Transferencia de la energía eléctrica

TRANSFERENCIA DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA FUENTE CONSUMO TRANSFERENCIA Conducción: elemento físico conductor Inducción: no hay elemento conductor, transferencia por campo electromagnético Capacidad: desplazamiento de cargas entre placas de una estructura Desplazamiento partículas en gases: movimiento de partículas elementales en recipientes de baja presión.. TRANSFERENCIA

CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA PARTE 1(a) PARTE 2 (b) Entre dos partes activas ( 1 y 2) varían las FEM y las corrientes PARTE 1 (a) PARTE 2 (b) 1 – CONVERSIÓN ELÉCTRICA – ELÉCTRICA Se presentan tres casos en la conversión eléctrica – eléctrica

CASO 1: Varían sólo los módulos de E y de I siendo invariables las otras magnitudes ; no varían Esta estructura es un TRANSFORMADOR basada en los principios del electromagnetismo CASO 2 Varían todas las magnitudes y puede realizarse una conversión parcial a energía mecánica + energía mecánica Esta estructura es una MÁQUINA ASINCRÓNICA basada en los principios del electromagnetismo CASO 3 Caso límite del CASO 2 cuando ; Luego la PARTE 1 es corriente alterna y la PARTE 2 corriente continua Estas estructuras son CONVERTIDOR ROTATIVO ( vías electromagnética) RECTIFICADOR (Vía termoiónica o de estado sólido)

2.- CONVERSIÓN ELÉCTRICA MECÁNICA Por medio de Máquinas rotativas 2.1- Conversión Eléctrica Mecánica: Motor 2.2.- Conversión Mecánica Eléctrica: Generador Las MÁQUINAS ROTATIVAS son estructuras fundadas en los principios del electromagnetismo y la transferencia energética puede ser en: – Forma conductiva o ambas a la vez – Forma inductiva

SOLENOIDE SOBRE UN CILINDRO DE HIERRO Distribución verdadera del flujo NÚCLEO SOLENIDE Líneas de flujo Sentido saliente Sentido entrante

SOLENOIDE Sentido saliente Sentido entrante Líneas de flujo NÚCLEO Distribución convencional del flujo

Valor máximo Valor eficaz f.e.m inducida REACTOR (Estructura excitada desde una sola fuente) Reactor sin pérdidas luego: no demanda energía de la red

TRANSFORMADOR (Estructura doblemente excitada)

Cobre Conductores Aluminio Circuitos eléctricos Barniz, esmalte Papel, algodón, seda Partes activas Dieléctricos Plásticos Inorgánicos Etc. Circuito magnético Hierro al silicio (3-4%) Bastidor o soporte Partes pasivas Cuba de aceite Auxiliares COMPONENTES DE UN TRANSFORMADOR

TIPO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS A columnas Acorazado

15 kVA 75 kVA 120 kVA

3000 kVA

6000 kVA

TRANSFORMADOR IDEAL 1.- Permeabilidad magnética constante 2.- No hay pérdidas en el hierro (por histéresis y foucault) 3.- No hay flujo disperso 4.- Los solenoides sin resistencia

COLUMNA DE UN TRANSFORMADOR Vista Ccrte de un ángulo Bobinado primario Bobinado secundario Núcleo magnético

Transformador ideal que tiene el secundario en circuito abierto (en vacío) La fem generada en cualquier arrollamiento concatenado por el flujo es:

DIAGRAMA FASORIAL TRANSFORMADOR IDEAL EN VACÍO Transformador sin pérdidas luego: no demanda energía de la red

Pérdidas por histéresis Pérdidas por corrientes parásitas (Foucault) Pérdidas magnéticas (en el núcleo ferromagnético) Pérdidas eléctricas (en el cobre) PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN EL TRANSFORMADOR

DIAGRAMA FASORIAL TRANSFORMADOR REAL EN VACIO Corriente de magnetización o de excitación Adelanto de respecto de Avance histerético) =

FORMA DE ONDA DE LA CORRIENTE EN VACÍO

Transformador cargado

DIAGRAMA FASORIAL DEL TRANSFORMADOR EN CARGA

V1n tensión primaria en carga V2n tensión secundaria en carga f frecuencia Características nominales I1n corriente primaria en carga nominal I2n corriente secundaria en carga nominal Cos f factor de potencia secundario en carga S Potencia aparente secundaria, potencia normal en carga Regulación : V2 = f(I2 ; f2) Características de funcionamiento Rendimiento: CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES

RENDIMIENTO

PARALELO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Igualdad de relación de transformación Condiciones para el paralelo Polaridades coincidentes Repartición de la carga: la carga se reparte uniformemente entre los dos transformadores Transformadores gemelos

PARALELO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Transformadores disimiles Igualdad de relación de transformación Condiciones de paralelo Polaridades coincidentes Repartición de la carga: para que ambos alcancen el 100% de sus respectivas capacidades, debe cumplirse

TRANSFORMADOR AUTOTRANSFORMADOR PRINCIPIO DEL AUTOTRANSFORMADOR

1.- Devanado serie 2.- Devanado común tensión superior de la potencia nominal tensión inferior de la potencia nominal La tensión del lado de baja tensión es la tensión del devanado común La tensión del lado de alta tensión es la suma vectorial de las tensiones Las relaciones entre tensiones inducidas es: Las corriente por los devanados es: Como están casi en concordancia de fase su módulo es: AUTOTRANSFORMADOR

TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS Banco de tres transformadores monofásicos

TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS TRANSFORMQDOR ÚNICO

TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS Grupos de conexiones elementales

ESTRELLA ESTRELLA TRIÁNGULO TRIÁNGULO TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

ESTRELLA TRIÁNGULO TRIÁNGULO ESTRELLA TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

TRANSFORMADOR SCOTT M Transformador “principal” Lado trifásico con punto medio O Lado bifásico: devanado único bb´ T Transformador “excitador”Un solo devanado a cada lado con una toma a la 0,866 espiras desde A en el lado trifásico. Lado bifásico devanado aa` ` Transformación de una tensión trifásica en otra bifásica A,B,C Fases del sistema trifásico N neutro del sistema trifásico aa´ y bb´ fases del sistema bifásico