ING. ORE HUARCAYA, CARLOS LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I INFORME DE LA EXPERIENCIA 09 TRANSFORMADOR DOR TRIFASICO) (TRANSFORMA VIME-2
TORRES CHOCCÑA, Mardonio
CONTENIDO 1.
MARCO TEORICO ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................ .................. 3
2.
CUESTIONARIO .......................................... ................................................................ ............................................ .......................................... .................... 12
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1. MARCO TEORICO Está constituido por tres devanados arrollados sobre un núcleo común. Los transformadores trifásicos son utilizados para el suministro o el transporte de energía a grandes distancias de sistemas de potencias eléctricas. Lo que normalmente conocemos como la distribución eléctrica a grandes distancias.
Fig. Transformador trifásico. La mayoría de las redes de distribución son trifásicas y también un buen número de usuarios de tipo comercial e industrial hacen uso de sistemas de alimentación, esto hace que sea necesario considerar la importancia que tienen los sistemas trifásicos en las instalaciones eléctricas y en consecuencia los transformadores trifásicos en estas. La energía de un sistema trifásico se puede transformar, ya sea por medio de tres transformadores monofásicos (formando un banco trifásico) o bien mediante el uso de un transformador trifásico. Por razones de tipo económico, de espacio en algunas instalaciones y por confiabilidad en los equipos, se puede decir, que en general, es preferida la solución del uso de transformadores trifásicos en las instalaciones instalaciones eléctricas que requieren de este tipo t ipo de alimentación. Conexiones Conexiones de los transformadores trifásicos. Los transformadores trifásicos tienen seis devanados; tres devanados primarios y tres devanados secundarios. Los seis devanados están conectados por el fabricante ya sea con conexión delta o bien estrella. No tienen que estar conectados en la misma configuración en el mismo transformador. Los transformadores trifásicos pueden conectarse de la siguiente manera: a) Conexión estrella (Y) – estrella (Y) b) Conexión estrella (Y) – delta (Δ) c) Conexión delta (Δ) – estrella (Y) d) Conexión delta (Δ) – (Δ) – delta (Δ)
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2.
EXPERIENCIAS DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA: Se comenzó los ensayos armando los circuitos de acuerdo a la guía, con los respectivos vatímetros en sus respectivos lados. Lo primero que se realizo fue el ensayo de vacío, induciendo diferentes voltajes. Seguido se realizó la prueba de corto circuito, induciendo una corriente nominal de 2.62 Amperios y por último se hizo la prueba con cargas.
CIRCUITO UTILIZADO: PRUEBA EN CIRCUITO ABIERTO. Del circuito mostrado se deja el lado de baja tensión del transformador trifásico en circuito abierto. Los procedimientos aplicados son análogos a los de los transformadores transformadores monofásicos. Los instrumentos registran:
A: Corriente de excitación Ie . V: Tensión Nominal de Línea Del primario. w w: Perdidas en el Hierro.
FUENTE TRIFASICA
VARIABLE V
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PRUEBA DE CORTOCIRCUITO. Esta prueba se realiza cortocircuitando el lado de baja tensión, luego se regula la tensión de entrada hasta alcanzar su corriente nominal, este procedimiento se realiza en forma análoga como se hizo en transformadores transformadores monofásicos. Los instrumentos registran:
A: Corriente Nominal del Primario. V: Tensión de corto circuito. w w : Perdidas en el cobre.
FUENTE TRIFASICA
A
VARIABLE 3x220 V
V
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PRUEBA CON CARGA CONECTADA. En esta prueba o ensayo solo se van a agregar un vatímetro más, en la salida y también se conectará una carga a la salida del transformador, tal como se muestra en la figura.
FUENTE TRIFASICA VARIABLE
220 V
FÓRMULA PARA EL ENSAYO DE VACIO DEL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO. En el ensayo, las magnitudes medidas son las mismas que el caso monofásico con la única diferencia de que las tensiones e intensidades son valores de línea y la potencia es trifásica. En virtud a ello y asumiendo que se quiere obtener un circuito equivalente (Y-Y), el valor de R H y X μ , se calculara:
cosφv = √ . .
.
RH =
+ .
= √ . .
/√
=
; Q = √ 3. 3. UN . I.Sinφv
; X μ =
/√
Donde: Pv: Perdidas en el hierro. UN: Tensión nominal primaria del transformador o tensión de línea. RH: Resistencia de pérdidas. IH: Corriente de excitación o vacio. X μ: Reactancia e magnetización. Q: Potencia reactiva.
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FÓRMULAS PARA EL ENSAYO DE CORTO CIRCUITO DEL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO.
cosφ = √ . . .
+ ; .
= √ . .
Q = √ 3. 3. U . I .Sinφ
R = . ; X = . = R tanφ
Z =
U /√ 3 I
Donde: P: Pérdidas en el cobre nominales. U: Tensión de corto circuito. I: Corriente de corto circuito. R: Resistencia de corto circuito. Z : Impedancia de corto circuito. X : Reactancia de corto circuito. Q : Potencia reactiva de corto circuito. W y W: Lecturas de los vatímetros.
3. CUESTIONARIO VALORES DE MEDICIONES: PRUEBA EN CIRCUITO ABIERTO Parámetros Parámetro s
V=198 v
V=206 v
V=214 v
V=220 v
V=230 v
V=240 v
0.23 A
0.26 A
0.28 A
0.32 A
0.37 A
0.41 A
0.22 A
0.22 A
0.24 A
0.26 A
0.31 A
0.34 A
4.1W
6W
8.3 W
10.7 W
16 W
19.7 W
37.9 W
44 W
50 W
55.3 W
64 W
75 W
42 W
50 W
58.3 W
66 W
80 W
94.7 W
PRUEBA DE CORTOCIRCUITO Parámetros Valor nominal
10.4 V
2.6 A
-22.6 W
25 W
2.4 W
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PRUEBA CON CARGA CONECTADA Parámetros Valor
V
V
113V
nominal
I
225 V
I
0.33 A
W
0.34 A
64.2 W
W 66.5 W
CURVA DE PERDIDA DE POTENCIAS VS VOLTAJE APLICADO: PERDIDAS VS VOLTAJE 100 90 80 70 S A D I D R E P
60 50 40 30 20 10 0 0
50
100
150
200
250
300
VOLTAJE
CURVA DE CORRIENTE DE VACIO VS TENSIÓN CORRIENTE EN VACIO VS VOLTAJE 0,8 0,7
O I C 0,6 A V 0,5 N E E 0,4 T N E I 0,3 R R 0,2 O C
0,1 0 0
50
100
150
200
250
300
VOLTAJE
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DIFERENCIA HAY ENTRE UN BANCO DE CONEXIÓN TRIFÁSICA Y UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO.
El modo de conexión La cantidad de chapa magnética en su fabricación Las pérdidas en el hierro columnas de la misma sección Tamaño y economía Tienen un mejor rendimiento es el caso de los transformadores transforma dores trifasicos trifas icos
CIRCUITO EQUIVALENTE DEL TRANSFORMADOR REFERIDO AL PRIMARIO CON LAS MEDICIONES REALIZADAS EN LOS ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO RESPECTIVAMENTE. 1) Prueba en circuito abierto.
=
45.2 = = = 0.36 ; = 68.9° 3. . √ 3. 3. . √ 3(220 ) )(0.32) √ 3.
= √ = √ 3. 3. . . = √ = √ 3(220)(0.32)(68.9°) = 118.24 = √ = = = . ; = √ =
2)
= . . (.) √ (.)
Prueba en corto circuito
=
2.4 = = 3. . √ 3. 3. . √ 3. 3. (10.4 )(2.6 ) ) √ 3. = . ; = .°
=
2.4 = = = . ; (2.6 ) ) 3. 3. (2.6
= √ = √ 3. 3. . . = √ 3. 3. (10.4)(2.6)(87.13°) = . = . P Á G I N A 9 | 12
=
= = 0.12 0.12 ∗ 87.1 87.13° 3° = . = . 3.
=
/√ 3 10.4 = = . = . 3(2.6) √ 3(2.6)
SI UN TRANSFORMADOR TRABAJA CON UNA FRECUECIA DIFERENTE A LA NOMINAL: Por conclusiones personales y por fundamentos teóricos las perdidas en el fierro en el cobre sufrirían variaciones al igual que las potencias y los voltajes de corto circuito. Ej.: un transformador de 50 Hz Trabajado a 60 Hz bajo Hz bajo la misma tensión y carga, tendrá t endrá aproximadamente: aproximadamente: Igual potencia original ( Menores pérdidas en el hierro originales Iguales pérdidas en el cobre. Mejor rendimiento. Mayor tensión de corto circuito Disminución de la corriente de vacío. Ej.: un transformador de 60 Hz Trabajado a 50 Hz bajo la misma tensión y carga, tendrá t endrá aproximadamente: aproximadamente:
115% de las pérdidas originales en el hierro Aproximadamente Aproximadam ente el 300% de la corriente magnetizante relativa original pérdidas en el cobre. aumento normal de temperatura.
CONCLUSIONES PERSONALES De la experiencia se verifica a teoría, al igual la comprobación de sus parámetros, sus pérdidas y cuando se les somete a cargas. También se comprobó la eficiencia y las ventajas entre un transformador trifásico y un banco de transformadores monofásicos de igual forma se comprobó la similitud en parámetros y comportamientos entre el banco de transformadores monofásicos y los transformado transformadores res trifásicos.
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4. IMÁGENES TOMADAS EN LA EXPERIENCIA:
(INTERRUPTOR TRIFASICO)
(TRANSFORMADOR (TRANSFORMADOR TRIFASICO)
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(MEDICION EN VACIO)
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