MAQUINAS ELECTRICAS Tema :
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TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
Semestre: !r"#o
I.
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82426
:
OBJETIVOS: nter#retar $ ana%i&ar ana%i&ar %os res"%tados res"%tados de #r"e'as $ medi(iones medi(iones e)e(t"adas e)e(t"adas a% trans)ormador trans)ormador nter#retar
II II..
mono)ási(o* d"rante %os ensa$os en +a(,o $ (orto(ir("ito. Determinar %a re%a(ión de trans)orma(ión de "n trans)ormador mono)ási(o. ea%i&ar e% ensa$o de +a(,o a "n trans)ormador mono)ási(o ea%i&ar e% ensa$o de (orto(ir("ito a "n trans)ormador mono)ási(o. Determinar %os #arámetros de% (ir("ito e"i+a%ente de " trans)ormador mono)ási(o.
EQUI EQUIPO PO Y MA MATERI TERIAL AL A UTIL UTILIZ IZAR AR:: 01 Trans)ormador mono)ási(o de 400. 220/110 . 0 3"%t,metros. 01 %"5e 4. 01 Pin&a am#erim7tri(a 01 "ente de tensión mono)ási(a +aria'%e Cond"(tores de (oneión.
III.
FUNDAMENTO TEÓ TEÓRICO
DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS EN EL MODELO DE TRANSFORMADOR REAL Ensayo de circuito abierto, %a 'o'ina se("ndaria de trans)ormador está en (ir("ito a'ierto $ s" 'o'ina Primaria está (one(tada a "na %,nea (on +o%tae nomina%. ao %as (ondi(iones des(ritas* toda %a (orriente de a%imenta(ión a%imenta(ión de'e estar )%"$endo a tra+7s de %a %a rama de e(ita(ión de% trans)ormador. os e%ementos e%ementos en serie R p $ ;# son demasiado demasiado #e"e
Voltam!"#m!t"o
T"a$%&o"ma'o" Am!"(m!t"o
Volt(m!t"o F#)*"a +. Coneión #ara "n ensa$o de (ir("ito a'ierto de "n trans)ormador Con %a medida de% +at,metro determinamos %a resisten(ia de% n>(%eo:
R N
V 2 P
$ (on esto G N
1 R N
a magnit"d de %a admitan(ia de e(ita(ión ?re)erida a% (ir("ito #rimario@ se #"ede en(ontrar #or medio de% ensa$o de% (ir("ito a'ierto de +o%tae $ (orriente:
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Y E
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I CAb V CAb
P"esto "e estos dos e%ementos son #ara%e%os* son admitan(ias se s"man $ %a admitan(ia tota% de e(ita(ión es: 1 1 2 Y E G N jB M j Y E 2 G N de donde B M R N X M
De% +a%or de %a s"s(e#tan(ia (a%("%amos %a rea(tan(ia de magneti&a(ión: 1 X M B M En el ensayo de corto circuito * %os termina%es se("ndarios de% trans)ormador están en (orto (ir("ito $ %os termina%es #rimarios están (one(tados "stamente a "na )"ente de 'ao +o%tae* ta% (omo se i%"stra en %a )ig"ra 2. A% +o%tae de a%imenta(ión se a"sta Basta "e %a (orriente en %a 'o'ina* "e está en (orto (ir("ito* sea ig"a% a s" +a%or nomina%.
Voltam!"#m!t"o
T"a$%&o"ma'o" Figura 2 . Conexión de trasformador para ensayo de cortocircuito P"esto "e e% +o%tae de a%imenta(ión es tan 'ao d"rante e% ensa$o de (orto (ir("ito* "na (orriente m"$ 'aa )%"$e a tra+7s de %a rama de e(ita(ión. Si %a (orriente de e(ita(ión se ignora* enton(es %a (a,da de +o%tae en e% trans)ormador se %e #"ede atri'"ir a %os e%ementos en serie en e% (ir("ito. a magnit"d de %as im#edan(ias en serie re)eridas a% %ado #rimario de% trans)ormador es:
Z SE
V CC I CC
Con %a %e(t"ra de% +at,metro $ %a de% am#er,metro* %a resisten(ia de% (o're se (a%("%ará (on %a e("a(ión:
Req
P CC 2
I CC
#%i(ando e% teorema de Pitágoras #ara "na im#edan(ia en serie* %a rea(tan(ia de dis#ersión e"i+a%ente de% trans)ormador se (a%("%ará (on %a e#resión: X eq
a im#edan(ia serie SA es ig"a% a: Z SE Req
JX eq
2 Z eq
2 Req
( R P a 2 RS ) j ( X P a 2 X S )
Como a#roima(ión se a#%i(ará %a mitad de% +a%or de (ada +a%or Ba%%ado ?e"i $ ;e"i@ a (ada 'o'ina de% trans)ormador: Req X eq X eq Req R P X RS X P S 2 2
2
2a
2
2a
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IV.
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PROCEDIMIENTO A',!"t!$-#a: E$ !%ta !taa %! ma$!/a"0$ ,olta/!% !l#)"o%o%1 No 2a)a $#$)*$a -o$!3#4$ -*a$'o la &*!$t! !%t5 -o$!-ta'a1 La &*!$t! '!6! '!%-o$!-ta"%! '!%*5% '! 2a-!" -a'a m!'#-#4$1. A',!"t!$-#a: U%a" l!$t!% '! %!)*"#'a' '*"a$t! %* !"ma$!$-#a !$ !l Tall!"
A',!"t!$-#a: U%a" 6ota% '! %!)*"#'a' '*"a$t! %* !"ma$!$-#a !$ !l Tall!"
4.1. Medición de la resistencia de los bobinados. 3edir %a resisten(ia de %os 'o'inados de ma$or tensión ?220 @ 'aa tensión ?110 @ "ti%i&ando "n oBmimetro. esisten(ia de% %ado de ma$or tensión. E
F
esisten(ia de% %ado de menor tensión. E GC"á% resisten(ia es ma$orH
F
?esisten(ia de+anado ma$or tensión / esisten(ia de+anado menor tensión@ 4.2. Ensayo en vacío a. rmar e% (ir("ito de %a )ig"ra N= .
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Figura 3. Esquema de ensayo en vacio. '. %imentar e% (ir("ito (on tensiones "e +ar,en desde "n 10I de %a nomina% Basta "n 120I seg>n %a ta'%a N= 1. (. Tomar %e(t"ra de %os +a%ores medidos #or %os instr"mentos $ anotar%os en %a ta'%a N= 1. d. Ca%("%ar %a re%a(ión de trans)orma(ión en )"n(ión de %os +o%taes medidos #ara (ada o'ser+a(ión
O6%.
Po"-!$ta/! '! la t!$%#4$ $om#$al "#ma"#a
T!$%#4$ "#ma"#a UP;
1 2 4 J 6 K 8
10I 20I 0I 40I 60I 80I 100I 120I
22 44 66 88 12 1K6 220 264
a 7UP 8US Ta6la N9+ Co""#!$t! "#ma"#a IP;
Pot!$-#a "#ma"#a PP;
T!$%#4$ %!-*$'a"#a US;
R!la-#4$ '! t"a$%&o"ma-#4$ a;
e. ed"(ir e% +o%tae a (ero $ des(one(tar %a )"ente. ).
GL"7 #erdidas indi(a e% +at,metro PPH
GAstás #erdidas +ar,an
("ando %a tensión MP (am'ia de +a%orH
GPor "7H
4.3. Ensayo en cortocircuito. a.
Cá%("%o de %as (orrientes nomina%es de %os 'o'inas de% trans)ormador mono)ási(o. Poten(ia nomina% de% trans)ormador E
SE
Corriente nomina% de% %ado 220 :
IP7S8UP ?orm"%a@
E
E ?a%ores@
Corriente nomina% de% %ado de 110 : E IS7S8US ?orm"%a@
?a%ores@
?es"%tado@
E ?es"%tado@
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rmar e% (ir("ito de %a )ig"ra N= 4. ?"ti%i(e (omo am#er,metro S "na #in&a am#erim7tri(a@
Figura 4. Esquema de ensayo en cortocircuito
(.
Ca%("%ar en %a ta'%a N= 2 %as (orrientes #rimarias en )"n(ión de %os #or(entaes res#e(ti+os de %a (orriente nomina%. d. %imentar e% (ir("ito* (omen&ando desde (ero +o%tios e ir s"'iendo e% +o%tae Basta o'tener en e% am#er,metro %as (orrientes P #re+iamente (a%("%adas seg>n ta'%a N= 2.
Nota: La t!$%#4$ '! -o"to-#"-*#to !% a"o3#ma'am!$t! '! <= a +>= '! la t!$%#4$ $om#$al. La -o""#!$t! "#ma"#a IP -al-*la'a !%ta !$ &*$-#4$ '! la -o""#!$t! $om#$al '!l la'o ??> V. e. ).
Tomar nota de %a %e(t"ra de %os instr"mentos. Ca%("%ar %a re%a(ión de trans)orma(ión entre %as (orrientes #rimaria $ se("ndaria.
a 7 IS 8 IP O6%.
Po"-!$ta/! '! la -o""#!$t! $om#$al "#ma"#a
1 2 4 J 6 K 8
10I 20I 0I 40I 60I 80I 100I 120I
Co""#!$t! "#ma"#a IP; -al-*la'a;
Ta6la N9? T!$%#4$ "#ma"#a UP;
Pot!$-#a "#ma"#a PP;
Co""#!$t! %!-*$'a"#a IS;
R!la-#4$ '! t"a$%&o"ma-#4$ a;
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g.
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ed"(ir e% +o%tae a (ero $ des(one(tar %a )"ente.
B. GL"7 #erdidas indi(a e% +at,metro PPH
GAstás
#erdidas +ar,an ("ando %a (orriente P (am'ia de +a%orH
GPor "7H
4.4. Calcular los paráetros del circuito e!uivalente del trans"orador ensayado
a.
D!l !$%a@o !$ ,a-#o. R N
V 2
E
P
E
?orm"%a@
G N
?a%ores@
1
E
R N
I CAb
E
V CAb
Y E 2
E
2 G N E
1
E
E
B M
V CC
E
I CC
2 Z eq
F ?es"%tado@
E
?a%ores@
?orm"%a@ X eq
?es"%tado@ E
D!l !$%a@o !$ -o"to-#"-*#to P Req CC E 2 I CC
Z SE
SA3ANS
?a%ores@
?orm"%a@
2 Req E
F
?es"%tado@ E
?a%ores@
SA3ANS ?es"%tado@
?a%ores@
?orm"%a@
6.
?es"%tado@
?a%ores@
?orm"%a@
X M
SA3ANS
?a%ores@
?orm"%a@ B M
?es"%tado@ E
?orm"%a@
Y E
F
F ?es"%tado@
E
F
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?orm"%a@
-.
?a%ores@
?es"%tado@
R!la-#4$ '! t"a$%&o"ma-#4$ @ a"0m!t"o% '!l -o6"! '!l t"a$%&o"ma'o" a
U P
E
U S
E
?orm"%a@
R P
Req
2
?a%ores@ E
RS
Req
2a
2
?orm"%a@ X eq X P
2
X eq
2a
2
?orm"%a@
?es"%tado@
?a%ores@ E
F ?es"%tado@
E ?a%ores@
E
?orm"%a@
X S
F
E
?orm"%a@
F ?es"%tado@
E ?a%ores@
E
F ?es"%tado@ E
?a%ores@
F
?es"%tado@
d. Con %os +a%ores Ba%%ados anteriormente (om#%etar e% sig"iente (ir("ito e"i+a%ente:
V.
:
CUESTIONARIO
1- GPor "7 es im#ortante (ono(er e% (ir("ito e"i+a%ente de% trans)ormadorH
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82426
MAQUINAS ELECTRICAS Tema :
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TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
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Semestre: !r"#o
82426
:
2- GL"7 di)eren(ias Ba$ entre "n trans)ormador idea% $ e% rea%H
VI.
TRABAJO DE INVESTIACION Temas: O3ateria%es em#%eados en %a )a'ri(a(ión de trans)ormadores de #oten(iaO. O#%i(a(iones de% trans)ormador de #oten(iaO. I.1. Cálculo de la eficiencia del transformador con una carga ficticia a. Considerar "e e% trans)ormador tra'aa a tensión nomina% se("ndaria ?110 a(@* enton(es %as #erdidas en e% )ierro son (onstantes $ en n"estro (aso ig"a%es a% +a%or de %a o'ser+a(ión K de %a ta'%a N1. '. Se #ide (a%("%ar %a e)i(ien(ia de% trans)ormador #ara di)erentes #or(entaes de (arga se("ndaria ?(orriente 2@. An n"estro (aso estas (orrientes (orres#onden a %as anotadas en %a ta'%a N2* ("$as #7rdidas en e% (o're %e,das serán tras%adadas a %a ta'%a N= .
Ta6la N O6%.
Co""#!$t! P!"'#'a% P!"'#'a% Total '! '! -a")a !$ !l !""o !$ !l !"'#'a% %!-*$'a"#a &!; -o6"! I?; -*;
Pot!$-#a Pot!$-#a !$ E-#!$-#a !$ !l la'o !l la'o = "#ma"#o %!-*$'a"#o
+ ? ? < G Do$'!: &! 7 P!"'#'a% !$ !l !""o ,alo" -o$%ta$t! ! #)*al al ,alo" '! la o6%!",a-#4$ ? '! la ta6la NH+; -* 7 P!"'#'a% !$ !l -o6"! la% m#%ma% '! la ta6la NH?; Total '! !"'#'a% Pot!$-#a %!-*$'a"#a
7 &! -* 7 ++> 3 I? -o$%#'!"a" *$a -a")a "!%#%t#,a !$ !l %!-*$'a"#o;
Pot!$-#a "#ma"#a 7 Pot!$-#a %!-*$'a"#a total '! !"'#'a% E-#!$-#a =;
7
Pot!$-#a %!-*$'a"#a 3 +>>= Pot!$-#a "#ma"#a
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(. !ra)i(ar %a ("r+a de %a e)i(ien(ia en )"n(ión de %a (orriente de (arga 2
: :
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VII.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ?3,nimo K de (ada "na de e%%as@
: :
82426