin delta-estrella.INSTRUMENTOS Y EQUIPODESCRIPCINMODELO

Voltmetro AC8426-10

Transformador Monofsico (3)8512

Fuente de Alimentacin Trifsica8525

Juego de Cables de Conexin8550

PROCEDIMIENTOAdvertencia: En este experimento de laboratorio se manejan altos voltajes! No haga ninguna conexin cuando la fuente est conectada! La fuente debe desconectarse despus de hacer cada medicin! 1. a) El circuito que aparece en la figura 7-.5 tiene tres transformadores conectados en la configuracin: Y - Y.b) calcule los voltajes esperados y anote los valores en los espacios correspondientes.c) Conecte el circuito tal como se indica.d) Conecte la fuente de alimentacin y aumente la salida a un voltaje de lnea a un voltaje de lnea a lnea de 120V ac.e) Mida los voltajes indicados y anote los valores en los espacios correspondientes.f) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin. Repita los procedimientos (d), (e) y (f), hasta que haya medido todos los valores indicados.

Figura 7-5.

E1 = 220 vE2 = 220 vE3 = 220 v

E4 =127 vE5 = 127 vE6 = 127 v

E7 = 208 vE8 = 208 vE9 = 208 v

E10 = 120 vE11 = 120 vE12 = 120 v

Tabla 7-1. Valores Calculados

E1 = 210 vE2 = 210 vE3 = 210 v

E4 =130 vE5 = 130 vE6 = 130 v

E7 = 220 vE8 = 220 vE9 = 220 v

E10 = 120 vE11 = 120 vE12 = 120 v

Tabla 7-2. Valores Medidos 2. a) El circuito que aparece en la figura 7-6 tiene tres transformadores conectados en una configuracin: - Y.

Figura 7-6.

b) Calcule los voltajes esperados y anote los valores en los espacios correspondientes.S 1 0 = V * I = 480 vA POTENCIA APARENTE MONOFASICA480 vA / 120 v = 4 A 480 vA / 280 v = 2.3 APotencia 480 * 3 (transformadores) = 144090 3 Si se trata de un voltaje de lnea a lnea.c) Conecte el circuito tal como se indica.d) Encienda la fuente de alimentacin y poco a poco aumente la salida de una lnea primaria a la lnea de voltaje de 120 V ac.e) Mida las tensiones indicadas y registre los valores en los espacios previstos.f) Regresa la tensin a cero y apague la fuente de alimentacin. Repetir (d), (e) y (f) hasta que todos los voltajes sean medidosE1 = 155.8 v.E2 = 155.8 vE3 = 155.8 v

E4 = 207.84 v.E5 = 207.84 vE6 = 207.84 v

E7 = 207.84 v.E8 = 207.84 v.E9 = 207.84 v.

. Tabla 7-3. Valores CalculadosE1 = 130 v.E2 = 130 vE3 = 130 v

E4 = 210 vE5 = 210 vE6 = 210 v

E7 = 66 vE8 = 67 vE9 = 66 v

. Tabla 7-4. Valores Medidos 3. a) En el circuito mostrado en la figura 7-7 tiene tres transformadores conectados en la configuracin: Y - .

b) Calcule los voltajes esperados y anote los valores en los espacios correspondientes.

Figura 7-7.

E1 = 207.84 v.E2 = 207.84 v.E3 = 207.84 v.

E4 = 120 v.E5 = 120 v.E6 = 120 v.

E7 = 120 v.E8 = 120 v.E9 = 120 v.

Tabla 7-5. Valores Calculadosc) Conecte el circuito como se muestra. Abra la conexin delta secundaria en el punto "A" y coloque un voltmetro a travs del circuito abierto.d) Encender la fuente de alimentacin y poco a poco aumentar la tensin de salida. El voltmetro a travs de un delta abierto a un punto "A", estn en fases correctamente. Algunas pequeas tensiones estarn presentes debido a que el suministro normal de 3 no tiene todas las tensiones 3 iguales y los tres transformadores tambin tienen pequeas diferencias.e) Regresa la tensin a cero y apague la fuente de alimentacin.f) Retire el voltmetro y cerrar el circuito delta en el punto "A".g) Encienda la fuente de alimentacin y aumentar poco a poco la salida de una lnea primaria la lnea de tensin de 120 V CA.h) Mida los voltajes indicados y anote los valores en los espacios correspondientes.i) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin. Repita (g), (h) y (i), hasta que haya medido todos los valores indicados.E1 = 90 vE2 = 90 vE3 = 90 v

E4 = 119.4 vE5 = 119.4 vE6 = 119.4 v

E7 = 114 vE8 = 114 vE9 = 114 v

Tabla 7-6. Valores Medidos 4. a) En el circuito mostrado en la figura 7-8 tiene tres transformadores conectados en la configuracin: -

b) calcule los voltajes esperados y anote los valores en los espacios correspondientes.

c) Conecte el circuito tal como se indica. Conecte el circuito como se muestra. Abra la conexin delta secundaria en el punto "A" y coloque un voltmetro a travs del circuito delta abierto.

Figura 7-8

E1 = 115.8 vE2 = 115.8 vE3 = 115.8 v

E4 = 155 vE5 = 155 vE6 = 155 v

Tabla 7-7. Valores Calculados

d) Encienda la fuente de alimentacin y poco a poco aumentar la tensin de salida. El voltmetro a travs de un delta abierto a un punto "A", no debe indicar cualquier tensin apreciable si sus conexiones delta estn en fases correctamente.e) Regresa la tensin a cero y apague la fuente de alimentacin.f) Retire el voltmetro y cerrar el circuito delta en el punto "A".g) Encienda la fuente de alimentacin y aumentar poco a poco la salida de una lnea primaria la lnea de tensin de 120 V CA.h) Mida los voltajes indicados y anote los valores en los espacios correspondientes.i) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin. Repita (g), (h) y (i), hasta que haya medido todos los valores indicados.E1 = 120 vE2 = 120 vE3 = 120 v

E4 = 120 vE5 = 120 vE6 = 120 v

Tabla 7-8. Valores Medidos 5. a) En el circuito mostrado en la figura 7-9 tiene dos transformadores conectados en una configuracin abierta delta.

b) Calcule los voltajes esperados y anote los valores en los espacios correspondientes.

c) Conecte el circuito tal como se indica.

d) Encienda la fuente de alimentacin y aumentar poco a poco la salida de una lnea primaria la lnea de tensin de 120 V CA.e) Mida los voltajes indicados y anote los valores en los espacios correspondientes.f) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin. Repita (d), (e) y (f), hasta que haya medido todos los valores indicados.

Figura 7-9

E1 = 207.84 vE2 = 207.84 vE3 = 207.84 v

E4 = 207.84 vE5 = 207.84 vE6 = 207.84 v

Tabla 7-9. Valores CalculadosE1 = 220 vE2 = 220 vE3 = 220 v

E4 = 220 vE5 = 220 vE6 = v

Tabla 7-10. Valores Medidos.

PRUEBE SU CONOCIMIENTO1. Compare los resultados de los procedimientos 4 y 5.a) Hay una diferencia de voltaje entre la configuracin delta-delta y la configuracin delta abierta? Si No.b) Se tiene el mismo valor nominal de VA en la configuracin delta-delta y en la configuracin delta abierta? Si NoExplique: Cuando se tiene una conexin Delta-Delta, se utilizan tres transformadores y en el caso de la conexin delta abierta solo se utilizan dos, por lo que la potencia se reduce de 1140 vA a 960 vA, porque pierde una 3ra. Parte, considerando que se eleva la fase A C dependiendo del transformador que se elija.c) Si se aumentarn los valores de corriente nominal de cada devanado, Podran obtenerse tan buenos resultados con la configuracin de delta abierta, como se tiene en la configuracin delta-delta? Si No.Explique: Si, ya que en la configuracin delta abierta no tenemos una parte de completa del transformador ysufre prdida de potencia, por lo que la eficiencia no es la misma a la delta-delta.2. Si cada transformador tiene una capacidad de 60 kVA, Qu total 3 puede ser obtenido en cada caso de los cinco tipos de configuraciones?

a) Estrella Estrella:60 + 60 + 60 = 180 kvA.

b) Estrella Delta:60 + 60 + 60 = 180 kvA.

c) Delta Estrella:60 + 60 + 60 = 180 kvA.

d) Delta Delta:60 + 60 + 60 = 180 kvA.

e) Delta abierta:60 + 60 = 120 kvA.

3. Si una de las polaridades del devanado secundario se invirtiera, en el procedimiento 1:a) Se tendra un cortocircuito? Si Nob) Se calentara el transformador? Si Noc) Se desbalancearan los voltajes del primario? Si Nod) Se desbalancearan los voltajes del secundario? Si No

3. Si una de las polaridades del devanado secundario se invirtiera, en el procedimiento 4:a) Se tendra un cortocircuito?

Si Nob) Se calentara el transformador? Si Noc) Se desbalancearan los voltajes del primario? Si Nod) Se desbalancearan los voltajes del secundario? Si No.