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LABORATORIO # 7 ENSAYO EN CORTOCIRCUITO DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS 1. OBJETIVO
Determinar la magnitud de impedancia del transformador. Obtener el diagrama fasorial. Determinar la relación de transformación en función de las corrientes del transformador.
2. MARCO TEÓRICO 2.1.- Consid!"ions $"!" %" $!&'" d o!(oi!&i(o.En la prueba de cortocircuito un devanado del transformador, generalmente el del lado de baja tensión, se cortocircuita. cortocircuita. En el otro extremo se aplica una tensión inferior a la nominal, tal que haga pasar por el devanado en cortocircuito la corriente nominal del devanado conectado a la fuente de alimentación. En esta prueba, la potencia consumida corresponde a las pérdidas en el cobre de los dos bobinados, ya que la tensión t ensión aplicada en la prueba de cortocircuito suele ser pequea comparada con la nominal, la corriente de la rama de magneti!ación, el flujo en el n"cleo y las consecuentes pérdidas se pueden despreciar. En tales condiciones se determina la resistencia equivalente del transformador. #on este ensayo se consigue conocer el valor de las pérdidas en el cobre del transformador, ya que las pérdidas en R N son despreciables frente a las resistencias en el primario y secundario del transformador, en ese sentido se tiene la siguiente relación$
P CC ≅ P CU
≅ ( I P * R P ) + ( I S * RS ) 2
2
%a que el voltaje es bajo durante la prueba de cortocircuito, la corriente que fluye por la rama de excitación es despreciable. &i se ignora la corriente de excitación, entonces toda la ca'da de voltaje en el transformador se puede atribuir a los elementos en serie en el circuito. (a magnitud de las impedancias en serie en función a los par)metros obtenidos con los instrumentos de medición, tendr) la siguiente relación$
Z CC =
V CC I CC
#on la lectura del vat'metro, se puede estimar el factor de potencia del circuito en cortocircuito, con la siguiente relación$
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cos ϕ CC
=
P CC
ϕ CC
V CC I CC
P = cos − CC V CC I CC 1
y ϕ CC
El )ngulo de corriente es negativo y el )ngulo de impedancia total lo tanto se tiene la siguiente relación$
Z CC =
V CC ∠0 o I CC ∠ −
o ϕ CC
=
V CC I CC
o ∠ϕ CC = Req +
es positivo, por
jX eq
). MATERIAL Y E*UI+O. *n transformador monof)sico con las siguientes caracter'sticas$ o o o o
+ensión nominal$ #orriente nominal$ ;otencia nominal$ =recuencia nominal$
n - //012/ 34 5n - 6.1708/.93:4 ;n - 1.7 3<:4 f - 7/ 3>!4
5nterruptores termomagneticos.
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ariador de tensión. o o
+ención$ #apacidad $
- /01/ 34 & - 8/// 3:4
5nstrumentos de medición
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*n vatimetro
,. CIRCUITO DE MONTAJE. Maquinas Eléctricas
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j ? 8eq
@
8eq
A
I -I -I -I 8
18
8B
8##
U 8##
U18
-/
0
#ircuito equivalente en cortocircuito de un transformador
U 8##
ϕ
8##
@ I 8 8##
@
I
18 8##
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j ?
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I
8 8##
j ?
I
18 8##
I 8##
Diagrama fasorial del transformador en cortocircuito
. DESCRI+CIÓN DEL LABORATORIO. • •
•
•
@eali!ar el circuito de laboratorio, como se indica en el punto . Cediante el variador de tensión, incrementar sucesivamente la tensión aplicada, registrando todas las lecturas para cada modificación de tensión, hasta llegar a la corriente nominal del lado de corto circuito. &e debe tomar en cuenta para los registros de lectura, las caracter'sticas nominales del transformador. +ener el cuidado respectivo para el presente laboratorio.
. LECTURAS OBTENIDAS EN EL LABORATORIO L(&!" 1 2 ) ,
V /V0
I /A0
+ /0
I2/A0
"
1.6 7.9 .7 . 9.7
1.2 6.2 .18 9.87 8/.17
.1 27. 79.1 .6 9.2
8.77 2.7 .67 7.89 6./
0.55 0.5 0.5! 0.5! 0.5"
cos φ =0.97
Q =23.9 [ VAR ] S = 95.0 [ VA ] 0
Datos de valores nominales para los c)lculos$
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cc - 9.2 34
5cc - 8/.88 3:4
;cc - 98.2 3F4
51 - 7.6 3:4
7. CALCULOS. ;ara los datos obtenidos en valores nominales
Zcc =
Vcc 9.3 = = 0.92 [Ω ] Icc 10.11
;or otro lado,
(
)
Pcc − =cos 1 Vcc∗ Icc
(
91.3 9.3∗10.11
)
=¿ 13.82 °
−1
φ CC = cos ¿
5ntroducimos los resultados anteriores en la ecuación sgte.$
Zcc =
Vcc ∡ φCC = R eq + j X eq Icc
&e tiene, 20.92 ∡13.82 ° = R eq + j X eq
0.89336 + j∗0.21976 = Req + j X eq
(uego, por comparación resulta evidente que$
Req =0.89336 [ Ω ] X eq =0.21976 [ Ω ]
. AN3LISIS DE RESULTADOS #on el presente ensayo de laboratorio, se logró conocer el circuito experimental de un transformador monof)sico en corto circuito, para la determinación de la resistencia y de la reactancia equivalentes. &e calculó la relación de transformación GaG a partir de las corrientes en el secundario y primario del transformador, obteniendo resultados bastante
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cercanos entre s', es decir un error muy pequeo para el valor de este par)metro •
•
&e determinó la resistencia y reactancia equivalentes del transformador gracias a las mediciones de potencia, corriente y voltaje de corto circuito, en un punto donde la corriente fue 8/.17, inferior pero muy próxima a la corriente nominal que es 8/.88:.
=inalmente se logró comprender que para las l'neas de transmisión a la salida de las generadoras eléctricas, se eleva la tensión mediante transformadores a 693<4, 82/3<4 o m)s, para disminuir la corriente en las l'neas de transmisión y as' poder minimi!ar el di)metro de los conductores, con el fin de abaratar su costo.
4.- DOCUMENTOS DE REFERENCIA. o o
Caquinas eléctricas 0 quinta edición H Ies"s =raile Cora Caquinas eléctricas 0 tercera edición H &tephen I. #hapma
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