Objetivos
Estudiar el comportamiento de los transformadores monofasicos en bancos
trifasicos, en lo que se refiere a sus características de
transformación.
Materiales y Equipo
1. 3 bancos de transformadores monofasicos
2. 2 voltímetros de corriente alterna
3. 1 Fuente trifasica
4. Cables conectores
Procedimiento
1. Realice las conexiones indicadas en los diagramas
de conexión en cada una de las configuraciones de transformadores
monofasicos en bancos trifasicos.
* Conexión delta – delta
* Conexión delta – estrella
* Conexión estrella – estrella
* Conexión estrella – delta
* Conexión delta abierta – delta abierta
2. Lleve el voltaje entre los puntos A y B (VLP) a
208v en cada uno de los casos, y observe el voltaje que indica el otro
voltímetro.
Resultados teóricos y experimentales
Tabla 1. Resultados Teóricos |
Configuración | Voltaje de línea en el primario (V) | Voltaje de
línea en el secundario (V) |
Delta - Delta | 210 | 105 |
Delta - Estrella | 210 | 182 |
Estrella - Estrella | 205 | 237 | (voltaje de fase) |
Estrella - Delta | 210 | 242 |
Delta abierta – Delta abierta | 210 | 105 |
Se muestran los resultados esperados en el lado secundario según la
teoría para los voltajes indicados, aplicados en el primario. |
Tabla 2. Resultados Experimentales |
Configuración | Voltaje de línea en el primario (V) | Voltaje de
línea en el secundario (V) |
Delta - Delta | 210 | 105 |
Delta - Estrella | 210 | 185 |
Estrella - Estrella | 205 | 227 | (voltaje de fase) |
Estrella - Delta | 210 | 230 |
Delta abierta– Delta abierta | 210 | 105 |
Se muestran los resultados obtenidos en el lado secundario en la
practica para los voltajes indicados, aplicados en el primario. |
Tabla 3. Porcentajes de error |
Configuración | Resultado Teórico (V) | Resultado experimental
(V) | Porcentaje de Error (%) |
Delta - Delta | 105 | 105 | 0 |
Delta - Estrella | 182 | 185 | 1,65 |
Estrella - Estrella | 237 | 227 | 4,22 |
Estrella - Delta | 242 | 230 | 4,96 |
Delta abierta – Delta abierta | 105 | 105 | 0 |
Se muestran los porcentajes de error de los resultados obtenidos en la
practica con respecto a los esperados según la teoría. |
Discusión de Resultados
Se observa que para las conexiones Delta–Delta y Delta Abierta–Delta
Abierta, el porcentaje de error obtenido es de 0%. En el caso de la
conexión Delta–Delta, es importante mencionar que no presenta
problemas de armónicos (Barahona G, 2012), por lo que no existen
pérdidas debido a estos. Esto
puede explicar en parte que el dato experimental sea igual al esperado
teóricamente. Por otro lado, se observa que las pérdidas
ocasionadas por la impedancia de las bobinas del transformador no fueron significativas o
bien no se vieron reflejadas en la lectura del
dato debido a la graduación del
voltímetro utilizado.
En el caso de la conexión Delta-Estrella se observa que el porcentaje de
error es de 1 %, menor que los otros errores
obtenidos. Al revisar los datos, se nota que la diferencia de
3 voltios entre el dato teórico y el experimental no corresponde a una
pérdida en la parte experimental, sino mas bien una ganancia.
Por lo tanto, no sepuede decir que el error corresponda a los
efectos de la impedancia o de cualquier otra situación que se desprecia
en el modelo teórico. En este caso el
error proviene de las condiciones experimentales, debido a que el
voltímetro utilizado no permite la medición del voltaje teórico, puesto que
esta graduado en divisiones de 5 voltios. Otra posible
causa es que la relación de vueltas utilizada en el calculo
teórico no sea exactamente la que presenta el transformador utilizado.
Para los casos de las conexiones
Estrella-Estrella y Estrella- Delta, los porcentajes de error fueron mas
altos que en las conexiones anteriores. A pesar de que
se mantienen por debajo del 5%, son mas
significativos que el resto de las conexiones realizadas. En este
caso, cabe resaltar que la conexión Estrella-Estrella si puede presentar
problemas de armónicos al no contar con una delta. Sin embargo, un factor muy importante en estos casos es el hecho de que
el transformador se utilizó invertido con respecto a las conexiones
anteriores, por lo que los voltajes en cada lado del transformador aumentaron con respecto a
las otras configuraciones. Esto provoca que la potencia que
entrega aumente, y por ende aumente la temperatura aumentando a su vez las
pérdidas (Wildi, 2007).
Conclusiones
* Al aumentar los voltajes utilizados aumentan las pérdidas en los
transformadores, y por ende los porcentajes de error con respecto a la
teoría.
* Las relaciones de transformación difieren con el tipo de
conexión que se tenga en los bancos trifasicos.
* Los bancos trifasicos resultan importantes debido a que conlos mismos
tres transformadores monofasicos se pueden obtener varios resultados
distintos dependiendo de las combinaciones que se hagan en las conexiones. Esto
permite que se puedan solucionar varios tipos de problemas con los mismos
materiales.
* En términos de transformación, la configuración
Delta-Delta y Delta Abierta-Delta Abierta se comportaron de la misma manera,
por lo que la segunda es una opción viable en caso de no contar con los
tres transformadores requeridos para formar un
Delta-Delta. Sin embargo si se debe tomar en cuenta las
diferencias en la potencia que cada configuración puede entregar.
Apéndices
Muestra de Calculos
Relación de transformación de cada configuración:
* Delta – Delta:
* VLP = VφP
* VLS = VφS
* Relación de transformación: a
* Ejemplo:
VLP = 210V; a = ½
VLS = VLP * a = 105 V
* Delta – Estrella:
* VLP = VφP
* VLS = 3 VφS
* Relación de transformación: a3
* Ejemplo:
VLP = 210V; a= ½
VLS = VLP * a3 = 185 V
* Estrella – Delta:
* VLP = 3VφP
* VLS = VφS
* Relación de transformación: a 3
* Ejemplo:
VLP = 210V; a= 2
VLS = VLP * a/3 = 242 V
* Estrella – Estrella:
* VLP = 3 VφP
* VLS = 3 VφS
* Relación de transformación: a
* Ejemplo:
VLP = 205V; a= 2
VLS = VLP * a = 410 V
VφS= VLS/3 = 237 V
Bibliografía
Barahona G, G. (2012). Conexiones Monofasicas y
Trifasicas de Transformadores Clase V. Cartago, Costa Rica.
Wildi, T. (2007). Maquinas
Eléctricas y Sistemas de Potencia. México: Pearson
Educación.
