RELACION DE TRANSFORMACION

Presentación del tema: "RELACION DE TRANSFORMACION"— Transcripción de la presentación:

1 RELACION DE TRANSFORMACION
UNIVERSIDAD DEL MAR RAMO DE TRANSFORMADORES Y MAQUINAS ELECTRICAS RELACION DE TRANSFORMACION Alumno: Rubén Rodríguez Gómez Prof.: Héctor Barrios

2 Núcleo de chapa magnética aislada
Generalidades El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Secundario V2 V1 I1 I2 Núcleo de chapa magnética aislada Primario Flujo magnético Se utilizan en redes eléctricas para convertir un sistema de tensiones (mono - trifásico) en otro de igual frecuencia y > o < tensión La conversión se realiza práctica-mente sin pérdidas PotentradaPotenciasalida Las intensidades son inversamente proporcionales a las tensiones en cada lado Los valores nominales que definen a un transformador son: Potencia aparente (S), Tensión (U), I (corriente) y frecuencia (f)

3 Cuando hablamos de que un transformador toma una corriente eléctrica de un voltaje e intensidad de un valor para convertirlos en otros, debemos mencionar además una condición que también es muy importante en los transformadores que radica en que es capaz de mantener la frecuencia y el Angulo de desfase. La particularidad de variar los voltajes y las corrientes en los transformadores se utiliza en la red de energía eléctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto joule y se minimiza el costo de los conductores. Uno de los puntos mas importantes a conocer de un transformador esta constituido por la relación de transformación, atreves de la cual se pueden definir cosas como N° de espiras en cada bobinado, tipo de transformador, etc.

4 La relación de transformación Nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del transformador. La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) . La razón de la transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión

5 RELACIÓN DE CORRIENTE Cuando no existen perdidas en el núcleo del transformador, la potencia en el secundario es igual a la potencia en el primario. La relación de corriente es el inverso de la relación de voltaje; esto es, aumentar el voltaje en el secundario significa disminuir la corriente en el primario y viceversa.  El secundario no genera potencia, solo la toma del primario.  Por tanto, el aumento o disminución de la corriente, en términos de la que circula por el secundario (IS), esta determinada por la resistencia de carga conectada a través de este.  Como ayuda para llevar  a cabo estos cálculos, recuérdese que el lado que tiene el mayor voltaje es por el que circula la menor corriente. L voltaje V y la corriente I en el primario y en el secundario se encuentran en la misma proporción que el numero de vueltas en el primario y en secundario.

6 Principio de funcionamiento: relación entre corrientes
Considerando que la conversión se realiza prácticamente sin pérdidas: PotentradaPotenciasalida P1  P2: U1*I1=U2*I2 Las relaciones de tensiones y corrientes son INVERSAS El transformador no modifica la potencia ni los angulos de desfase que se transfiere, tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes

7 Relación de transformación (Corriente)

8 RELACIÓN DE VOLTAJE Con un acoplamiento unitario entre el primario y el secundario, el voltaje inducido en cada vuelta del secundario es igual al voltaje inducido en cada vuelta del primario.  Por tanto, la relación de voltajes se encuentra en la misma proporción que la relación de vueltas: Cuando el secundario tiene un mayor numero de vueltas que el primario, el voltaje en aquel es mayor que en el primario y, por consiguiente, el transformador aumenta el voltaje.  Cuando el secundario tiene un numero menor de vueltas que el primario, el transformador reduce el voltaje. Sin importar cual sea el caso, la relación siempre se da en términos del voltaje en el primario, el cual puede aumentarse o reducirse en el devanado secundario.

9 La razón de transformación del voltaje entre el bobinado "Primario" y el "Secundario" depende del número de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario. En el secundario habrá el triple de voltaje. La fórmula:

10 Relación de transformación (voltajes)

11 RELACION DE VUELTAS El cociente entre él numero de vueltas en el primario y el secundario es la relación de vueltas del transformador. Por ejemplo, 500 vueltas en el primario y 50 en el secundario dan una relación de vueltas de 500/50 o 10:1

12 DEFINICION DE DATOS IMPORTANTES EN LA RELACION DE TRANSFORMACION.
NP de espiras de alambre en su lado Primario. NS de espiras de alambre en su lado secundario. VP Voltaje aplicado al lado primario del transformador VS Voltaje inducido sobre el lado secundario. Ip Corriente que fluye en el lado primario del transformador Is Corriente que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador FEM La fuerza electromotriz es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. La FEM se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico. FCEM La fuerza contra-electromotriz o se define como una característica de los receptores que mide en voltios la energía por unidad de carga que consume el mismo. Se opone al paso de la corriente eléctrica en los devanados de un motor de inducción, reduciendo después de unos mili segundos el consumo de la misma.

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14 Tipo de transformadores según su relación
Los transformadores donde A>1 el voltaje del primario es mayor que el secundario consideran reductores. Los transformadores donde A <1 el voltaje en el secundario es mayor que el primario y se considera elevadores. Los transformadores donde el voltaje primario es igual al secundario a=1 y se utilizan solo como aislamiento eléctrico entre un circuito y el otro. La relación de transformación es fija ya que depende del numero de vuelta de ambos devanados pero la relación entre los valores reales de voltaje en el primario y secundario podría variar debido a las perdidas dentro de el. Algunas veces el fabricante proporciona esa relación real entre voltajes.

15 EFECTO JOULE. Se conoce como efecto Joule al fenómeno por el cual si en un conductor  circula  corriente eléctrica, parte de la  energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El nombre es en honor a su descubridor el físico británico James Prescott Joule. El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.

16 Tal como vimos la relación de transformación será un factor muy importante tanto a la hora de construir como a la hora de seleccionar un transformador determinado. Como ya sabemos existen diversos tipos de transformadores pero consideraremos solamente a aquellos que incluyen un elemento denominado cambiador de derivación o TAP el cual sirve para la regulación de voltaje esto porque tiene directa relación con el principio de la relación de transformación.

17 Una toma del transformador es un punto de conexión a lo largo de un transformador de bobinado que permite a un cierto número de vueltas para ser seleccionados. Esto significa, un transformador con una relación de transformación variable se produce, lo que permite tensión regulación de la salida. La selección de la toma se realiza a través de un mecanismo cambiador de tomas, llamado también cambiador de TAP o cambiador de derivación. Los cambiadores de derivación de transformadores regulables existen en gran gama de variedades pues algunos deben ser conmutados solo con equipos des energizados otros no necesitan serlo.

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19 Normalmente el cambiador de derivaciones actúa sobre la incorporación o retiro de bobinas en el lado de alta tensión o baja corriente, del transformador con el fin de minimizar los requerimientos de manejo de corriente de los contactos. Sin embargo, un transformador puede incluir un cambiador de tomas en cada arrollamiento, si hay ventajas para hacerlo. Por ejemplo, en redes de distribución de energía, un gran paso hacia abajo transformador puede tener un cambiador de tomas en vacío en el bobinado primario y un cambiador de carga en el toque en el secundario. El bobinado de alta tensión se ajusta para que coincida con el perfil de largo plazo del sistema de la red de alta tensión y se cambia en raras ocasiones. La toma de tensión baja puede ser solicitada a cambiar de posición una vez o más cada día, sin interrumpir el suministro de energía, de seguir las condiciones de carga en la red de baja tensión.

20 TIPOS DE CAMBIADORES DE TAP

21 Por diferentes razones, el voltaje que llega al primario del transformador es diferente al esperado y esto nos provoca que al voltaje secundario no sea el adecuado. Para evitar esta situación, se utiliza un dispositivo que permite ajustar el voltaje secundario al voltaje deseado, aumentando o eliminando vueltas en el devanado primario. Este dispositivo es el cambiador de derivaciones y va conectado generalmente a derivaciones o “taps” del devanado de alta tensión. El cambiador de derivaciones más empleado es el de 5 posiciones y su operación se ilustra en la Figura Normalmente se emplean cambiadores de derivaciones para operar manualmente y con el transformador desenergizada, aunque existen también de operación automática estando el transformador energizado.

22 FIN