Nucleos Trifásicos.docx

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

ASIGNATURA MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

TEMA: TIPOS DE NÚCLEOS TRIFÁSICOS NRC: 3437

DEBER Nº 2 – PARCIAL 2

NOMBRE Palacios Sanguano Milton Steven

27/11/2018 – Sangolquí

Los tipos de núcleos trifásicos son dos en especial, estos son: 1. Núcleo acorazado Detalles Este tipo de núcleo es más perfecto, pues se reduce la dispersión, se representa en la fig.1, en vistas. Obsérvese que las líneas de fuerza de la parte central, alrededor de la cual se colocan las bobinas se bifurcan abajo y arriba hacia los 2 costados, de manera que todo el contorno exterior del núcleo puede tener la mitad de la parte central. Esto vale para las 2 ramas laterales como también para las 2 cabezas. Para armar el núcleo acorazado también se lo construye en trozos, unos en forma de E y otros en forma de I, y se colocan alternados, para evitar que las juntas coincidan. Gráfico esquemático

Figura 1. Núcleo trifásico tipo acorazado. Fuente: Máquinas Eléctricas y Transformadores, Guru.

Características 

El núcleo es posicionado verticalmente alrededor de los devanados actuando como un soporte de los mismos.



Construcción del bobinado de HV entre el devanado de LV(tipo sandwich).



Aplicaciones para potencias mayores.



Reduce la dispersión del flujo magnético.



Su forma constructiva, con el núcleo magnético envolviendo los arrollados, provee robustez frente a los esfuerzos electromecánicos producidos por las corrientes de corto-circuito y esfuerzos durante el traslado y ubicación, a la vez que hace al equipo más compacto.



Versatilidad para trabajar en posición horizontal o vertical.

Aplicaciones 

Plantas generadoras.



Auxiliares de subestación.



Subestaciones como elevadores / reductores.



Reguladores de ángulo de fase.



Hornos de arco eléctrico.



Autotransformadores.



Subestaciones móviles.



Transformadores prueba (extra-alta tensión, cortocircuito).

Ventaja Este tipo de núcleo acorazado, tiene la ventaja con respecto al llamado tipo columna, de reducir la dispersión magnética, su uso es más común en los transformadores monofásicos. En el núcleo acorazado, los devanados se localizan sobre la columna central, y cuando se trata de transformadores pequeños, las laminaciones se hacen en troqueles. Las formas de construcción pueden ser distintas y varían de acuerdo con la potencia Información General -

Capacidad: Monofásicos hasta 500 MVA Trifásicos hasta 1.000 MVA

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Tipo de enfriamiento: OA, OA/FA, OA/FA/FA, OA/FA/FOA, FOA

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Frecuencia: 50 / 60 H2

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Tensión primaria: Hasta 750 kV

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Tensión secundaria: La especificada por el cliente

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Elevación de temperatura: 55°, 65° ó 55° /65° sobre un ambiente máximo de 40°

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Líquido aislante: Aceite mineral

2. Núcleo tipo columna

Detalles Éste está constituido por láminas rectangulares o en forma de L que se ensamblan y solapan alternativamente en capas adyacentes. En este tipo de transformadores existen tres núcleos unidos por sus partes superior e inferior mediante un yugo y sobre cada núcleo se devanan el primario y el secundario de cada fase. Este dispositivo es posible porque, en todo momento, la suma de los flujos es nula. Características 

El bobinado de baja se construye sobre el núcleo y luego, separado por un material aislante, se coloca el bobinado de alta.



Pueden ser de 3 ó 5 columnas.



Mayor facilidad para sustitución de bobinados, ensamble y desmontaje.



Mayor facilidad de reparación en sitio.



Es el tipo de transformador más común.



Su forma constructiva lo obliga a ser operado en posición vertical.

Aplicaciones 

Elevadores tipo generador.



Transformador auxiliar.



Servicios de arranque y auxiliares.



Reductores tipo subestación.



Regulador de Tensión.

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Horno de inducción.

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Tipo rectificador.



Subestaciones móviles.

Información General -

Capacidad: Monofásicos hasta 125 MVA Trifásicos hasta 200 MVA

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Tipo de enfriamiento: OA, OA/FA, OA/FA/FA, OA/FA/FOA, FOA

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Frecuencia: 50 / 60 H2

-

Tensión primaria: Hasta 525 kV (1.550 kVBIL)

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Tensión secundaria: La especificada por el cliente

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Elevación de temperatura: 55°, 65° ó 55° /65° sobre un ambiente máximo de 40°

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Líquido aislante: Aceite mineral

Tipos 2.1 De 3 columnas En las figuras colocadas debajo de este argumento nos indica la formación de un transformador trifásico tipo núcleo a partir de tres unidades monofásicas. Si las tensiones aplicadas son sinusoidales, simétricas y equilibradas los flujos de la figura cumplen la relación

Figura 2. Núcleo trifásico de columna. La figura nos indica la parte central del núcleo omitida y nos dice la disposición del núcleo lo que presenta un pequeño desequilibrio del circuito magnético para las tres fases lo que permite un importante material de ahorro del núcleo. Gráfico Esquemático

Figura 3. Núcleo trifásico de 3 columnas.

2.2 De 5 columnas

Gráfico Esquemático

Figura 4. Núcleo trifásico de 5 columnas.

3. Núcleo Arrollado El núcleo consiste en una tira de hierro arrollado en forma de espiral en torno a una bobina preformada. Los transformadores se pueden refrigerar con circulación natural o forzada de aire, pero su tensión nominal viene limitada por la baja rigidez dieléctrica del aire. El aire (o el Askerol o Pyranol) sirve tanto para aislante como para refrigerante. Los transformadores se pueden refrigerar mediante circulación natural o forzada en aceite. Para aumentar la superficie disipadora del calor, se sueldan los tubos de la cubierta o se empernan radiadores a ella. Para gobernar la tensión y la fase, algunos transformadores están equipados de mecanismos de tomas variables. Cuando se eleva la temperatura del transformador a causa de la carga, el aire o gas que se halle dentro del transformador se dilata y es expulsado; cuando se enfría el transformador, se contrae el aire o gas y penetra aire del exterior que contiene oxígeno y humedad. A este efecto se le da el nombre de respiración. La humedad y el oxígeno deterioran el sistema y ensucian el aceite. Para evitar esto, se emplea nitrógeno y un respirador elimina el oxígeno y la humedad del aire que penetra. Un pequeño tanque de expansión, llamado conservador, montado sobre la cubierta del transformador, reduce mucho la superficie del aceite expuesta al gas.

Figura 5. Núcleo arrollado.

4. Núcleo distribuido Posee un núcleo central y cuatro ramas exteriores. Se denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos. Lla mayoría de tales unidades están proyectadas para montaje sobre postes, algunos de los tamaños de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en estaciones o en plataformas.

Figura 6. Núcleo distribuido. Referencias Burgos, J. C. (2015). Transformadores Trifásicos. Obtenido de Circuitos Magnéticos y Transformadores: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/circuitos-magneticosy-transformadores/temas/TEMA-4.pdf Olaya, J. (2017). Obtenido de Transformadores de Potencia tipo columna y acorazado: http://www.sectorelectricidad.com/10895/transformadores-de-potencia-tipocolumna-y-acorazado/ Wildi, T. (2007). Máquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia. Ciudad de México: Pearson.