Mantenimiento de Transformadores

CONSTRUCCIN DE UN TRANSFORMADOR TRIFSICO

OBJETIVOS:

1. Determinar recursos materiales y humanos.2. Calcular costos.3. Trabajar con seguridad aplicando normas.4. Dimensionar y construir un transformador.

EQUIPOS Y MATERIALES

Ncleo de transformador trifsico. Materiales aislantes. Alambre esmaltado. Materiales constructivos Mquina bobinadora. Multmetro Megometro Puente Wheastone Puente de tensin regulable.

OPERACIONES

1. Dimensionar el ncleo y bobinas de acuerdo a una necesidad.2. Comprobar que las bobinas dimensionadas ingresan en la ventana del transformador.3. Determinar la necesidad de recursos materiales.4. Determinar la necesidad de recursos humanos.5. Calcular costos.6. Preparar el molde y carrete aislante.7. Realizar el bobinado primario y secundario.8. Preparar los soportes del transformador.9. Preparar la bornera del transformador10. Montar las bobinas en el ncleo11. probar las bobinas, conectarlas y realizar las conexiones a las borneras12. Realizar pruebas y colocar la placa de caractersticas13. Poner en operacin el transformacin

TIEMPO DE EJECUCIN

20 horas.

TRANSFORMADORLos transformadores son dispositivos electromagnticos estticos que permiten partiendo de una tensin alterna conectada a su entrada, obtener otra tensin alterna mayor o menor que la anterior en la salida del transformador.Permiten as proporcionar una tensin adecuada a las caractersticas de los receptores. Tambin son fundamentales para el transporte de energa elctrica a largas distancias a tensiones altas, con mnimas perdidas y conductores de secciones moderadas.

PROCESO DE CONSTRUCCIN

Una vez realizados los clculos, continuar con el proceso de construccin. Este apartado lo dividir en cuatro puntos.

1. Construccin de carrete

Para construir el carrete utilizaremos un material aislante llamado cartn prespan.

Las piezas sern dibujadas en el cartn prespan de acuerdo a las medidas asignadas por el profesor del curso para luego proceder a cortar y disear el carrete para empezar a realizar nuestro bobinado.

2. Devanado del Carrete

Para colocar el carrete en la bobinadora hay que fabricarle un trozo de madera con las medidas iguales a la de la Seccin del ncleo, y hacerle un agujero con el taladro de las medidas del eje de la bobinadora, tambin hay que fabricar dos tapas a los costados de la misma medida para no daar el carrete al momento de hacer el bobinado.Comenzamos a bobinar en sentido horario reloj. Pero debemos tener cuidado de que las espiras estn juntas ya que si no es asi el la segunda capa que se ara se hundir.

Cuando hayamos terminado el primario, en los extremos se colocara unos fideos de mas o menos unos 10 cm de largo cen cada estremo, y el hilo de cobre se deja el doble. Recordar que por cada capa que se arrolla se coloca una tira de papel prespan que lo cubra al devanado. Ahora de la misma manera se comienza hacer el bobinado secundario con los mismos pasos del bobinado primario y tambin sacando los extremos cubiertos por los fideos unos 20 cm.

Luego procedemos a soldar las puntas con un conductor mellizo y lo cubrimos tambin con otro fideo de mayor dimetro

Luego cubrimos todo el bobinado con una cinta de tela aislante, la fijamos con otra cinta aislante trmica cada uno de nuestros bobinados.

3. Montaje de ncleo

Una vez terminado de bobinar el carrete y comprobarlo, tenemos que montar el ncleo del transformador, utilizaremos las chapas con las que realizamos los clculos. Habr que colocarlas de una en una. Primero las introduciremos por un lado y luego por el otro, alternativamente.

Luego fabricaremos un soporte para colocar regletas de conexin y as sujetar los extremos de los bobinados. Tambin pondremos una placa indicando cuales son las salidas y las entradas con sus tensiones respectivamente.

4. Medida de aislamiento

Para comprobar que el transformador est aislado de los tornillos y de los bobinados utilizaremos un multmetro. Comprobando que los tornillos no tengan continuidad con las chapas, para ello habr que cubrirlos con un canutillo aislante, y que los distintos bobinados tampoco tengan continuidad ni con las chapas ni con los tornillos.

PROCEDIMIENTO PARA CLCULO DE UN TRANSFORMADOR TRIFSICO

Datos:Seccin del Ncleo: 33x39x96 mmTensin Primario (U1): 110VTensin Secundario (U2):440 VPrimario en DELTASecundario en ESTRELLA

1. Primario (110V-Delta):

Potencia del transformador

S= 603 VA

Nmero de espiras en el lado primario del transformador

Redondeando a 268 espiras aproximadamente.

Seccin transversal del conductor

Segn la tabla utilizamos

Conductor AWG N 22

2. Secundario (110V-Estrella)

Nmero de espiras en el lado secundario del transformador

Redondeando a 168 espiras aproximadamente.

Seccin transversal del conductor

Segn la tabla utilizamos:

Conductor AWG N 17 DIMENSIONAMIENTO Y PESO DE LAS LMINAS

Kg. lminas del circuito magntico: 9.432 Kg Kg. bobina primaria: 0.460 Kg. bobina secundaria: 0.120CONSTRUCCIN DE SOPORTES MECNICOSRealizar 4 piezas iguales

CONSTRUCCIN DEL TABLERO DE BOR

PRUEBAS EN LOS TRANSFOMADOR TRIFSICOS

Primero sabiendo las polaridades de nuestro transformador (las entradas y salidas de cada bobinado), mediante el grupo de conexin conectamos nuestro transformador de la misma forma como nos muestra el siguiente esquema de conexiones:

RESULTADOS DE LAS PRUEBAS EN LOS TRANSFOMADOR TRIFSICOS

DATOS DEL TRANSFORMADOR

KVA = 514 VAU1 = 220 VI1 = 0.789 A

U2 = 110 VI2 = 2.698 A

DATOS DEL NCLEO

TIPO: EIAncho columna central : 3.6 cm

Kg.: 9.432Seccin del ncleo: 11,88 cm2

RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS

FASE AFASE BFASE C

R1 = 10 R1 = 11 R1 = 10

R2 = 4.3 R2 = 4.3 R2 = 4.3

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

FASE AFASE BFASE C

Prim.A masa = 1154 MPrim. A masa = 1166 M Prim. A masa = 1005 M

Sec.A masa = 6236.3 MSec. A masa = 364.3 M Sec. A masa =583 M

Prim.A secundario = 1302 MPrim. A secundario =1283 MPrim. A secundario =918 M

RELACIN DE TRANSFORMACION POR FASES

FASE AFASE BFASE C

UP = 220UP = 220UP = 220

US =63,5US = 63,5US = 63,5

PRUEBA DE CONEXIN DELTA - ESTRELLA

UP:IP:US:

L1 Y L2 = 219.3L1 = 1.15L1 Y L2 = 109.8

L2 Y L3 = 219.8L2 = 1.21L1 Y L3 = 109.7

L1 Y L3 = 320.1L1 = 1.27L2 Y L3 = 110.0

EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR

PERDIDAS DEL COBRE

Mtodo Indirecto: 33.8 WPerdidas en el hierro: 25 W

Por medicin: 12 WRendimiento: 93 %

Tensin de Corto(Uc) = 1.24 %Grupo de conexin: DYn1

RELACIN DE MATERIALES Y COSTOS

NDESCRIPCIONUNID.CANT.COSTO

1Alambre esmaltado de N 22 AWG-TW (para bobina)m4020.00

2Alambre esmaltado de N 17 AWG-TW (para bobina)m6035.00

3Papel presphanpliego110.00

4Cartn presphanpliego4.00

5Espaguetim.21.80

6Cinta poliglas m.13.00

7Cintas de amarrem.101.00

8Bloque de madera de 33x46x96mmPza.13.00

9Estoboles de 5/32x2 pulgadasPza82.40

10Chapas de acero al silicio en forma de U,I,LKg.114.00

11Soporte Metlico (abrazaderas) de 50 x 200 mmPza.413.00

12Lija para madera N 60Pliego11.50

13Lija para metal N 50Pliego12.50

14Tornillo autorroscante de x 3mmpieza88.00

15Cinta polisterm34.00

16Terminales banana Hembra de plata 5mmPza.73.50

17Alambre para soldar estao-plomo 2mmm21.00

18Pabilom60.50

COSTO TOTAL DE LOS MATERIALES138.2

NOPERACIONESHORASCOSTO S/.

1Preparacin del molde de armadura.5-720.00

2Bobinados del devanado primario y secundario.525.00

3Preparacin de las abrazaderas y tornillos.35.00

4Ensamblaje de ncleo de hierro.15.00

5Armadura de transformador3-415.00

6Pruebas de polaridad.35.00

7Acabado del transformador.515.00

TOTALS/. 90.00

COSTO TOTAL DEL TRANSFORMADORs/228.20

NAMBIENTE Y EQUIPOS DEL TALLERHORASCOSTOS

1Taller de mantenimiento Elctrico 9045:10 a 9 pm

2Multimetro marca METERMAN1 horaS/. 35.00

3Megometro marca AEMC 500V1 horaS/. 55.00

4Pinza Amperimatrica FLUKE 3361 horaS/. 35.00

5Taladro marca IXION4 horasS/. 45.00

6Maquina bobinadora6 horasS/. 90.00

7Lampara incandescente30 minutosS/. 2.00

8Fuente de alimentacin Variable3 horasS/. 15.00

9Guillotina3 horasS/. 55.00

10Balanza marca BERKEL30 minutosS/. 5.00

TOTAL

S/. 337.00

OBSERVACIONES

Hacer bien los clculos de lo contrario no se obtendr los resultados que queremos obtener Tener mucho cuidado al momento de bobinar con los conductores delgados ya que se pueden romper y nos llevara ms tiempo arreglarlos. Marcar cuales son nuestras entradas y salidas de cada bobinado de lo contrario el transformador se comportara como un horno. Al momento de taladrar usar los componentes de seguridad ya que las virutas nos pueden causar algunos cortes en la cara de no contar con el casco y protector de rostro. Soldar bien los terminales de los bobinados a los cables que salen a las borneras de lo contrario no funcionara el transformador.

CONCLUSIONES

Se lleg a culminar el transformador en la semana fijada por el profesor para la presentacin. Logramos observar y de la misma forma aprendimos como construir un transformador desde la elaboracin del carrete hasta las pruebas finales. Sealar las entradas y salidas nos facilit las pruebas de la transformacin ya que algunos compaeros tuvieron problemas en ese punto. Se realizaron todos los clculos correspondientes por cada compaero y luego comprobamos que las respuestas o clculos sean iguales. Realizamos el diseo de la placa y logramos colocarlo encima del transformador.

HP1