INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICODIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN PROFESIONAL

DEPARTAMENTO DE CURRICULUM

Manual para el participante

TRANSFORMADORES TRIFASICOS

ESPECIALIDAD: ELECTRICIDADInstructor: Roberto José Oviedo Díaz

DICIEMBRE, 2008

INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICO (INATEC)DIRECCIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL

Unidad de competencia:

• Instalador de transformadores.

Elementos de competencia:

• Transformadores monofásicos

• Transformadores trifásicos

• Redes Eléctricas

DICIEMBRE, 2008

ÍNDICEINTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1OBJETIVO GENERAL............................................................................................. 1OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................... 1RECOMENDACIONES GENERALES..................................................................... 2UNIDAD II: TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS.................................................. 31. Introducción a transformadores trifásicos ............................................................ 32. Redes trifásicas ................................................................................................... 33.1 Conexiones ....................................................................................................... 4Conexión estrella-estrella ........................................................................................ 4Conexión delta -delta............................................................................................... 5Conexión estrella-delta ............................................................................................ 5Conexión delta-estrella ............................................................................................ 63.2 Calculo de magnitudes eléctricas ...................................................................... 63.3 Pruebas de polaridad. ....................................................................................... 74-Acoplamiento de transformadores en paralelo ..................................................... 95-Índice de cargas si las tensiones de cortocircuitoU son diferentes .................... 106- Corriente de circulación en vacío si las relaciones de transformación M sondiferentes............................................................................................................... 107- .Tabla de índice horario ................................................................................. 107. Comparación de grupo de transformadores monofásicos VS. Lostransformadores trifásicos. .................................................................................... 117.1- Conceptos Generales Sobre Las Transformaciones Polifásicas .................... 117.2- Elementos De Una Transformación Trifásica-Trifásica .................................. 127.3-Transformación Trifásica mediante tres Transformadores Monofásicos. ........ 127.4- Conexión en paralelo de transformadores monofásicos ................................ 127.5- Elección para elegir el grupo de conexión más apropiado ............................ 138- Mantenimiento a transformadores trifásicos ...................................................... 138.1- Verificación del estado técnico general de transformadores trifásicos. .......... 138.3- Transformadores Sumergibles ....................................................................... 158.3.1- Conexiones ................................................................................................. 158.4- Paso De Aéreo A Subterráneo ....................................................................... 169- Pruebas de laboratorio utilizadas para detectar, en su epata inicial las posiblesfallas de transformadores. ..................................................................................... 169.1- El recalentamiento del equipo. ....................................................................... 169.2- Sobrecalentamiento del equipo ...................................................................... 1710- Ensayos de rutina............................................................................................ 1810.1.-ensayo por tensión aplicada ......................................................................... 1810.2.-Medición de las perdidas debido a las cargas .............................................. 1910.3- Ensayos de medición de las perdidas y de la corriente en vacio ................. 2010.4- Cálculos de las perdidas totales. .................................................................. 2110.5 Ensayo por tensión inducida ......................................................................... 2210.6- .Ensayo de relación de transformación. ....................................................... 2310.7-. Ensayo de rigidez dieléctrica del aceite ...................................................... 23

11-Ensayos prototipos ........................................................................................... 241 Ensayo de medición de la resistencia de los devanados. .................................. 242.Ensayo De Aumento De Temperatura................................................................ 253-. Faseo, identificación y polaridad de los devanados de los transformadores .... 273.1-Prueba de faseo del transformador ................................................................. 283.2-Prueba de polaridad del transformador ........................................................... 28EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓN ................................................................ 29GLOSARIO ............................................................................................................ 30BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 31

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INTRODUCCIÓN

El manual del participante “TRANSFORMADORES TRIFASICOS” pretende quelos estudiantes a través de su desarrollo adquieran las competencias, paracomprobar, e instalar maquinas eléctricas estáticas utilizando los equipos,herramientas, técnicas y normas correspondientes.

El manual contempla una unidad modular, presentadas en orden lógico quesignifica que inicia con los elementos más sencillos hasta llegar a los máscomplejos.

El manual del participante esta basado en sus módulos y normas técnicosrespectivas y corresponde a la unidad de competencia “INSTALADOR DETRANSFORMADORES” de la especialidad de técnico en electricidad.

Se recomienda realizar las actividades y los ejercicios de auto evaluación paraalcanzar el dominio de la competencia: Instalador de transformadores , para lograrlos objetivos planteados, es necesario que los(as) y las participantes tengan encuenta el principio de funcionamiento de las maquinas eléctricas estaticas paraproceder a su comprobación e instalación utilizando las normas de seguridadestablecidas y el uso adecuado de las herramientas.

OBJETIVO GENERAL

Instalar y dar mantenimiento a transformadores Trifásicos de distribución en mediay baja tensión, haciendo uso de las herramientas y equipos adecuados, tomandoen cuenta las normas técnicas de construcción y medidas de seguridad.

OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Identificar correctamente componentes de transformadores trifásico sin omitir

ninguno.

2. Ejecutar correctamente proceso operativo del mantenimiento atransformadores Trifásicos.

3- Instalar transformadores trifásicos distribución, tomando en cuenta normastécnicas y de seguridad.

4- Seleccionar correctamente herrajes y equipos para instalación detransformadores trifásicos de distribución.

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5- Seleccionar adecuadamente calibre de conductores a utilizar, de acuerdo ainstalación de baja tensión.

RECOMENDACIONES GENERALES

Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicación yesfuerzo le permitirá adquirir la Unidad de competencia a la cual responde elMódulo Formativo de Transformadores trifásicos.

• Al iniciar el estudio de los temas que contiene el manual debe estar claroque su dedicación y esfuerzo le permitirá adquirir la competencia a la cualresponde el Módulo formativo.

• Al comenzar un tema debe leer detenidamente los objetivos yrecomendaciones generales.

• Trate de comprender las ideas y analícelas detenidamente paracomprender objetivamente los ejercicios de auto evaluación.

• Consulte siempre a su docente, cuando necesite alguna aclaración.

• Amplíe sus conocimientos con la bibliografía indicada u otros textos queestén a su alcance.

• A medida que avance en el estudio de los temas, vaya recopilando susinquietudes o dudas sobre éstos, para solicitar aclaración durante lassesiones de clase.

• Resuelva responsablemente los ejercicios de auto evaluación.

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UNIDAD II: TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

1. Introducción a transformadores trifásicosEl transformador, es un dispositivo que no tiene partes móviles, el cual transfiere laenergía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de inducciónelectromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambiosen los valores de voltajes y corrientes.Casi todos los sistemas importantes de generación y distribución de potencia delmundo son, hoy en día, sistemas de corriente alterna trifásicos. Puesto que lossistemas trifásicos desempeñan un papel tan importante en la vida moderna, esnecesario entender la forma como los transformadores se utilizan en ella.Considerables ventajas son las que ganan con el uso de un solo transformadortrifásico en lugar de tres unidades monofasicas de la misma capacidad total. Lasventajas son rendimiento incrementado, tamaño reducido, peso reducido y menorcosto. Una reducción del espacio es una ventaja desde el punto de vistaestructural en estaciones generadoras o bien subestaciones.

2. Redes trifásicasDesde hace tiempo, los instaladores industriales conocen los beneficios de lossistemas trifásicos: más que ningún otro tipo existente, es adecuado para lageneración, para el transporte y para aplicaciones prácticas de energía eléctrica.Los Sistemas Trifásicos AC se utilizan para transportar energía eléctrica, deelevadas corrientes y usando un diseño muy sencillo que resulta robusto y muyeficiente para motores eléctricos.Los mas comunes de los sistemas de conexión trifásicos son las conexiones:Estrella (Y)(figura 1) y Triangulo ( ) (figura 2).En la conexión en Estrella, las tres fases del sistema trifásico estáninterconectadas en el centro de la estrella, la cual esta también conectada alneutro. Este diseño permite disponer de dos niveles de tensión diferentes: EnEspaña, la tensión entre una de las tres fases y el conductor de neutro esnormalmente 230V (RMS); La tensión entre dos fases es 3 veces esta tensión,es decir 400V. En conexiones en triangulo, las tres fases están conectadas enserie. La tensión entre cualquier punto u1, v1, y w1 es de 400V.En esta conexión el Neutro no es necesario. Por tanto la conexión seria:

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3. ClasificaciónHaremos una clasificación de los diferentes tipos de máquinas que existen dentrode ellas tenemos:Transformadores de medidasTransformadores especiales

Ø Transformadores de potenciaØ Transformadores de pequeña potenciaØ Auto transformadores trifásicos

3.1 Conexiones

Conexión estrella-estrella

Las corrientes en los devanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea(figura 3). Si las tensiones entre línea y neutro están equilibradas y sonsinuosidades, el valor eficaz de las tensiones respecto al neutro es igual alproducto de 1/"3 por el valor eficaz de las tensiones entre línea y línea y existe undesfase de 30º entre las tensiones de línea a línea y de línea a neutro máspróxima..Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarioscorrespondientes en un banco estrella-estrella, están casi en concordancia de fase(figura 3).

Por tanto, la conexión en estrella será particularmente adecuada para devanadosde alta tensión, en los que el aislamiento es el problema principal, ya que para unatensión de línea determinada las tensiones de fase de la estrella sólo seríaniguales al producto 1/ "3 por las tensiones en el triángulo.

Figura 3 conexiones estrella-estrella

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Conexión delta -delta

Se utiliza esta conexión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema.Además, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho equilibrio, ya quelas corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de losdevanados. La conexión delta-delta de transformadores monofásicos se usageneralmente en sistemas cuyos voltajes no son muy elevados especialmente enaquellos en que se debe mantener la continuidad de unos sistemas. Esta conexiónse emplea tanto para elevar la tensión como para reducirla. En caso de falla oreparación de la conexión delta-delta se puede convertir en una conexión deltaabierta-delta abierta (figura 4)

Figura 4 conexión Delta -Delta

Conexión estrella-delta

La conexión estrella-delta es contraria a la conexión delta-estrella; por ejemplo ensistema de potencia, la conexión delta-estrella se emplea para elevar voltajes y laconexión estrella-delta para reducirlos. En ambos casos, los devanadosconectados en estrella se conectan al circuito de más alto voltaje,fundamentalmente por razones de aislamiento. En sistemas de distribución estaconexión es poco usual, salvo en algunas ocasiones para distribución a tres hilos.Se utiliza en los sistemas de transmisión de alto voltaje, el lado de voltaje seconecta en estrella y el lado de bajo voltaje en delta (figura 5)

Figura. 5 conexiones Estrella -Delta

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Conexión delta-estrella

La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas depotencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas dedistribución (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y alumbrado (figura 6)

Figura 6 conexión Delta-Estrella

3.2 Calculo de magnitudes eléctricas

Para realizar cálculo de magnitudes eléctricas en conexiones trifásicas se realizanutilizando la siguiente formula:

Conexión Estrella

Conexión Delta

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3.3 Pruebas de polaridad.a. Polaridad aditiva.

b. Polaridad sustractiva.

Dado que es importante, cuando dos o más transformadores se conectan juntos,conocer la dirección relativa del voltaje de cada transformador, se han establecidociertas convenciones para designar la llamada POLARIDAD de un transformador.Esta designación de polaridad se puede obtener de la figura anterior.

Si una de las terminales del devanado de lato voltaje se conecta al lado adyacenteopuesto del devanado de bajo voltaje (por ejemplo de A a C), el voltaje en lasterminales restantes (B y D) es, o la suma o la diferencia de los voltajes primario ysecundario, dependiendo de las direcciones relativas de los devanados. Si elvoltaje de B a De es la suma, se dice que el transformador tiene polaridad aditivay si es la diferencia, entonces se dice que tiene polaridad sustractiva.

Si los devanados de los lados de alto y bajo voltaje están en direccionesopuestas, los voltajes aplicado e inducido tendrán direcciones opuestas y se diceque el transformador tiene “polaridad sustractiva”. Las terminales H1 y X1 estarándel lado izquierdo cuando se “ve” al transformador del lado de bajo voltaje hacia ellado de alto voltaje.Si los devanados de los lados de alto y bajo voltaje están en la misma dirección,los voltajes aplicado e inducido tendrán la misma dirección y se dice entonces queel transformador tiene “polaridad aditiva”, la terminal X1 se encontrará del ladoderecho cuando se “ve” al transformador del lado de bajo voltaje hacia el lado dealto voltaje.

Cuando se desea conectar en paralelo los secundarios de dos (o más)transformadores, se conectan en forma similar, las terminales que tiene la mismamarca de polaridad.

La prueba de polaridad.

Cuando en un transformador no está especificada la polaridad o sedesconoce, se puede determinar por una simple medición de voltaje como seindica a continuación:

1. Hacer una conexión entre las terminales de alto voltaje y bajo voltaje del ladoderecho cuando se ve al transformador desde el lado de las boquillas y de bajovoltaje.

2. Aplicar un voltaje bajo, por ejemplo 120 volts a las terminales de alto voltaje ymedir este voltaje con un voltímetro.

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3. Medir el voltaje de la terminal del lado izquierdo del lado de alto voltaje alterminal del lado Izquierdo de bajo voltaje.

Si el voltaje anterior es menor que el voltaje a través de las terminales de altovoltaje, el transformador tiene polaridad sustractiva. Si este voltaje es mayor,entonces la polaridad es aditiva.

La polaridad es aditiva (figura 7) si el voltaje medidoentre los otros dos bornes de los devanados, es mayorque el voltaje aplicado en el devanado de alta tensión.

Figura 7La polaridad es substractiva el voltaje medido entredos bornes de los devanados es menor que el voltajeaplicado en el devanado de alta tensión.

La polaridad es substractiva (figura 8) el voltajemedido entre dos bornes de los devanados es menorque el voltaje aplicado en el devanado de alta tensión.

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Figura 8

4-Acoplamiento de transformadores en paralelo

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5-Índice de cargas si las tensiones de cortocircuito U son diferentes

6- Corriente de circulación en vacío si las relaciones de transformación Mson diferentes

7- .Tabla de índice horario

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7. Comparación de grupo de transformadores monofásicos VS. Lostransformadores trifásicos.7.1- Conceptos Generales Sobre Las Transformaciones Polifásicas.Los sistemas de energía eléctrica de corriente alterna, nunca son monofásicas.Actualmente, se utilizan casi exclusivamente los sistemas trifásicos, tanto para laproducción como para el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Poresta razón, resulta de ineludible interés el estudio de los transformadorestrifásicos.Se entiende por transformación polifásica, la de un sistema polifásico equilibradode tensiones, en otro sistema polifásico de distintas características de tensiones eintensidades, pero también equilibrado.Toda la teoría aprendida en asignaturas anteriores sobre transformadoresmonofásicos, se aplica íntegramente y es válida para cualquier tipo detransformación polifásica, ya que basta considerar las fases una a una y nosencontramos con varios sistemas monofásicos. Pero al considerar el sistematrifásico como un conjunto, se plantean nuevos problemas , relacionados con losarmónicos de flujo y de tensión, con las conexiones, polaridades y desfases, etc..

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7.2- Elementos De Una Transformación Trifásica-Trifásica.Una transformación trifásica-trifásica consta de un primario, en conexión trifásicaequilibrada, que alimenta un sistema trifásico. Para abreviar, a este tipo detransformación le llamaremos simplemente transformación trifásica.Una transformación trifásica puede efectuarse de dos formas:a)mediante tres transformadores monofásicos independientes, unidos entre si enconexión trifásica.b)mediante un solo transformador trifásico que, en cierto modo, reúne a trestransformadores monofásicos. En este caso, la interconexión magnética de losnúcleos puede adoptar diversas disposiciones, que examinaremos más adelante.

7.3-Transformación Trifásica mediante tres Transformadores Monofásicos.Para esta transformación, se utiliza tres transformadores monofásicos de igualrelación de transformación. Los primarios se conectan a la red trifásica de dondetoman la energía y los secundarios alimentan el sistema trifásico de utilización.Los transformadores son completamente independientes entre si, por lo que loscircuitos magnéticos también lo son, no produciéndose, por lo tanto, ningunainterferencia o interacción entre los flujos magnéticos producidos.Cada transformador lleva dos bornes de lata y dos de baja que se conectan entresi de forma que pueda obtenerse la transformación trifásica deseada, véase, porejemplo, en la figura 2 las conexiones a realizar sobre los tres transformadoresmonofásicos, para obtener una transformación estrella-estrella, con neutro.El sistema es costoso y las pérdidas en vacío resultan elevadas, a causa de lapresencia de tres circuitos magnéticos independientes; desde este punto de vista,es preferible la instalación de un solo transformador trifásico. Sin embargo, enmuchas ocasiones pueden resultar más económicos los tres transformadoresindependientes; por ejemplo, cuando, por razones de seguridad en el servicio esnecesario disponer de unidades de reserva: con tres transformadores monofásicosbasta otro transformador monofásico, con potencia un tercio de la potencia total,mientras que un transformador trifásico necesitaría otro transformador trifásico dereserva, con potencia igual a la de la unidad instalada.Este sistema de transformación se emplea, sobre todo, en instalaciones de granpotencia, en las cuales, puede resultar determinante el coste de la unidad dereserva.

7.4- Conexión en paralelo de transformadores monofásicos.Si se necesita mayor capacidad pueden conectarse en paralelo dostransformadores de igual o distinta potencia nominal. Los transformadoresmonofásicos de polaridad aditiva o sustractiva pueden conectarse en paralelosatisfactoriamente si se conectan como se indica a continuaciónY se cumplen las condiciones siguientes:1)Voltajes nominales idénticos.2)Derivaciones idénticas.

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3)El porcentaje de impedancia de uno de los transformadores debe estarcomprendido entre 92.5% y el 107.5% del otro.4)Las características de frecuencia deben ser idénticas.

Transformación Trifásica Mediante un solo Transformador Trifásico.El transformador trifásico resulta siempre de la yuxtaposición de los circuitosmagnéticos de tres transformadores monofásicos, aprovechando la composiciónde flujos en una u otra parte de dichos circuitos magnéticos para conseguir unareducción en sus dimensiones. Por lo tanto, resulta determinante el acoplamientomagnético de tres transformadores monofásicos, para lo que se emplean diversasdisposiciones.

7.5- Elección para elegir el grupo de conexión más apropiadoen cada particular, una de las condiciones más importantes que debe tenerse encuenta es la determinación previa de si el arrollamiento de baja tensión ha detrabajar con carga desequilibrada y corriente en el neutro (esto último solo resultaposible en las conexiones y ó z). Desde el punto de vista del equilibrio magnético yatendiendo, por lo tanto, a la disposición y a las pérdidas adicionales, sino existeneutro en el lado de alta, la carga desequilibrada solamente será admisible dentrode ciertos límites.La carga, referida a la nominal, tolerable en el conductor neutro de un sistematrifásico no debe pasar de los siguientes valore:-Conexión Y y, sin devanado terciario:1.Transformadores acorazados, transformadores de cinco columnas y bancos de 3transformadores monofásicos:0%2.Transformadores de tres columnas:2.1 Sin bobina de puesta a tierra en el lado de alta:10%2.1 Con bobina de puesta a tierra en el lado de alta:30%-Conexiones Y y, con devanado terciario:100%-Conexiones D y:100%-Conexiones Y z:100%Con pequeñas potencias y altas tensiones nominales, resulta inadecuada laconexión en triángulo para el lado de alta tensión, por razones constructivas.Cuando se prevé que el conductor neutro del lado de baja tensión, ha de tenercarga, se adoptará preferentemente la conexión Yz.

8- Mantenimiento a transformadores trifásicos

8.1- Verificación del estado técnico general de transformadores trifásicos.

Ø La prueba de corto circuito del transformador

Ø Voltajes nominales idénticos.

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Ø Derivaciones idénticas

Ø El porcentaje de impedancia de uno de los transformadores debe estarcomprendido entre 92.5% y el 107.5% del otro.

Ø Las características de frecuencia deben ser idénticas

Ø En los transformadores trifásicos, los arrollamientos pueden estarmontados en una conexión abierta (III), conexión en triángulo (D),conexión en estrella (Y) y conexión zigzag (Z).

Ø Verificar impedancia del transformador.

Ø Nivel de aceite y su calidad

.8.2- Transformadores montados en base de concreto (pad mounted)Es muy importante que el inspector verifique en este tipo de transformadores losiguientea)Marca y Tipo: observará que sean los aprobados por la empresa. Para ellodeberá solicitar del departamento correspondiente, una lista del equipo aprobado.b)Condición de Montura y Gabinete: Observará las condiciones interiores yexteriores del gabinete. La base de concreto deberá estar de acuerdo a lasnormas y correctamente niveladas sobre un terreno firmemente apisonado, paraevitar que se incline en el futuro.c)Distancias de despeje: Aplicara las mismas consideraciones que en el caso delas unidades seccionadoras.d)Conexiones de los neutros: Igual que las unidades seccionadoras.e)Terminaciones de los cables: Igual que las unidades seccionadoras.f)Capacidad en KVA : la capacidad en KVA deberá ser la indicada en el plano.g)Indicaciones de fallas: El inspector deberá verificar que su instalación se hagacorrectamente. Puede hacerse sobre la cubierta semiconductora, pero no sobreel conductor neutral. Los indicadores pueden también ser parte integral de undesconector.h) Fusibles y cuchillas: Deberá verificar que cualquiera que sea el tipo demontura, estas estén de acuerdo al equipó aprobado y que su capacidad de cargaen amperios sea la correcta.i) Conexiones de cables primarios: Igual que unidades seccionadoras.j) Conexiones de tomas secundarias y de servicio: El inspector verificara que lasconexiones estén debidamente efectuadas. Deberá tener especial cuidadocuando se utilicen conductores de aluminio. Debe recordar que un conductor dealuminio no se puede conectar directamente a uno de cobre, sino que hay queutilizar un conector especial.k) Pararrayos: Debe verificar que se instalen los pararrayos del voltaje deoperación en los puntos indicados en los planos.Terminales de los tubos: Observara que los tubos de entrada y salida de loscables estén debidamente terminados en campana u otro Terminal aprobado.

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m) Identificación de los conductores: El inspector debe verificar que laidentificación de los conductores primarios y secundarios sea correcta ycompleta; que indique hacia donde cada cable y que se usen los métodosapropiados de acuerdo a la numeración indicada en el plano y procedimientos dela empresa.

8.3- Transformadores SumergiblesEn este tipo de montaje se verificara lo siguiente:Cilindro de concreto o plástico: El inspector debe verificar que la proximidad a lacual se instala el cilindro sea de tal manera que el tope queda a ras con el nivel deterreno. Si el cilindro es de plástico se asegurara que mantiene su forma cilíndricay que no ha sufrido roturas .Los cilindros de plástico deberán esta reforzados con un anillo de hormigón de16*16 cm., a todo su alrededor y a ras con el terreno para evitar deformaciones.Para el sistema de drenaje se requiere una capa de 65 cm. . De piedra picada de2.5cm. , sobre esta piedra se instalaran dos canales de acero galvanizado que sereduce el contacto del casco del transformador con la superficie húmeda, ademásde proveer espacio para la circulación de aire.Transformador sumergible: Se debe verificar que corresponda a la capacidad ytipo especificado en el plano. Es decir, si el transformador requieredesconectores en aceite o no.8.3.1- Conexiones:Primarias: Las conexiones primarias en estos transformadores deben sercuidadosamente inspeccionadas en el momento de la instalación. El métodoutilizado es el de codos premoldeados; y una instalación deficiente de estos codosha sido causa frecuente de interrupciones. Se debe verificar al momento de lainstalación que el diámetro del cable corresponda al que acepta el codo, y quelas medidas tomadas en la preparación del cable son las que especifica elfabricante. Secundaria: De igual manera, las conexiones secundarias deben sercuidadosamente inspeccionadas. El conector tipo mole es uno del tipo dealuminio aun cuando los conductores sean de cobre. Debido a las diferencias enel coeficiente de expansión entre ambos metales, bajo condiciones de carga ocorto circuito las conexiones tienden a aflojarse.Conexiones de neutro: Se harán de la misma forma que en los transformadoressobre bases de concreto. Todas las conexiones se harán con conectores acompresión y solo el conductor será el que se conecte a la varilla de tierra con unconector a tornillo.Identificación de conductores primarios y secundarios: En los conductores sedebe indicar su procedencia o destino .n) Inspección final: Se verificara , que tanto la tapa de acero como el protector deplástico estén correctamente instalados y libres de desperfectos

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8.4- Paso De Aéreo A SubterráneoAnteriormente se ha mencionado las precauciones que se deben tomar para lainstalación de los conductores en tomas primarios; nos referimos ahora a lainstalación de los componentes de dicha toma. En este caso, el inspector debeverificar:a)Cajas y Porta cuchilla: El inspector verificará que las cajas cumplan con losrequisitos en cuanto a voltajes, capacidad nominal en amperios y marca o tipo queaparezcan en los planos. La separación entre las cajas no será menor de 36 cm. Yde 18cm. De la parte viva de una caja a la estructura o poste.b)Pararrayos: Se debe verificar que el voltaje del sistema y que la separación demontura de éstos corresponda a la de las cajas.c)Terminaciones: Es muy importante que el inspector esté presente cuando seinstalen las terminaciones de los cables y deberá verificar:-Marca y Tipo: La marca y tipo deberán ser los que aparezcan en los planos.Deberán ser del tipo resistente a los agentes atmosféricos.-Voltaje de la terminación: No será nunca menor que el voltaje de los cables. Enlos casos que la instalación esté cerca del mar su estructuración será deporcelana.-Conexión a tierra: Las partes metálicas de las terminaciones (o adaptadoresmetálicos) estarán conectadas entre si al neutro del sistema y a tierra por mediode conectores o compresión.-Tubos de protección de la toma: El inspector verificará que la clase y tipo del tuboo conducto que contiene los cables primarios, sea del tipo que aparecen en losplanos.-El inspector debe verificar que ser realicen todas las pruebas que normalmente sehacen a los conductores, dichas pruebas son:-Pruebas de resistencias de puesta a tierra.-Pruebas de resistencia de aislamiento.-Pruebas de continuidad.

9- Pruebas de laboratorio utilizadas para detectar, en su epata inicial lasposibles fallas de transformadores.Si observamos el triangulo de causa y efectos podemos concluir que existen dossíntomas muy importantes que indican que algunos problema se gesta dentro deltransformador y que pueden medirse con precisión sin que el transformador seapuesto fuera de servicio. Esos síntomas son:

9.1- El recalentamiento del equipo.La producción de gases dentro del equipo.El primer síntoma es fácilmente detectable con solo ver los indicadores detemperatura instalados en el equipo y el segundo analizando los posibles gasesdisueltos e n el aceite aislante o los acumulados en el espacio libre en la partesuperior de la caja del transformador. Cabe indicar que la mayoría de lostransformadores de distribución tienen hoy alarmas que indican recalentamiento

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del equipo por encima de una temperatura de operación predeterminada y lapresencia de gases combustibles dentro del transformador.

9.2- Sobrecalentamiento del equipoEl sobrecalentamiento de un transformador de distribución es un síntoma que nonecesariamente indica que algún problema se esta comenzando en el equipo,pues una sobrecarga temporal del transformador puede ser causa derecalentamiento. Lo que realmente debe preocupar son los aumentos detemperatura permanentes y continuados, ya que ello puede indicar algúnsobrecalentamiento localizado o punto caliente dentro del equipo, que puede serdetectado con un analizador de rayos infrarrojos.

9.3-Guía de Indicadores de deterioración.La cromatografía es una técnica empleada con constante éxito en la separación eidentificación de diferentes tipos de hidrocarburos. En principio se utilizopreferentemente la cromatografía en fase gaseosa en la cual era necesarioevaporar los diferentes componentes presentes en la mezcla de hidrocarburo paraque luego pudiesen ser separados convenientemente. Esta técnica es la que seutiliza para los transformadores de distribución en operación.

Interpretación de los resultados de las pruebas practicadas a un transformador dedistribución.El análisis de las pruebas de laboratorio para determinar las fallas detransformadores, es una tarea difícil y delicada, ya que para ello se necesita tenerun amplio conocimiento, tanto de la teoría y operación de los equipos utilizados endichos análisis, como de todos los aspectos relacionados con las reacciones quenormalmente hacen posible la obtención de los resultados logrados.Conviene recordar que la solubilidad de los gases en los líquidos decrece con losaumentos de temperatura y que, por otra parte, la reactividad química de ellos seincrementa considerablemente con los aumentos de temperatura, por lo cual lacantidad y la naturaleza misma de la mezcla de gases que se puede estarformando en un momento dado van a se diferentes de las que podíamos encontrardisueltas en el aceite o acumuladas en los espacios libres del transformador, talescomo los colectores de gas.Entre los gases que se forman durante las fallas de operaciones anormales de lostransformadores, muchos de ellos son de naturaleza química muy activa; lasolefinas frente al hidrógeno y al oxigeno, el oxigeno frente al hidrógeno, elmonóxido de carbono frente al oxigeno, etc. Esto significa que no todo el volumende un determinado gas producido durante una falla momentánea de untransformador va a permanecer por mucho tiempo como tal dentro del equipo,sino que posiblemente su volumen va aumentar o disminuir de acuerdo con lasreacciones posteriores que puedan ocurrir entre los gases que se produzcan,simultáneamente o en diferentes intervalos, como consecuencia de estas fallas.Además, parte de los gases , que se forman en el seno de dicho aceite yremanente se deposita en los colectores de gas, colocados en la parte externasuperior del equipo. La proporción de cada gas que se quedara disuelta en el

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aceite dieléctrico es una función de la solubilidad de dichos gases en el aceite,por lo cual dos gases que se forman a la misma rata durante una falla que tienediferentes solubilidades en el aceite, se distribuirán de una manera diferente entrelo que queda disuelto en el aceite y lo que se acumula en los colectores de gas.En vista de todas estas consideraciones es que se hacen mas complejas lainterpretación de los análisis de los gases presentes en un transformador dedistribución, para relacionarlos con la posible falla que pudiese estar en el equipo.Se puede ver además como es importante dejar claramente establecida laprocedencia de la muestra y las condiciones en que fue tomada.Con relación a este punto conviene mencionar que las muestras de gasesprovenientes de los transformadores de distribución pueden provenir de lassiguientes fuentes:Colectores de gas del transformadorRelays .Aceite dieléctrico.Esta procedencia hay que dejarla claramente establecida pues de lo contrario elanálisis no tendrá valor alguno para evaluar la condición del transformador.

Protocolo de pruebas:Manual de ensayos para transformadores de distribución monofásicas.La verificación de las características técnicas de los transformadores, plantea lanecesidad de desarrollar una estrategia especifica con el fin de:1.- Garantizar que los transformadores cumplan con las especificaciones mínimasexigidas por partes de cadafe.2.-minimizar las fallas en el sistema, cuando estos estén en servicio, lo cualredunda en beneficio del subscriptor y de la imagen de la empresa.

10- Ensayos de rutina

10.1.-ensayo por tensión aplicada

1.1 Objeto: verificar que no exista falla en la llamada aislación principal, es decir,entre los devanados mismos y entre los devanados y tierra.1.2 Equipos requeridos:Un autotransformador o transformador elevador.Un cronometro.Un kilo-voltimetro1.3Esquema de conexión:ver anexo #11.4 Generalidades1.4.1 La tensión a ser aplicada en el devanado de alta debe ser de 34KV y en ladode baja debe ser de 10KV.

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1.4.2 La duración del ensayo es de 60 seg. Para cada devanado.1.4.3 Si se realiza nuevamente ensayos de recepción por tensión aplicada o portensión inducida en un transformador que ya a satisfecho una vez estos ensayosde tensión aplicada en estos nuevos ensayos no deberá sobrepasar en un 75% dela tensión de ensayo original.1.4.4 El devanado no ensayado y el tanque se conecta a tierra.1.5 Procedimiento:1.5.1 Comenzar el ensayo con una tensión no mayor a 1/3 de valor especificadopara el devanado que se está ensayando.1.5.2 Transcurrido el tiempo de ensayo se disminuye la tensión rápidamentemomento menor a 1/3 de la tensión completa antes de la apertura del circuito dealimentación.1.6 Criterio de aceptación: Una vez finalizado el ensayo se considera satisfactoriosi durante el tiempo de duración del mismo no se presentan anomalías dentro deltransformador tales como:1.6.1 Ruido audible1.6.2 Humo1.6.3 Burbujas1.6.4 Aumento súbito de la intensidad consumida.1.7 causas frecuentes de fallas: Durante el ensayo la corriente aumentabruscamente a consecuencia de:1.7.1 Baja aislación entre la s espiras1.7.2 Defecto del papel aislante.1.7.3 Bajo nivel de aceite.

10.2.-Medición de las perdidas debido a las cargas.2.1 Objeto: Este ensayo sirve para determinar las perdidas en los arrollados y latensión de cortocircuito.2.2 Equipos requeridos:Un voltímetroUn amperímetroUn WattímetroUn termómetroUn transformador de tensión variable.2.3 Esquema de conexión:ver anexo #22.4. Generalidades:2.4.1 Determinar el valor de la corriente nominal:PP = VP *x IPPPDonde IP =VPVP: Tensión nominal del primario en voltios.PP: Potencia nominal en Voltamperios. IP: Corriente nominal del primario en amperios.2.4.2 Cortocircuitar el lado de baja tensión.2.4.3 Leer la temperatura ambiente del aceite, calcular a continuación el factor derelación de temperatura:

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Para devanado de cobre:234,5 + 85°C.F.r.t.=234,5 + T.A.(° C.)

Para devanado de aluminio:225 + 85°C.F.r.t.=225 + T.A.(° C.)2.5 Procedimiento:2.5.1 Se aplica tensión al devanado de alta, hasta alcanzar la intensidad nominalde este devanado.2.5.2 Se registra la lectura en el Wattímetro y voltímetro.Los valores obtenidos de potencia se multiplican por el factor de relación detemperatura a 85°C.Calculo de la impedancia de cortocircuito:Una vez obtenidas las perdidas a 85°C. Y la tensión de cortocircuito se determinala impedancia de cortocircuito en %: (Pcc 85°C.)2 – (Pcc A)2 (Vcc)2

Zcc%= 100 + (Pn)2 (Vnp)2

Pcc 85°C=Perdidas debidas a las cargas corregidas a 85°C.Pcc A= Perdidas debidas a las cargas a temperatura ambiente.Pn= Potencia nominal en V:A:Vnp= Tensión nominal en el primario.Criterio de aceptación: Se utiliza la tabla que se muestra a continuación:

Perdidas especificadas por cadafe para el ensayo de medición de las perdidasdebidas a la cargaPotencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50Perdidas especificadas (Vatios) 165 260 360 400 490Máximas(vatios) 188 296 410 457 560

Causas frecuentes de fallas:2.8.1 Se producen perdidas altas a consecuencias de: Cambiador de toma no estaen posición nominal, conexiones internas flojas, sección insuficiente de losconductores utilizados para cortocircuitar el devanado de baja tensión.2.8.2 No se leen pérdidas como consecuencias de un circuito abierto en eldevanado de baja tensión.

10.3- Ensayos de medición de las perdidas y de la corriente en vacio.3.1 Objeto: Este ensayo permite conocer las pérdidas en el núcleo, así como lascorriente de vacío del transformador.3.2 Equipos requeridos:Un amperímetro.Un voltímetro

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Un WattímetroUn transformador de tensión variable.3.3 Esquema de conexiónver anexo #33.4 Generalidades:3.4.1 Calcular el valor teórico de la corriente de devanado de baja tensión paradeterminar el porcentaje de la corriente de vacío.Pns = Vns *x Ins

PnsDonde Ins = Vns

Vns: Tensión nominal del secundario en voltios.Ins: Corriente nominal del secundario en amperios.El calculo del porcentaje de la corriente en vacío:

Io1 Io% = x100 Ins

Io% = Corriente en vacío en porcentaje.Io1 = Corriente en leída durante el ensayo en amperios.

Procedimiento:3.5.1 Se aplica por las terminales X1 y X4, la tensión nominal del secundario.3.5.2 Se toman las lecturas del wattímetro y amperímetro.Luego se procede a calcular el porcentaje de la corriente en vacío.Criterio de aceptación.3.6.1 Se utiliza como criterio de aceptación la tabla que se muestra a continuación.PERDIDAS ESPECIFICADAS POR CADAFE PARA EL ENSAYO EN VACIO.

Potencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50Perdidas especificadas (Vatios) 60 80 112 150 180Máximas(vatios) 69 91 128 171 206

3.6.2 Corriente en vacío no debe exceder en un 30% del valor especificado por elfabricante.Causas frecuentes de fallas: Se originan pérdidas altas en el núcleo y corriente devacío alta a consecuencia de las laminas del núcleo flojas y corta exposición en elhorno..

10.4- Cálculos de las perdidas totales.4.1 Objetos: Determinación de las perdidas totales en el transformador mediante lasuma de las perdidas en vacío y las perdidas debido a la carga.Se utiliza como criterio de aceptación la tabla que se muestra a continuación:

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PERDIDAS TOTALES ESPECIFICADAS POR CADAFE.Potencia nominal (KVA) 10 15 25 37,5 50Perdidas especificadas (Vatios) 225 340 472 550 670Máximas(vatios) 248 374 519 605 737

10.5 Ensayo por tensión inducida.5.1. Objeto: Este ensayo nos permite comprobar el aislamiento entre espiras deldevanado de baja tensión y aislación contra el tanque o cualquier elementoaterrado. Consiste en la aplicación de una tensión de ensayo que debe ser aldoble de la tensión nominal a una frecuencia que sobrepasa suficientemente lasecuencia nominal, a fin de evitar una corriente de excitación excesiva.Equipos requeridos:Un amperímetroUn voltímetro.Un transformador de tensión variable.Un frecuencíometro.Un convertidor de frecuencia.Un cronometro. Esquemas de conexión.Ver anexo #4Generalidades :Conocer el valor de la frecuencia que se debe aplicar para el cálculo del tiempo: 120 Fn t = F

Fn= frecuencia nominal en HertzF= frecuencia de ensayo en HertzT= tiempo de ensayo en segundos.Procedimiento:Se aplica por el devanado secundario una tensión igual al doble de la tensiónnominal.La tensión se mantendrá por el tiempo determinado en el punto 5.4.1 del presenteensayo.Criterio de aceptación: El ensayo se considera satisfactorio si no se presentananomalías tales como:Ruidos audiblesHumoBurbujasAumento brusco de la corriente de alimentación.Causas frecuentes de fallas: Si durante el ensayo se observa un aumento súbitode la corriente de alimentación y simultáneamente se dispara la protección (fusibleo disyuntor) es indicio de que ocurrió un cortocircuito que pueda estar localizadoentre el devanado de baja tensión contra el núcleo o el devanado de alta tensióncontra algún otro elemento conectado a tierra.

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10.6- .Ensayo de relación de transformación.6.1 Objeto: Este ensayo tiene por objeto determinar la polaridad y relación detransformación.6.2 Equipos requeridos:Un medidor de relación de transformación(T.T.R.)6.3 Esquemas de conexión.Ver anexo #5 6.4 Generalidades.6.4.1 Calcular el valor teórico de la relación de transformación a partir de la tensióndel primario con respecto a la tensión del secundario. Tensión Primario 13800VEjemplo: = 57,5 Tensión secundario240V

6.5 Procedimiento.6.5.1 En el equipo T.T.R. manual se activa la manivela del generador en el sentidode la s agujas del reloj hasta que el voltímetro indique 8 voltios, para que el equipoelectrónico pueda activar la perilla del regulador de tensión hasta alcanzar el valorantes indicado.6.5.2 Observar si la aguja del detector esta en cero, en caso contrario mover lasperillas de selección hasta que dicho detector indique cero.6.5.3 Dejar de girar las manillas del generador del equipo manual o regresar aponer la perilla del regulador de tensión en el equipo electrónico.6.6 Criterio de aceptación: Se considera satisfactorio el ensayo si el valor de larelación esta dentro del valor nominal especificado por CADAFE con unatolerancia del 0,5%.6.7 Causas frecuentes de fallas.6.7.1 Los terminales del equipo están invertidos.6.7.2 Uno de los terminales internos está descompuesto.6.7.3 Hay un corto en las espiras.

10.7-. Ensayo de rigidez dieléctrica del aceite7.1 Objeto: Determinar la tensión de ruptura del aceite empleado en eltransformador. La tensión de un liquido aislante sirve para indicar la presencia deagentes contaminantes tales como, agua, suciedad o partículas conductoras, lascuales pueden estar presentes en las oportunidades que se registran valores de latensión de ruptura relativamente bajos.7.2 Equipos requeridos:Un equipo para medir la ruptura de líquidos aislantes con electrodos de discos.Un cronometro.Un frasco de vidrio transparente con tapa de vidrio.7.3 Generalidades.La tensión de subida debe ser de 3000 V/seg.

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La separación de los electrodos deberá ser de 2,54 mm; dicha separación severificara con un calibrador patrón tipo redondo. Se admite tolerancia de ±0,013mm.Procedimiento.Se toma la muestra de aceite en un frasco de vidrio limpio y seco.Se lava la celda de ensayo con una parte del aceite de muestra.Se vierte el resto del aceite en la celda y se deja reposar por 5 minutos.Una vez transcurrido el tiempo de reposo, se realiza cinco lecturas de tensión derupturas con intervalos de un minuto entre cada una de ellas.Criterio de aceptación: El promedio de los cincos valores se considera como latensión de la muestra, siempre y cuando cumplan con los criterios de consistenciaestadística especificada en el punto 7.8. En caso contrario el contenido delrecipiente se descarta, tomando otra muestra y ejecutando cinco lecturas detensión de ruptura. El promedio de los diez valores se toman en cuenta como latensión de ruptura de la muestra, no se debe descartar ningún valor.Recopilación de datos: Todos los valores y promedios antes mencionados seregistran en la planilla de ensayo de aceite, a su vez el promedio se registra en laplanilla de ensayos de rutina.Causas frecuentes de fallas: En este ensayo, la tensión de ruptura puede tenervalores muy bajos(menos de 25 KV.) Como consecuencia de burbujas de aire,humedad de la muestra, tiempo de reposo menor de 5 minutos, partículascontaminantes e intervalos entre cada disparo menor que un minuto.Criterio de consistencia estadística: considere los 5 valores de la tensión deruptura y ordénelos en forma creciente, reste el valor más elevado, el valor mínimoy multiplique la diferencia por tres. Si este valor es mayor que el valor que el valorque le sigue al mismo, es probable una desviación normal de los cincos valoressea excesiva y por lo tanto también lo sea el error probable de un valor promedio.

11-Ensayos prototipos

1 Ensayo de medición de la resistencia de los devanados.Objeto: Determinar la referencia de los devanados con el fin de calcular lasperdidas en los arrollados. A su vez calcular el aumento de temperatura de undevanado a partir de la medición de la resistencia en caliente.Equipos requeridosUn puente Kelvin.Un termómetro.

Esquema de conexión:Generalidades:Se asumirá que la temperatura de los devanados y del aceite son iguales.El transformador debe estar sin excitación y sin corriente en un periodo de 8 horasantes de la medición de la resistencia.El ensayo de medición de la resistencia no es recomendable realizarlo como unensayo de rutina, debido al tiempo que se emplea para su realización.Procedimiento: Para medir la resistencia se procede de la manera siguiente:

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Se conectan los terminales del puente de Kelvin a los terminales de los devanadosa ensayar.Se deja abierto el otro devanado y debe anotarse el tiempo necesario para laestabilización de la corriente de medida, de esta manera de tenerlo en cuentacuando se hacen las mediciones de resistencia en caliente.Simultáneamente se mide la temperatura ambiente del aceite.Recopilación de datos: Los valores obtenidos durante la medición de resistenciase coloca en la planilla de ensayo de aumento de temperatura.Causas frecuentes de fallas: Se producen falsas lecturas en la medición comoconsecuencia de: Batería de alimentación con poca carga, mal contacto de laspuntas de prueba y mal apoyo del equipo de prueba.

2.Ensayo De Aumento De Temperatura2.1 Objeto: Determinar el aumento de temperatura de los devanados y del aceite averificar si esta dentro de los limites establecidos por la norma.2.2 Equipo requerido:Un multímetro digital para registros de la temperatura.Un wattímetro.Un voltímetro.Un amperímetro.Un transformador de tensión variable.Cuatro termómetros(termistores)Un puente de Kelvin.Tres recipientes de aceite.2.3 Esquema de conexión: Ver anexo#72.4 Generalidades:2.4.1 Antes de ser sometido al ensayo de aumento de temperatura eltransformador debe haber satisfecho todos los ensayos de rutina.2.4.2 El lugar de prueba debe estar en lo posible libre de corrientes de aire ycambios bruscos de temperatura.2.4.3 Para reducir los errores se debe verificar que la temperatura del ambiente enlos recipientes con aceite varíe en la misma proporción que en la temperatura delaceite en el transformador.2.5 Procedimiento:Se energiza el devanado de alta tensión, tal que las perdidas ocasionadas seaniguales a la suma de las pérdidas en vacío más las pérdidas a la carga, en la tomaque produce las mayores perdidas corregidas a la temperatura de 85°C.; dichaspérdidas deben ser mantenidas constantes durante el ensayo.Se toma registro de temperatura ambiente y de nivel superior de aceite cada 30minutos, ajustando valores de pérdidas totales.El ensayo continuara con las condiciones mencionadas en el punto anterior hastaque la elevación de la temperatura con respecto al ambiente sea menor de 3°C.En 1 hora o 1°C: por hora durante cuatro lecturas horarias consecutivas.Una vez alcanzada la condición anterior se disminuye la alimentación de energíahasta alcanzar el valor de la corriente en la toma en que se realiza el ensayo y semantiene por espacio de una hora.

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Transcurrido el tiempo anterior, se desconecta la alimentación y sucesivamente seretiran los puentes de los terminales de baja tensión.Se mide el tiempo que transcurre desde la desconexión hasta la medición de laprimera resistencia. El tiempo transcurrido no deberá ser mayor de cuatro minutos.Después de la primera lectura se registran lecturas de resistencia cada 30segundos hasta completar 15 lecturas en total.Curva de registros.Curva de los aumentos de temperatura del aceite.Se promedian los valores de temperatura ambiente.De la temperatura en al superficie del aceite se resta el promedio de latemperatura ambiente, obteniéndose el aumento de la temperatura del aceite.Con los valores de aumento de temperatura, se gráfica sobre un papel milimetradoeste aumento respecto al tiempo.Se traza la curva con los pares de valores.Para determinar la recta de estabilización(L1), se mide los incrementos detemperatura (AT1,AT2,AT3,.........ATn). Con la longitud de cada uno de estosincrementos y a partir de los puntos de aumento de temperatura(T1,T 2,T 3.............Tn)registradas sobre el eje vertical se trazan segmentos T1 , P1 ,T2, P2,....Tn, Pn. Estos segmentos serán paralelos al eje horizontal. Se traza una rectaque pase por la mayoría de los puntos P1,P2, ,P3,....... Pn y se prolonga la rectahasta que corte el eje vertical. Por este punto de corte y paralela al eje horizontalse traza finalmente la recta L1 la que indica la estabilización del aumento detemperatura del aceite, dicho valor no debe superar los 65°C. De elevación.Curva para la determinación de la resistencia en caliente.A partir de los valores de resistencia en caliente y tiempo se realiza la curva deresistencia contra tiempo.Se toma para la resistencia el eje de las ordenadas(vertical)Se representan los valores de tiempo en el eje de las abscisas(horizontal)Por los puntos originados por los pares(t,r), se traza la curva que debe pasar por lamayoría de estos puntos, extrapolando la curva hacia el momento de ladesconexión.El punto de corte en el eje vertical indica el valor de la resistencia en caliente.Calculo del aumento de temperatura en el devanado.2.7.1 Los datos que se mencionan anteriormente, se registrarán en la planillacalculo del ensayo de aumento de temperatura.Criterio de aceptación del ensayo: Se considera satisfactorio el ensayo, cuando elvalor del aumento de temperatura en los devanados sea menor o igual a 65°C.Recomendaciones.Si durante el ensayo no se presenta ningún tipo de anomalía, se escribe la palabra“Bien” en la planilla de ensayo de rutina, de lo contrario se escribe la palabrarechazado y de hecho, no se debe proseguir con ningún otro ensayo.Los valores obtenidos se registran en la planilla de rutina.Los valores se registran en la planilla de ensayo de aumento de temperatura delos transformadores de distribución.NOTASa.- Los valores se multiplican por factores de los instrumentos, cuando se usantransformadores de tensión y corriente.

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b.- No se debe exceder de los valores máximos.

3-. Faseo, identificación y polaridad de los devanados de lostransformadoresAdemás de las pruebas de los circuitos abiertos y cortocircuito que se usaron paradeterminar la regulación, la eficiencia del día de los transformadores comerciales,se acostumbra a llevar a cabo varias pruebas antes de poner en servicio untransformador. Dos de esas pruebas están relacionadas con el faseo y lapolaridad, respectiva del transformador terminado.El faseo es el proceso mediante el cual se identifican y se corrigen las terminalesindividuales de los devanados separados de un transformador. La prueba depolaridad se lleva a cabo de tal modo que las terminales individuales de losdevanados de las bobinas separadas por un transformador se pueden marcar oidentificar para saber cuales son las que tienen las mismas polaridadesinstantáneas. Primero describiremos la polaridad y después el faseo.

Polaridad de las bobinas de un transformador.La figura (a) muestra un transformador de varios devanados que tiene dos bobinasde alto voltaje y dos de bajo voltaje. Los devanados de alto voltaje, que son losque tienen muchas vueltas de alambre delgado, se identifican en general con laletra H para designar sus terminales. Los de bajo voltaje se identifican con la letraX . Estas bobinas contienen menos vueltas de alambre más grueso.También la polaridad instantánea, que esta identificada por el subíndice denumero. La clave particular que se muestra en la figura emplea el subíndice imparnumérico para designar la polaridad instantánea positiva de cada devanado. Así,en el caso de que las bobinas se deban conectar en paralelo o en serie paraobtener varias relaciones de voltaje, se puede hacer la conexión en forma correctateniendo en cuenta la polaridad instantánea.Se deberá verificar la manera en la que se asigna un punto o un numero impar alos devanados . Supongamos que se energiza el primario H1-H2 y que H1 seconecta en forma instantánea en la dirección de las manecillas del reloj que seindica. De acuerdo a la ley de Lenz, se establece FEM. inducidas, en losdevanados restantes en la dirección )Desdichadamente es imposible examinar un transformador comercial, deducir ladirección en que se han devanado las espiras para determinar ya sea el faseo lapolaridad relativa de sus terminales. Un transformador de varios devanados puedetener desde 5 puntas hasta 50 puntas que van en una caja de terminales. Si esposible examinar los conductores desnudos de las bobinas, su diámetro puede daralguna indicación acerca de cuales de las puntas o terminales están asociados ala bobina de alto o bajo voltaje. Las bobinas de bajo voltaje tendrán conductoresde mayor sección transversal que las de alto voltaje.También las bobinas de alto voltaje pueden tener aislamiento de mayor capacidadque las de bajo voltaje. Sin embargo, este examen físico no da indicación algunaacerca de las polaridades o faseo de las salidas de las bobinas asociados condeterminadas bobinas que estén aisladas entre si.

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3.1-Prueba de faseo del transformador.Un transformador cuyos extremos de bobina se han llevado a una caja determinales cuyas puntas no se han identificado todavía en lo que respecta a faseoo polaridad. En esta figura se muestra un método sencillo para fasear losdevanados de un transformador. El transformador medio de identificación es unfoco de 115 V conectado en serie y un suministro de c.a. de 115V.Si el lado de la carga del foco se conecta con la terminal H1, como se indica y lapunta de exploración se conecta en la terminal X, el no enciende. Si se mueve lapunta de exploración de izquierda a derecha a lo largo de la tablilla de terminalesno se produce indicación en el foco hasta que se encuentre la terminal H4. El focoenciende en las terminales H4,H3 y H2, indicando que solo las cuatro terminalesdel lado izquierdo son parte de una bobina única. El brillo relativo del foco tambiénpuede dar algún indicativo acerca de las salidas. El foco brilla más cuando laspuertas están a través de H1-H2 y brilla menos cuando están a través de H1-H4.Se puede hacer una prueba más sensible de faseo de las bobinas y puntasempleando un voltímetro C.A.(1000 /V) en lugar de focos, y estando conectado elinstrumento a su escala de 150V. El aparato indicara el voltaje suministrado paracada salida de una bobina común, ya que su resistencia interna (150K )esmucho mayor que la del devanado del transformador. A continuaci n se puedeemplear un ohmiómetro de pilas para identificar las salidas por medio demediciones de resistencia y también para comprobar los devanados de bobinasmediante la prueba de continuidad.

3.2-Prueba de polaridad del transformadorHabiendo identificado los extremos de bobina mediante la prueba de faseo, sedetermina la polaridad instantánea relativa mediante el método empleando unvoltímetro C.A. y un suministro adecuado de C.A.(ya sea voltaje nominal omenor). La prueba de polaridad consiste en los siguientes pasos:Se selecciona cualquier devanado de alto voltaje y se emplea como bobina dereferencia.Se conecta una punta de una terminal de la bobina de referencia con una decualquier otro devanado de polaridad desconocida.Se identifica a la otra terminal de la bobina de referencia con un punto depolaridad(instantáneamente positiva).Se conecta un voltímetro de C.A. en su escala de mayor voltaje de la terminal conpunto de la bobina de referencia a otra terminal de la bobina de polaridadinstantánea conocida.Se aplica voltaje nominal o menor, a la bobina de referencia.Se anota el voltaje a través de la bobina de referencia Vr y el voltaje de prueba Vtentre las bobinas.Si el voltaje de prueba Vt es mayor que Vr, la polaridad es aditiva y se identifica elpunto en la bobina que se prueba como se identifica en la figura .Si el voltaje de prueba en menor que Vr, la polaridad es sustractiva, y seidentifican los puntos de la bobina que se prueba como se indica en la figura .

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Se identifican H1 a las terminales con los puntos de la bobina de referencia, y a laterminal conjunto de la bobina que se prueba con X1, o cualquier identificación.Se repiten los pasos de 2 al 9 con los restantes devanados del transformador.

Evaluación De PruebasPruebas para la verificación del diseño y la fabricación.La normas internacionales proveen tres grupos de pruebas para verificar el diseñode la fabricación y ciertos requisitos especiales exigidos por los clientes:Prueba “Tipo”: Sirven para la verificación de la calidad del diseño de undeterminado tipo de transformador.Prueba de “Rutina”: Sirven para la verificación del proceso de fabricación de cadaunidad(calidad de la materia prima, construcción de la parte activa, ensamblaje,secado, etc.)Pruebas “Especiales”: Tiene por objeto confirmar los requisitos particularesconvenidos entre el usuario y el fabricante(nivel de ruido, prueba de aumento detemperatura por sobrecargas, determinación del valor de impedancia parasecuencia cero, etc.)

EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓNDespués del estudio de la unidad II, te sugiero que realices los siguientesejercicios de auto evaluación, lo que permitirá fortalecer tus conocimientos.

I. Responda la siguiente pregunta.

1. ¿Qué son redes trifásicas

2. ¿Qué es una conexión estrella estrella?

3. ¿Qué es una conexión delta –delta?

4. ¿Qué es una conexión estrella –delta?

5. ¿Qué es una conexión delta –estrella?

6. ¿Para que se utiliza la prueba de polaridad sustractiva?

7. ¿Como acoplaría transformadores en paralelo?

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8. ¿Explique como se realizan las pruebas de polaridad a los transformadorestrifásicos?

9. ¿Mencione algunas técnicas de verificación del estado técnico de lostransformadores trifásicos?

10. ¿Escriba la formula para el cálculo de corriente y voltaje en una conexión deun transformador trifásico conectado en delta?

11. ¿Escriba la formula para el cálculo de corriente y voltaje en una conexión deun transformador trifásico conectado en estrella?

12-. Realice la conexión para un banco de transformadores conectados en delta –estrella.

13-Explique el procesote instalación de tres transformadores trifásicos

GLOSARIO

Corto circuito:Se produce por el contacto repentino de dos o más conductores de corriente o unalínea de corriente y un conductor a tierra.

Corriente alterna (c.a.): En este caso, las cargas eléctricas circulan siempre en lamisma dirección del punto de mayor potencial al de menor potencial.

Eficiencia: La eficiencia o rendimiento de un motor eléctrico es una medida de suhabilidad para convertir la potencia eléctrica que toma de la línea en potenciamecánica útil. Se expresa usualmente en por ciento de la relación de la potenciamecánica entre la potencia eléctrica, esto es:

Transformador trifásico: Máquina estática eléctrica compuesta por trestransformadores monofasicos

Conexión estrella: conexión donde las tres fases del sistema trifásico estáninterconectado en el centro de la estrella

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Conexión delta –delta : La conexión delta-delta de transformadores monofásicosse usa generalmente en sistemas cuyos voltajes no son muy elevadosespecialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unossistemas.

Conexión delta estrella: La conexión delta-estrella, de las más empleadas, seutiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o detransmisión

BIBLIOGRAFIA

-Motores Universales. Ministerio De Educación Superior. InstitutoUniversitario De Tecnología Caripito. Venezuela. 2004.

-Quispe O., Enrique C. Motores Eléctricos de Alta Eficiencia. UniversidadAutónoma de Occidente. Cali, Colombia.http://energia ycomputacion.univalle.edu.co/edicion21/21art2.pdf

-El ABC de las maquinas eléctricas Tomo I, II,III. Gilberto Enrique Harper.

-Editorial Noriega LIMUSA.

-Maquinas de corriente continua, Gilberto Enrique Harper. Editorial Noriega

LIMUSA, MEXICO

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