INFORME DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS
CARRERA:
NIVEL:
Ingeniería Mecatrónica
5 º <>
INTEGRANTES:
Carranza Christian Herrera Johnatan Martínez Andrés Salazar Paúl
1. TEMA: RECONOCIMIENTO DE LOS EQUIPOS DEL LABORATORIO Y PRUEBAS DE CORTO CIRCUITO Y CIRCUITO ABIERTO. 2. OBJETIVOS:
Conocer los equipos del laboratorio y saber su aplicación. Realizar las pruebas de corto circuito y de circuito abierto en un transformador. Determinar las Pérdidas en el cobre y las Pérdidas en el hierro.
3. MATERIALES:
Cables. Guantes de protección. Gafas. Mandil.
4. EQUIPOS:
Módulo de alimentación BARTH 021.707 Transformador trifásico de AC. Voltímetro de 0-250V 004.002 Braker termo magnético trifásico Fuente de voltaje variable A.C / D.C 8821-22 Voltímetro 8426-02
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5. MARCO TEORICO Módulo de alimentación BARTH 021.707 Es el mecanismo encargado de alimentar o distribuir la señal de voltaje de 220V hacia todos los equipos e instrumentos que se disponen en el laboratorio. Voltímetro de 0-250v 004.002 Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia de potencial entre dos .puntos de un circuito eléctrico. Transformador de AC trifásico 004.024 Un transformador trifásico es un dispositivo que consta de tres fases, como la indica el nombre, que sirve para bajar el nivel de tensión, en cualquiera de sus dos configuraciones, estrella o triangulo. Como diferencia fundamental entre ambos es el tipo de conexión de sus bobinas, en la conexión estrella tiene un punto común que se llama neutro, y que absorbe la diferencia de corriente que pueda llegar a circular por las fases, así otorga protección.
TRANSFORMADOR Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.
TRANSFORMADOR TRIFASICO Este tipo de transformador se ocupa tanto en generación cerca de los generadores para elevar la insuficiente tensión de estos. Así como también en transmisión por líneas de transmisión y en distribución en donde se transporta la energía eléctrica a voltaje menores hacia casas, comercio e industria. Todos los transformadores desde la generadora hasta la entrada de nuestros hogares o industrias son transformadores trifásicos.
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Figura 1. Transformador trifásico
PARTES El núcleo
El núcleo está formado por varias chapas u hojas de metal (generalmente material ferromagnético) que están apiladas una junto a la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro. La función del núcleo es mantener el flujo magnético confinado dentro de él y evitar que este fluya por el aire favoreciendo las perdidas en el núcleo y reduciendo la eficiencia
Bobinas Las bobinas son simplemente alambre generalmente de cobre enrollado en las piernas del núcleo. Según el número de espiras (vueltas) alrededor de una pierna inducirá un voltaje mayor. Se juega entonces con el número de vueltas en el primario versus las del secundario. En un transformador trifásico el número de vueltas del primario y secundario debería ser igual para todas las fases.
Cambiador de taps El cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente mecánico que puede ser girado manualmente para cambiar la razón de transformación en un transformador, típicamente, son 5 pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razón en más o menos el 5%. Por ejemplo esto ayuda a subir el voltaje en el secundario para mejorar un voltaje muy bajo en alguna barra del sistema
Relé de sobrepresión Es un dispositivo mecánico nivela aumento de presión del transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. Existen el relé de presión súbita para presiones transitorias y el relé de sobrepresión para presiones más permanentes.
Tablero de control Contiene las conexiones eléctricas para el control, relés de protección eléctrica, señales de control de válvulas de sobrepresión hacia dispositivos de protección.
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ENSAYOS INDUSTRIALES EN TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS Los dos ensayos industriales más comunes que se pueden llevar a cabo para conseguir los parámetros del modelo reducido del transformador son el ensayo en vacío o circuito abierto y el ensayo en cortocircuito. Los circuitos equivalentes de cada uno de los ensayos van a ser los siguientes:
Figura 2. Pruebas realizadas en transformadores.
ENSAYO EN VACÍO O DE CIRCUITO ABIERTO Tiene como fin de determinar la corriente en vacío (I0), la potencia en vacío (P0) que representa las pérdidas en vacío del transformador las cuales resultan de la suma de las pérdidas por histéresis y corrientes parásitas en el núcleo y el factor de potencia en vacío (cosϕ0). Esta prueba se puede efectuar alimentando indiferentemente el devanado primario o secundario del transformador, manteniendo el devanado no utilizado abierto. Tal elección está en función de la tensión de alimentación disponible. En el ensayo en circuito abierto el devanado del transformador, generalmente el del lado de mayor tensión (si el transformador es de MT o AT), se deja en circuito abierto y en el otro devanado se aplica la tensión nominal.
Figura 3. Ensayo de circuito abierto. Ensayo de circuito abierto
Mediante este ensayo se consigue el valor de las pérdidas en el hierro del transformador. Las pérdidas en vacío son las siguientes:
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ENSAYO EN CORTOCIRCUITO En el ensayo en cortocircuito un devanado del transformador, generalmente el del lado de baja tensión, se cortocircuita. En el otro extremo se aplica una tensión inferior a la nominal, tal que haga pasar por el devanado en cortocircuito la corriente nominal del devanado conectado a la fuente de alimentación. La tensión que se aplica al devanado correspondiente, (que debe ser el de baja tensión si es un transformador de MT o AT), es del orden del 2 al 15 por ciento de la tensión nominal del transformador. Los porcentajes inferiores corresponden a los transformadores de mayor potencia. Dicha tensión recibe el nombre de tensión de cortocircuito, siendo un valor característico del transformador de tensión proporcionado por el fabricante y que se expresa en porcentaje respecto a la tensión nominal.
Figura 4. Ensayo de cortocircuito.
En esta prueba, la potencia consumida corresponde a las pérdidas en el cobre de los dos bobinados, ya que la tensión aplicada en la prueba de cortocircuito suele ser pequeña comparada con la nominal, la corriente de la rama de magnetización, el flujo en el núcleo y las consecuentes pérdidas se pueden despreciar. En tales condiciones se determina la resistencia equivalente del transformador. Así el circuito equivalente para el ensayo en cortocircuito será el que se observa.
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6. PROCEDIMIENTO
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PRACTICA 1 1. Reconocer cada uno de los elementos que existe en el laboratorio. 2. Medir y anotar el voltaje entre líneas: L1-L2, L1-L3, L2-L3. 3. Medir el voltaje que sale del transformador trifásico. 4. Medir el voltaje que sale del autotransformador trifásico tanto de 2ª como la de 5A. PRACTICA 2 1. Recibimos las respectivas indicaciones para la práctica. 2. Realizamos un diagrama de la conexión de corto circuito.
Figura 5. Diagrama de corto circuito.
3. Una vez aprobada por el ingeniero, realizamos las conexiones entre los equipos. 4. Pedimos autorización al ingeniero para energizar los equipos. 5. Anotamos los valores que nos dan el amperímetro, voltímetro y vatímetro. 6. De igual forma para la prueba de circuito abierto. 7. Realizamos un diagrama de la conexión de corto circuito.
Figura 6. Diagrama de circuito abierto.
8. Una vez aprobada por el ingeniero, realizamos las conexiones entre los equipos. 9. Pedimos autorización al ingeniero para energizar los equipos. 10. Anotamos los valores que nos dan el amperímetro, voltímetro y vatímetro.
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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS PRACTICA 1 MEDICION DE TRANSFORMADOR
MEDICION FUENTE O AUTOTRANSFORMADOR A 2[A] SALIDA [V] 0 50 100 150 200 230
MEDIDO [V] 0 64 125 170 228 263
MEDICION FUENTE O AUTOTRANSFORMADOR A 5[A]
PRACTICA 2 En la prueba de corto circuito:
DATOS OBTENIDOS POTENCIA 60 W VOLTAJE 30 V CORRIENTE 1,2 A
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En la prueba de circuito abierto: DATOS OBTENIDOS POTENCIA 15 W VOLTAJE 208 V CORRIENTE 0,125 A
8. CONCLUSIONES:
El conocimiento adecuado de los elementos nos permite obtener una mayor información sobre la seguridad que se debe tener en el laboratorio y el uso de los elementos. Al realizar las pruebas de circuito abierto y cortocircuito nos sirve para reforzar con lo que aprendimos en clases y ponerlo en práctica. Mediante las pruebas realizadas al transformador calculamos las pérdidas que este tiene ya con un problema real y muy práctico.
9. RECOMENDACIONES:
Utilizar el equipo apropiado como los guantes y las gafas de protección.
Tener cuidado en las conexiones q se realiza, para no quemar los equipos.
Entender lo que se va a realizar para poder saber cuánto voltaje aplico y así no dañar los equipos.
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10. BIBLIOGRAFIA
WORDPRESS.[2008-09].modulodemejora.mexico[versión electronica].[en línea]. pruebas sobre transformadores Disponible en: http://modulodemejora.files.wordpress.com/2008/09/pruebas-sobretransformadores.pdf
TRANSFORMADOR.[2001-02].Enciclopedia EE.UU/español[versión electronica].[en linea].trasnformador. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
11. CONSULTA Consultar los siguientes símbolos.
SIMBOLO 1 2 3 4 5 6
SIGNIFICADO Instrumento trifásico con 1 elemento de medida. Clase de precisión 1,5 Instrumento para ser usado en posición vertical. Tensión de prueba 2000 V Rango de corriente 1,5 A Rango de voltaje 220 V
