INGENIERÍA ELÉCTRICA EL TRANSFORMAD TRANSFORMADOR OR MONOFÁSICO (PRUEBA EN CORTO CIRCUITO)
LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS I
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)
EXPERIENCIA Nª03 PRUEBA EN CORTO CIRCUITO DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO PROFESOR
:
ALUMNOS
:
PACHECO LUJAN, WERNER
APAZA VARGAS JEANCARLOS ENRIQUE ESCOBAR MENDOZA YORK AXEL CUZCANO LOZA GONZALO CHAVEZ COSSIO CAROL GALVEZ VASQUEZ CESAR ANDRES CHERO LLONTOP EDER SEBASTIAN
FECHA DE ENTREGA:
12190174 14190165 16190229 14190032 16190037 13190029
17/05/18 Lima-Perú
Prueba en Corto Circuito del Transformador Monofásico
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INDICE: I. INTRODUCCIÓN .......... ............ .......... ........... ........... .... 4 II. OBJETIVOS ........... ........... .......... ............ ........... ......... 4 III. MARCO T EÓRICO .......... ........... ........... ........... ........... 5 IV. EQUIPOS O INSTRUMENTOS A UT ILIZAR ........... ........... 8 V. PROCEDIMIENTO ....................................................... 8 VI. CUESTIONARIO ....................................................... 10 VII. CONCLUSIONES ........... ........... ........... ........... ......... 11 VIII. RECOMENDACIONES ............................................. 11 IX. BIBLIOGRAFÍA ........................................................ 12
Prueba en Corto Circuito del Transformador Monofásico
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I. INTRODUCCIÓN: Para esta prueba es necesario aplicar la tensión reducida a un arrollamiento, usualmente se utiliza el devanado de alta tensión, con el otro devanado en corto circuito.
La Tensión de prueba es una tensión reducida Vcc llamada tensión de corto circuito y se calcula para que la corriente de corto circuito Icc no ocasione daños en los arrollamientos. Se calcula (se escoge) para esta prueba usualmente para esta prueba duna intensidad de corriente Icc como la corriente de plena carga
II. OBJETIVOS:
Determinar si el valor de las perdidas en vacío concuerden y están dentro de la tolerancia con los valores calculados en el laboratorio.
Saber interpretar los datos obtenidos en el laboratorio.
Medir las perdidas en el cobre y comprobar si se encuentran dentro de los valores calculados en la experiencia.
Determinar los parámetros del circuito equivalente del transformador monofásico para una frecuencia y tensión nominal.
Determinar Ecc, en el mismo que influirá en el reparto de carga en la puesta en paralelo.
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III. MARCO TEÓRICO:
El transformador, aparato que transforma energía eléctrica, con una tensión e intensidades de corriente determinados, en energía, con tensión e intensidades diferentes o iguales a las de entrada. De estudios realizados sabemos que un transformador está constituido por dos circuitos eléctricos acoplados magnéticamente, de tal manera que la influencia de un circuito sobre el otro secundario o bien sea primario se hace a través del flujo magnético, siendo por tanto la ley de inducción de Faraday el fundamento básico del funcionamiento del transformador. A continuación, presentamos esquema del transformador monofásico:
Este dispositivo viene determinado por un circuito equivalente en el cual a través de la asociación de bobinas y resistencias podemos llegar a simular lo que ocurre en el mismo. El circuito equivalente o modelo real d un transformador este compuesto por la impedancia del devanado primario que representa el conductor del devanado. Este a su vez está conectado en paralelo con una rama de magnetización que representa el conductor del devanado secundario.
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A la relación de tensiones entre el primario y secundario se le llama relación de transformación, para un transformador ideal se cumple:
= 12 = 12
Si las corrientes nominales se desconocieran, se podrían calcular mediante las relaciones de tensión nominal del circuito devanado:
1 = 11 2 = 2 Esta prueba se realiza a tensión reducida, hasta que logre circular una corriente nominal por el circuito. En este caso no se toma la rama de magnetización, esto es debido a que solo se requiere un pequeño voltaje para obtener las corrientes nominales en los enrollados o embobinados debido a que dichas impedancias son limitadas por la impedancia de dispersión de los embobinados, por lo tanto, la densidad de flujo en el núcleo será pequeña en la prueba de cortocircuito, las perdidas en el núcleo y la corriente de magnetización será todavía más pequeña. Enel ensayo en cortocircuito un devanado del transformador, generalmente el de baja tensión, se cortocircuita. En ele otro extremo se aplica una tensión inferior a la nominal del devanado conectado a la fuente de alimentación.
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La tensión variara del 2 al 15% 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.
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IV . EQUIPO Y/O INSTRUMENTOS -
1 transformador Monofásico de 1KVA 220V-110V
-
2 amperímetros A.C.
-
1 autotransformador de 0-220V
-
1 vatímetro monofásico 150-300V, 5-10 A
-
1 voltímetro de 0-300V
-
1Puente para medir resistencias
-
2 llaves monofásicas 30 A
-
Cables para conexiones
V. PROCEDIMIENTO: Armar el circuito de la figura siguiente.
Figura5.
Asegúrese que el auto transformador este en tensión cero. En seguida cerrar el interruptor S1 y alimentar el transformador en ensayo por el lado de alta tensión (220), graduar el auto transformador con tensión reducida de tal modo que el amperímetro A2 registre 1.2de la intensidad nominal.
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Después, ir disminuyendo la tensión para un juego de valores de V – A – W, para 100 -80 – 60 – 40 - 20%
Medir las resistencias de los devanados (primario y secundario).
Considerar en la figura N°6
1 + 2 = 1 + 2 = La potencia medida
= 2 → = 2 = + = 1⁄ = ( 2 + 2)1⁄2 Determinar:
,; 1,2 .
Medir las resistencias de los devanados (primario y secundario).
Despreciando las pérdidas en el arrollamiento primero por la corriente pequeña
0 según la figura 6.
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Figura 6.
VI. CUESTIONARIO: 1. Cuadro de valores tomados en las experiencias efectuadas.
VOLTAJE VOLTAJE ENTRADA PRIMARIO
Amperímetro
Vatímetro
F.P.
Zeq
Req
Xeq
1.57A
11W
10.18V
8.9V
0.78
5.67
4.46
3.5
3.04A
43W
20V
17.5V
0.81
5.76
4.65
3.4
4.03A
80W
27.7V
24.1V
0.82
5.98
4.93
3.38
4.45A
101W
31.6V
27.2V
0.83
6.11
5.1
3.36
2. Del ensayo de c.c graficar a partir de las lecturas de potencia consumida Pcc (W) la tensión de impedancia Vcc (V) y el factor de potencia de corto circuito Cos (φcc) (%), como funciones de la corriente de corto circuito Icc (Amperios)
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FP vs V 0.84 0.83 0.82 0.81 0.8 0.79 0.78 0.77 0
5
10
15
20
25
30
VII. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES: En la prueba de corto circuito se observó que se alimentaba por el lado de alta tensión al transformador; esto se hace generalmente para poder así necesitar poca corriente nominal para la prueba ya que por el lado de baja tensión se necesitaría más corriente nominal (a veces más).
VIII. CONCLUSIONES: 1. El ensayo de cortocircuito que realizamos con un transformador tiene como fin calcular las pérdidas de este componente. Como siempre, nos encontramos con pérdidas en el cobre, debidas al efecto Joule, y pérdidas en el hierro, éstas como consecuencia de las corrientes parásitas de Foucault y del ciclo de histéresis del núcleo.
2. Observamos que la potencia medida por el vatímetro en el ensayo de cortocircuito refleja el valor de las pérdidas en el cobre, despreciando en este caso la corriente debida a las pérdidas en el hierro, porque se suponen mucho menores.
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3. Las pérdidas en el cobre son función de la corriente, resultando proporcionales a ella, de forma que el total de las pérdidas es función de la corriente, pero no se mantiene una proporción constante con ella.
IX. BIBLIOGRAFÍA:
Máquinas Electro Mecánicas y Electro Magnéticas, Leander
Mit staff – Circuitos Magnéticos y Transformadores, Jhon Wiley
Máquinas Eléctricas, Fitzgewrald, Kingsley
Máquinas Eléctricas I, Ing. Dario Biella B.
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