tpn 11 trafo columnas dy saturado

5/17/2018 TPN 11 Trafo Columnas DY Saturado - slidepdf.com

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Dinámica de Máquinas Eléctricas Ing. Mario G. Macri

Transformador trifásico de columnas con saturación magnética Página 1

TPN 0

11: Simulación de un transformador trifásico de 3 columnas con conexión DYn

considerando la saturación magnética

Dado que existe una asimetría magnética en el núcleo, las columnas laterales tienen distinta

característica de magnetización que la columna central. Por ello para implementar la simulación

del transformador trifásico de columnas considerando la saturación magnética se debe realizar el

ensayo en vacío para obtener las características de magnetización correspondientes a cada co-

lumna del transformador.Por otra parte del ensayo en cortocircuito se determinan las resistencias y las inductancias de

dispersión.

En el Laboratorio de Máquinas Eléctricas se ensayo un transformador trifásico de tres co-

lumnas de las siguientes características

Sn = 3 [KVA] Un = 220 / 110 [V] In = 4.5 / 9 [A] fn = 50 [Hz] Nº Inventario : 8-3-57

Los resultados obtenidos aplicando tensión variable al lado de BT con la AT en vacío son los

siguientes:

LLas curvas U 1 = f (I m ) correspondientes a las columnas laterales A y C son iguales.

De las características experimentales U 1 = f (I m ) para cada fase es posible obtener Ψ m = f (I m )

y los demás valores, de manera análoga a lo realizado en el caso del transformador monofásico.

Las tablas de cálculo son las siguientes:Columnas laterales A y C

U an [V] I ma [A]

0 0

50,3 0,08

60,2 0,11

70,1 0,13

80,8 0,16

90,6 0,2

100,9 0,31

110,4 0,48

120,7 0,75

130,7 1,06

140,6 1,46

U bn [V] I mb [A]

0 0

50,3 0,04

60,8 0,05

70,6 0,06

80,7 0,07

90,3 0,1

100,5 0,15

110,3 0,27

120,5 0,45

130,4 0,69

140,8 1,04

U cn [V] I mc [A]

0 0

50.3 0.08

60.2 0.11

70.1 0.13

80.8 0.16

90.6 0.2

100.9 0.31

110.4 0.48

120.7 0.75

130.7 1.06

140.6 1.46





Columna central B

Nota: La pendiente de la parte recta de la característica de magnetización es el cociente de

ψm nsat

/ I m en el primer punto no nulo de la parte recta de la característica (segundo reglón).Como los enlaces de flujo correspondientes tomarán valores positivos y negativos, entonces habrá

que agregar a los valores de la tabla los valores negativos de ψ m sat

y de ∆Ψ (tercer cuadrante).

Los vectores de Ψmsat y de valores máximos de ∆Ψ resultantes son:

Fases de las columnas laterales A y C:

Ψmsat = [-0.44754 -0.41603 -0.3842 -0.35141 -0.32117 -0.28839 -0.25719 -0.22314 -0.19162 -0.16011 0 0.16011 0.19162 0.22314 0.25719 0.28839 0.32117 0.35141

0.3842 0.41603 0.44754]

∆Ψ =[ -3.4994 -2.4118 -1.5794 -0.8616 -0.4232 -0.15823 -0.089131 -0.052387 -0.040345 0 0 0 0.040345 0.052387 0.089131 0.15823 0.4232 0.8616 1.5794 2.4118

3.4994]

Fase de la columna central B:

Ψmsat = [-0.44818 -0.41508 -0.38356 -0.3511 -0.3199 -0.28743 -0.25688 -0.22473 -0.19353 -0.16011 0 0.16011 0.19353 0.22473 0.25688 0.28743 0.3199 0.3511

0.38356 0.41508 0.44818]

∆Ψ = [-5.2533 -3.3189 -2.0049 -1.0319 -0.3967 -0.15958 -0.032974 -0.021833 -0.0093408 0 0 0 0.0093408 0.021833 0.032974 0.15958 0.3967 1.0319 2.0049 3.3189

5.2533]

U an [V] I ma [A] Ψm

sat[Vs/ r]= UBT/314.16

ψmnsat

[Vs/ r]=2.0014*Im

∆Ψ [Vs/ r]= Ψ mnsat

- Ψ msat

√2*∆Ψ

0 0 0 0 0 0

50.3 0.08 0.1601 0.1601 0 0

60.2 0.11 0.1916 0.2202 0.0285 0.0403

70.1 0.13 0.2231 0.2602 0.0370 0.0524

80.8 0.16 0.2572 0.3202 0.0630 0.0891

90.6 0.2 0.2884 0.4003 0.1119 0.1582

100.9 0.31 0.3212 0.6204 0.2993 0.4232110.4 0.48 0.3514 0.9607 0.6092 0.8616

120.7 0.75 0.3842 1.5010 1.1168 1.5794

130.7 1.06 0.4160 2.1215 1.7054 2.4118

140.6 1.46 0.4475 2.9220 2.4745 3.4994

U bn [V] I mb [A] Ψmsat [Vs/ r]=UBT/ 314.16

ψmnsat [Vs/ r]=4.0027*Im

∆Ψ [Vs/ r]= Ψ m nsat - Ψ msat

√2*∆Ψ

0 0 0 0 0 0

50.3 0.04 0.1601 0.1601 0 0

60.8 0.05 0.1935 0.2001 0.0066 0.0093

70.6 0.06 0.2247 0.2402 0.0154 0.0218

80.7 0.07 0.2569 0.2802 0.0233 0.0330

90.3 0.1 0.2874 0.4003 0.1128 0.1596

100.5 0.15 0.3199 0.6004 0.2805 0.3967

110.3 0.27 0.3511 1.0807 0.7296 1.0319

120.5 0.45 0.3836 1.8012 1.4177 2.0049

130.4 0.69 0.4151 2.7619 2.3468 3.3189

140.8 1.04 0.4482 4.1629 3.7147 5.2533





Los resultados del ensayo en cortocircuito para determinar los parámetros del circuito equi-

valente por fase fueron los siguientes:

• Resistencia de BT: r 1 = 0.379 [Ω]

• Resistencia de AT referida al primario: r’2 = 0.4108 [Ω]

• Inductancia de dispersión BT: Ll1 = 0.0007065 [Hy].

• Inductancia de dispersión AT referida a la BT: L’l2 = 0.0007065 [Hy]

• Inductancia magnetizante columnas laterales A y C Lm1 = 2.005 [Hy]

• Inductancia magnetizante columna central B Lm1 = 4.01 [Hy]

Se deduce que las inductancias equivalentes a utilizar en las formulas son:

70.00035318

0.0007065

1

0.0007065

1

2.005

1

1

'

111

1

21

=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++==

l l m

MC MA

L L L

L L

80.00035321

0.0007065

1

0.0007065

1

4.01

1

1

'

111

1

21

=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++=

l l m

MB

L L L

L

Implementación en Simulink:

TRABAJO DE GABINETE: Graficar y justificar resultados en los siguientes casos:

Análisis en carga con voltajes primarios equilibrados de 110 [V] RMS sobre cada faseGraficar:

•Tensiones y Corrientes primarias y secundarias trifásicas de línea y de fase

•Un detalle que muestre la distorsión de la corriente primaria.

•Corriente y tensión de neutroParámetros de la simulación recomendado s: tiempo de simulación de 1 [s]., tipo de integrador: paso variable

ode45 (Dorman-Prince),paso máximo 1e-3, paso mínimo 1e-6, tolerancia relativa 1e-3, tolerancia absoluta 1e-6,

inicial step size: auto.

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