MÁQUINAS ELÉCTRICAS
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA LABORATORIO LABORATORIO DE INGENIERIA ELECTRICA
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
PRÁCTICA No. 1
TRANFORMADORES
GRUPO: 4MM2.
EQUIPO: 2.
SECCIÓN: B!.
FECHA: 21 MAR"O#2$14.
INTEGRANTES: BONILLA CORTES ALBERTO. GÁL%E" MANRIQUE ARNOLD. RAYA RAYA RA"O ROMÁN. R OMÁN. %Á"QUE" "AR"A DA%ID. •
PROFESOR: ING. ING. OSCAR &IMENE" MORALES MOR ALES CALIFICACION: ''''''''''
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
PRÁCTICA PRÁCTICA 1 TRANSFORMADORES MARCO TEÓRICO
P)*+,-
(
TR ANSFORMADOR.
1
(
CLAS LASIFICACI CACIÓ ÓN DE LOS TRANS RANSFO FOR RMA MADO DOR RES.
1
(
COMPONENTES DE DE UN TRAN RANSFORMADOR.
1
( PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO. ( ( (
RELACIÓN DE TR ANSFORMACIÓN. CORRIENTE NTE DE %ACÍO CÍO Y CORRIENTE DE CARG CARGA A. EFICIENCIA DE UN TRANSFORMADOR.
DESARROLLO DETERMINACIÓN DE DE%ANADOS Y MEDICIÓN DE SU RESISTENCIA
/ 0 1$ 11 11
DETERMINACION DE LA RELACION DE TRANSFORMACION TR ANSFORMACION TRANSFORMADOR TRABA&ANDO EN %ACIO
14
PRUEBA DE EFICIENCIA Y REGULACION REGUL ACION
1/
CONCLUCIONES GENERALES
1
BIBLIOGRAFIA
13 2$
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
PRÁCTICA No. 1 TRANFORMADORES M-5o T67+5o T-,89o-;o. El transformador es un equipo eléctrico que por inducción electromagnética transfiere energía eléctrica, usualmente aumentando o disminuyendo los valores de tensión y de corriente eléctrica a la misma frecuencia del sistema. Un transformador que al recibir energía y al devolverla lo hace a una tensión más elevada, se le denomina transformador elevador, o puede devolverla a una tensión más baja, a este tipo de transformador se le denomina transformador reductor. En el caso de que el transformador no eleve o reduca los niveles de tensión, se tiene entonces, una relación de transformación igual a la unidad !os transformadores al no tener partes giratorias requieren poca vigilancia y escasos gastos en su mantenimiento. El rendimiento que tiene este, comparado con otras máquinas eléctricas es muy superior ya que su eficiencia se encuentra en el orden del "# a ""$. %l no tener partes giratorias, dientes, ranuras, y sus arrollamientos pueden estar sumergidos en aceite u otro material como hé&afloruro de aufre '()*+, no es difícil lograr un buen aislamiento para trabajar en altas tensiones.
C<-8+9+5-5+7, ;6
-= Po 8> O?6-5+7,: Esto en base a la energía o potencia que maneje0 1ransformadores de distribución. 2apacidades de # a #33 45%. 1ransformadores de potencia. 2apacidades mayores a #33 45%. • •
@= Po 6< ,6o ;6 9-868: 6e acuerdo a las características del sistema en el cual opera0 7onofásicos '-8+. Estos son conectados a una línea o fase y el neutro o tierra. 2uentan con un solo devanado de alta tensión y uno de baja tensión, como se muestra en la )igura 1rifásico '98+. (e conectan a tres líneas o fases y pueden estar conectados a un neutro o tierra. 1ienen tres devanados de alta tensión y tres de baja tensión como se observa en la )igura :. •
•
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , -
F+*>- 1 D+-*-- 6<5+5o ;6 >, -,89o-;o o,o9)8+5o.
F+*>- 2 D+-*-- 6<5+5o ;6 >, -,89o-;o +9)8+5o. 5= Po 8> >+<+-5+7,: •
•
•
•
1ransformador para generador. (e conectan después del generador y proporcionan energía a la línea de transmisión. 1ransformadores de subestación. (e conectan en el e&tremo de la línea de transmisión y se encargan de reducir la tensión para subtransmitirla. 1ransformadores de distribución. ;educe la tensión de subtransmisión a niveles de consumo. 1ransformadores de instrumento. %quí se tienen de potencial '1<+ y de corriente '12+, los cuales se encargan de suministrar tensión y corriente a los equipos de medición, protección y control.
;= Po 8> +?o ;6 ,5<6o: •
•
%coraado. El ncleo cubre a los devanados de baja y alta tensión. 2olumna. !as bobinas abarcan parte considerable del circuito magnético.
6= Po 6< +?o ;6 6,9+-+6,o. E&isten los sumergidos en aceite y del tipo seco. 6e los sumergidos en aceite se encuentran los siguientes0 •
1ipo =% '=il%ir+. Es el más usado pues consiste en un transformador sumergido en aceite con enfriamiento natural. >a que el
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 4
•
•
•
•
•
aceite circula en forma natural dentro del tanque, o puede tener enfriadores tubulares o radiadores. 1ipo =% )% '=il%ir+')orced%ir+. (on sumergidos en aceite y enfriados por aire forado. 1ipo =% )% )=% '=il%ir+ ')orced%ir+')orced=il%ir+. (umergidos en aceite con enfriamiento propio, con aire forado y aceite forado. 2onstruidos con radiadores, se adicionan ventiladores sobre estos y además bombas conectadas a los cabeales de los mismos. 1ipo )=% ')orced=il%ir+. (umergidos en aceite, el enfriamiento es a base de aceite forado con enfriadores de aire forado. %l circular el aceite por los radiadores de aire y aceite, este es enfriado. 1ipo =? '=il?ater+. El enfriamiento es con agua que circula por tubos colocados fuera del tanque. 1ipo )=? ')orced=il?ater+. El enfriamiento es de aceite forado con enfriador de agua forada.
6el tipo seco, e&isten0 •
•
•
1ipo %% '%ir%ir+. (on del tipo seco, con enfriamiento propio, el aire es el encargado de aislar el ncleo y las bobinas. 1ipo %)% '%ir)orced%ir+. El enfriamiento es con aire forado producido por un ventilador que hace circular aire por un ducto que se localia en la parte inferior del transformador. 1ipo %% )% '%ir%ir+')orced%ir+. 2on enfriamiento propio y por aire forado con ayuda de ventiladores.
9= E, 9>,5+7, ;6 8> <>*- ;6 +,8-<-5+7,: 1ipo poste. 1ipo pedestal. 1ipo subestación. 1ipo sumergible. • • • •
*= Po 8> 5o,;+5+7, ;6 86+5+o:
Co?o,6,68 ;6 >, T-,89o-;o. @ásicamente se agrupan en0
-= C+5>+o -*,+5o !o conforma el ncleo, el cual está hecho de laminaciones de acero al silicio de grano orientadoA las láminas se aíslan por ambos lados con la finalidad de reducir las pérdidas por corrientes parásitas y así conducir el flujo magnético generado.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - /
@= C+5>+o 6<5+5o 2ompuesto por los devanados primarios y secundarios. (e fabrican de cobre o aluminioA forrándose de papel o barniándose dependiendo si es seco o sumergido en aceite, de la tensión de operación y la potencia. !a función que deben cumplir los devanados, es la de crear un flujo magnético en el primario y por inducción electromagnética, dar origen a una fuera electromotri 'f.e.m+, en el secundario. Este proceso, causa pérdidas muy peque/as de energía debido al efecto Boule. !a selección del material con que se construirán los devanados depende de las propiedades de cada material. !a tabla - muestra algunas propiedades del cobre y aluminio.
T-@<- 1 T-@<- 5o?--+- ;6 <-8 ?o?+6;-;68 98+5-8 ;6< -<>+,+o ;6< 5o@6. PROPIEDAD 2onductividad eléctrica a
ALUMINIO
COB
*:
-33
:.D
.
3.: **
3.3"F -39
3.#
3."
-*
:#
5= S+86- ;6 -+8<-+6,o 1odos los transformadores poseen materiales aislantes que forman el sistema de aislamiento. 6ichos aislamientos aumentan a medida que se aumenta la capacidad del transformador. % continuación se enlistan algunos materiales aislantes0 2artón prensado o pressboard.
•
• • •
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 0
Este sistema aísla eléctricamente a los devanados, el ncleo y partes de acero que forman la estructura. El aceite mineral por su parte, proporcionará rigide dieléctrica, enfriamiento eficiente y protege a los otros aislamientos.
5= T-,>6 -5568o+o8 El tanque tiene la función de contener y preservar al aceite dieléctrico y el conjunto ncleo G bobinas. %demás de los anteriores, está constituido por los siguientes elementos ')igura 9+. -. @oquillas de porcelana de %.1 y @.1. :. 2ambiador de derivaciones 'taps+. 9. 1erminales de cobre para %.1 y @.1. F. 5álvula de muestreo de aceite. > para transformadores de potencia se agregaran0 1ermómetros. 7edidor de nivel de aceite. ;elevador @ucholl. 5entilador. • • • •
F+*>- T-,>6 5o, -;+-;o68 P+,5+?+o8 ;6 O?6-5+7, ;6< T-,89o-;o Mo,o9)8+5o. El transformador basa su funcionamiento en la acción mutua entre fenómenos eléctricos y magnéticos, y no contienen partes móviles. !a transferencia de energía eléctrica por inducción electromagnética, de un arrollamiento a otro, dispuestos en el mismo circuito magnético, se realia con un e&celente rendimiento. !as fueras electromotrices 'f.e.m+ se inducen por la variación del flujo magnético. !os devanados y el circuito magnético están en reposo uno con respecto al otro, y las
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , -
f.e.m se inducen por la variación de la magnitud del flujo con el tiempo. Este concepto se puede e&plicar con la figura F. El ncleo, como se representa en la figura F está formado de chapas de acero 'grado eléctrico+ superpuestas y con aislamiento interlaminar propio, de forma rectangular. En uno de los lados del ncleo se arrolla un devanado continuo < y en el opuesto otro devanado contino (, que puede tener el mismo nmero de espiras que <, o no tenerlo, tal como se representa de manera esquemática en la figura F. Una fuente suministra corriente alterna al arrollamiento primario <, en el que, al estar montado en el ncleo, su fuera magneto motri 'f.m.m+ produce un flujo alternativo H en el mismo. !as espiras del arrollamiento ( abraan este flujo que, al ser alternativo, induce en ese una f.e.m de la misma frecuencia que el flujo. 6ebido a esta f.e.m inducida, el arrollamiento secundario ( es capa de suministrar corriente y energía eléctrica. !a energía, por lo tanto, se transfiere del primario al secundario por medio del flujo magnético. El arrollamiento <, que recibe la energía, se llama el primario. El arrollamiento (, que suministra energía, se llama el secundario. En un transformador, cual quiera de los arrollamientos puede hacer de primario, correspondiendo al otro hacer de secundario, lo que sólo depende de cuál de los dos es el que recibe la energía o el que la suministra a la carga.
F+*>- 4 T-,89o-;o o,o9)8+5o 5o, 6< 865>,;-+o 6, 5+5>+o -@+6o. R6<-5+7, ;6 T-,89o-5+7,. !a relación de vueltas del primario y el secundario I-0I: las cuales equivalen a la relación de f.e.m. del primario y del secundario E-0E:, indica que la magnitud de la f.e.m del primario es bajada o subida. !a relación de vueltas, o la relación de tensiones inducidas, es llamada la relación de transformación, y es representada por el símbolo a, así que0 a
=
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
E1 E2
=
N 1 N 2
P ) * + , -
Co+6,6 ;6 %-5o Co+6,6 ;6 C-*-. -= Co+6,6 ;6 -5o. !a figura #, representa un transformador con sus arrollamientos primario y secundario. !as direcciones del flujo, de las tensiones y de las corrientes están indicadas en la figura para el instante en que la terminal conductor superior primaria es positiva y la intensidad de la corriente aumenta. (uponer primero que el I 0
secundario no tiene carga alguna. En este caso circula una corriente muy peque/a I 1
en el primario, que suele ser de - a -9$ de la corriente nominal del primario '
+
F+*>- / T-,89o-;o o,o9)8+5o 5o, 5-*- 6, 6< 865>,;-+o. I 0
!a corriente de vacío ' + del transformador conocida también como corriente de e&citación, genera la f.m.m que produce el flujo mutuo H y compensa también las
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 3
I m
I 0
pérdidas del ncleo o pérdidas en vacío. !a
puede descomponerse en dos0
en
I p 2
fase con el flujo H, que genera f.m.m que produce HA y la otra
, en cuadratura con
I m
, que corresponde a la corriente de pérdidas.
F+*>- 0 D+-*-- 65o+-< ;6< -,89o-;o 6, -5o @= Co+6,6 ;6 5-*-. (i se aplica una carga al secundario ')ig. #+ se tendrá una corriente K: en éste, cuya magnitud y defasamiento respecto a la tensión en las terminales de dicho secundario quedará determinada por las características de la carga. (in embargo, en cada instante, la dirección de la corriente en el secundario debe ser tal que se oponga a las variaciones del flujo, de acuerdo con la ley de !en, que establece que una corriente inducida tiene siempre una dirección que se opone a la causa que lo produce.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 1$
En la figura * de referencia se supone que la dirección del flujo es la de las agujas del reloj y que aumenta. (i la corriente en el secundario K : generase el flujo H, segn la regla de la mano derecha, penetraría por el terminal superior ')ig. -.--+. 2omo K : se opone al flujo H, debe realmente salir por dicho terminal. !a corriente en el secundario K : tiende, entonces, a reducir el valor del flujo comn en el ncleo del transformador. (i el flujo se reduce, la f.c.e.m. del primario se reduce también, lo que permite que circule más corriente por él, suministrando la energía requerida por el aumento de potencia debida a la carga aplicada al secundario y haciendo que el flujo adquiera de nuevo un valor cercano al inicial. Esta es la sucesión de reacciones que se producen después de aplicar la carga al secundario, que permiten al primario absorber de la línea de alimentación la energía requerida por el incremento de potencia e&igida en el secundario. !a variación de la f.c.e.m. en el primario al pasar de operación en vacío a operación en plena carga es apro&imadamente de - ó :$. 2omo la f.c.e.m es proporcional al flujo comn H, el valor de H varía sólo ligeramente dentro de los límites del trabajo del transformador y, por lo tanto, los amperesMvueltas netas que actan en el ncleo permanecen esencialmente invariables. El aumento de amperesMvuelta debidos a la carga del secundario debe equilibrarse, pues, con los amperesMvuelta debidos al aumento de intensidad de corriente en el primario. 2omo el flujo se mantiene prácticamente constante, la corriente de e&citación debe conservarse esencialmente constante. El efecto de aumento cualquiera de los amperesMvuelta del primario, si no los equilibran igual nmero de amperesMvuelta del secundario, sería aumentar el flujo, lo que equivale a un nmero de amperesMvuelta del secundario, sería aumentar el flujo, lo que equivale a un aumento de la f.c.e.m y a una tendencia del primario a alimentar la línea, lo que atenta contra la ley de la conservación de la energía. (i los amperesM vuelta del primario superan los de e&citación deben, por consiguiente, equilibrarse con igual nmero de amperesMvuelta en oposición del secundario. !a corriente e&citatri es de peque/a intensidad y generalmente su defasamiento es considerable con respecto a la corriente total del primario, como se ve en la figura D. (uele despreciarse K 3 en comparación con la intensidad de la corriente total del primario. (i se desprecia, los amperesMvuelta del primario y del secundario son iguales y opuestos, y N1 I1
=
N 2 I 2
=
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
I1 I 2
=
N 1 N 2
P ) * + , - 11
Es decir, las intensidades de corriente en el primario y en el secundario son inversamente proporcionales a sus respectivos nmeros de espiras. !a relación anterior puede deducirse también de la ley de conservación de la energía. (i las pérdidas en el transformador se desprecian y se supone que el factor de potencia es uno, V 1 I 1
V 2 I
=
2
=
I1 I 2
=
N2 N1
=
V 1 V 2
F+*>- D+-*-- 65o+-< ;6< -,89o-;o 5o, 5-*-
E9+5+6,5+- ;6 >, T-,89o-;o. !as pérdidas que ocurren en un transformador con carga pueden ser divididas en dos grupos0 a+ !as perdidas 'K como0
:
N;+ de los devanados primario y secundario, están dadas 2
I1 R1
+
2
I 2 R2
b+ !as pérdidas del ncleo debido a la histéresis y a las corrientes de Eddy.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 12
Es posible tener gran e&actitud e&presando la eficiencia por las formas0
En donde las pérdidas están dadas por0
cobre 2
R 1I1 (Watts)
;:K:: '?atts+
<%;1E K %0 6E1E;7KI%2KQI 6E !=( 6E5%I%6=( > 7E6K2KQI 6E (U ;E(K(1EI2K%. =@BE1K5= <%;1K2U!%;0 M6eterminar los devanados de un transformador, obtener la resistencia de los devanados y la resistencia de su aislamiento. =btención de0 M!os devanados del transformador Equipo utiliado 7ultímetro '%5= con puntas de prueba+
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 1
derivaciones están en el mismo devanado, cambie a modo de resistencia y haga mediciones a fin de localiar y determinar cuál de los dos devanados es el primario y cuál es el secundario. #. 2on los valores obtenidos realice un dibujo del transformador *. % criterio del profesor analice la cantidad de transformadores que se indiquen 6atos obtenidos durante la práctica0
NOTA: PARA DETERMINAR CUAL DE LOS DEVANADOS ERA EL PRIMARIO, HICIMOS UNA DEDUCCIÓN DE EQUIPO QUE CONSISTIÓ EN QUE EL DEVANADO PRIMARIO DEBERÍA SER EL QUE TUVIERA LA MAYOR RESISTENCIA Y ADEMÁS EL QUE TUVIERA EL CALIBRE MAYOR (DE CABLE) EN SUS TERMINALES .
FIG. 1 1=7% 6E 6%1=( !os datos obtenidos a partir de la primera parte de la práctica se dividieron en dos partes0 a+ ;esistencias tomadas en el devanado primario b+ ;esistencias tomadas en el devanado secundario a+ ;esistencias tomadas en el devanado primario •
!a toma de datos entre terminales del primario se llevó a cabo obteniendo los datos siguientes0 Iomenclatura0
!os datos obtenidos son0
ENTR RESISTEN TI VERDE= TERMINAL E 1 COLOR CIA VERDE T1-T2 0.1Ω T2 VERDE= TERMINAL 2 COLOR T1-T3 0.1Ω VERDE T2-T3 0.1Ω
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 14
T3 BLANCO= TERMINAL 3 COLOR BLANCO
!as mediciones se llevaron a cabo en tres pasos, alternando las terminales del transformador
FIG. 2
FIG. 3
FIG. 4
Diagramas representativos de la primera prueba b+ ;esistencias tomadas en el devanado secundario
;E(K(1EI2K% 1=7%6% 2=I0 7U!1S7E1;
-.-#: -.3*D
NOTA: PARA ESTA PARTE DE LA PRACTICA UTILIZAMOS UN PUENTE DE WHEASTSTONE EL CUAL MIDE RESISTENCIA MUCHO MAS PEQUEÑAS Y CON MAYOR RANGO DE PRECISIÓN, LA EXPLICACIÓN DETALLADA SE DA EN EL APNDICE GENERAL!
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 1/
FIG. 5
FIG. 6 Diagramas representativos de la segunda prueba
2omentarios del equipo0 •
6urante la prueba
<%;1E K @0 ;E(K(1EI2K% 6E %K(!%7KEI1= 6E! 1;%I()=;7%6=; =@BE1K5= <%;1K2U!%;0 M6eterminar la resistencia de aislamiento de un transformador utiliando el instrumento para dicho propósito denominado MEGGE =btención de0 M!a resistencia de aislamiento del transformador Equipo utiliado 7EVVE;
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 10
FIG.!
FIG.
" FIG.1# <;UE@% Io. 1EI(K=I 7EVVE; ;E(K(1EI2K% 6E %K(!%7KEI1= '7+ :#33 5 :333MѠ : :#33 5 -333M:333 9 :#33 5 -333M:333 2onclusiones del equipo0
)%!1% %IEN%; <%;1E K %0 6E1E;7KI%2KQI 6E !=( 6E5%I%6=( > 7E6K2KQI 6E (U ;E(K(1EI2K%. <%;1E :0 6E1E;7KI%2KQI 6E !% ;E!%2KQI 6E 1;%I()=;7%2KQI =@BE1K5= <%;1K2U!%;0 M6eterminar la relación de transformación mediante el método de los dos voltímetros. =btención de0 M;elación de transformación por vía de los voltajes de entrada en el primario y voltaje de salida en el secundario Equipo utiliado @anco de pruebas 1ensión variable de 3 a -:D 2.%. - transformador variable 1;- multímetro %5= - módulo de voltímetros 59 con :3 cables de cone&ión bananaMbanana
6atos obtenidos durante la práctica0
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 1
FIG.11 epresenta$i%n es&uem'ti$a general del (1
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 1
FIG.12
FIG.13
FIG.14
FIG.15
FIG.16
FIG.1 E+E*E,()(IV-* DE )* DIFEE,(E* E)/I-,E* DE (),*F-M)/I0,
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 13
2álculos0 2alcule la relación de transformación a partir de los datos obtenidos 6%1=( ;E%!E( =@1EIK6=( EI !% <;W21K2%0 •
CIRCUITO FIG.
%?
%8
-* -: -9 -F -# -D
-33 -33 -33 -33 -33 -33
"". -"."9 9".D# #".*# D".D -"D.
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TENSIÓN -0#0#0: #09 #0F -0:
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE ESPIRAS #330#33 #330-33 #330:33 #330933 #330F33 :#30#33
,-() -* V)-E* E *E -(VIE-, /-, E *IM)D- M(I*IM *-, DIFEE,(E* ) -* E)E* -(E,ID-* E, ) +)/(I/) 6%1=( =@1EIK6=( 7E6K%I1E E! (K7U!%6=;0
CIRCUITO FIG
%?
-* -33 -: -33 -9 -33 -F -33 -# -33 -D -33 2onclusiones del equipo0
%8 -33 :3 F3 #"."9 3 :33
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TENSIÓN -0#0#0: #09 #0F -0:
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE ESPIRAS #330#33 #330-33 #330:33 #330933 #330F33 :#30#33
)%!1% %IEN%;
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 2$
<%;1E 90 <;UE@% 6E E)K2KEI2K% > ;EVU!%2KQI =@BE1K5= <%;1K2U!%;0 M=btener los parámetros para calcular la eficiencia y la regulación bajo prueba. =btención de0 M % tensión constante y carga variable0 la tensión de salida, el factor de potencia, la corriente en el primario y el secundario y la potencia en el primario y en el secundario. M Equipo utiliado @anco de pruebas 1ensión variable de 3 a -:D 5 2.%. 7ódulo de transformador 1;: 7ódulos de amperímetros %9 : 7ódulos de Xattmetros ?: 7ódulos de coseno de Y 2os Y : 7ultímetros %5= )asómetro : ;esistencias 6e *F3 ajustables
6atos obtenidos durante la práctica0 DEVANADO PRIMARIO PRUEBA No RESISTENCIA Vp Ip Wp ∟P co !P E"p 0.2 0.&$ 1 ##$ 100 V $ %$ ' 13' 2$ VA 2 #00 100 V 0.3 (2 0.&$ 12' 30 VA 0.3 3 )#0 100 V 2 (# 0.&$ 12' 32 VA 0.3 ) )00 100 V ) $0 0.&$ 12' 3) VA 0.3 # 3#0 100 V $ $% 0.&$ 12' 3$ VA 0.) % 300 100 V 2 &) 0.&& 10' )2 VA DEBANADO SECUNDARIO PRUEBA RESISTENCI W ∟ co * No A V I ! EI P 1 &%.3 0.1 2 1%.3( 1%.3 1 ##$ V ( 2 ' 1 VA % &%.# 0.1 2 1$.33 1$.3 2 #00 V & 2 ' 1 VA 3
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
Pp 2(.&& 2&.&& 31.&& 33.&& 3(.&& )1.&& * +RE Vo " c// 2 ,
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PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
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1eoría y
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http0itamna.bnct.ipn.m&dspacebitstream-:9F#*D"-3#DD-DD.pdf
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 2
LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS CUESTIONARIO DE LA PRACTICA 1 1. JQ> 68 <- ?o6,5+- ;6 C.AK ;69+,- <-8 >6 <- 5o?o,6,. R:
2. E?<+>6 ;685+@- <-8 6?686,-5+o,68 -6)+5-8 ;6 <- ?o6,5+- 5o?<6-. R: Lo 4 5/6o S7 P 8 Q 645 "9:5o 64 po4c"/ 4 646:c4 645 po6:co VI* 64 5/ 4"; po 45 co<4o co
jα
V =V e
jα
4
S =VI ∗¿ V e I e
− j
I = I e ( α + θ )
j ( α ∗θ )
− jθ
=VI e
. Eoc47
=VI cos θ− jVI sen θ= P − jQ
E5 <;6:5o 64 S 4 5/ po4c"/ /p/44 S=VI. U A:5o 64 /4 4 /645/o I /645//6/ 4p4co 64 V "
. D+@>6 6?<+>6 6< +),*>5+-. R: 4/ : c"c:"o "6:c"@o 8 4p444
I cos θ
4
I sen θ
49 <:5"p5"c/6o po 5/ 4"; 4c/ V.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 24
E 44 c/oF Po4c"/ /c"@/ P = 4"; G co
Po4c"/ /p/44 S = 4"; G "4"6/6 = VI Po4c"/ 4/c"@/ Q=4"; G co
4. D+@>6 6?<+>6 6< +),*>
/. JQ> 68 >, 5+5>+o +9)8+5oK Y >686 <-8 6<-5+o,68 6,6 6,8+o,68 5o+6,68. R: 0. JQ> 68 >, 5+5>+o +9)8+5o 6, ;6<-K M>686 <-8 6<-5+o,68 6,6 6,8+o,68 5o+6,68. R: . E?<+>6 6 68 >, 5+5>+o @-<-,56-;o >, ;68@-<-,56-;o +9)8+5o=
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 2/
R: C+5>+o +9)8+5o @-<-,56-;o: si las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito también están balanceadas entonces todo el circuito está balanceado. C+5>+o +9)8+5o ;68@-<-,56-;o: si las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito también están balanceadas entonces todo el circuito está balanceado. . E?<+>6 ;+@>6 6,5+- ABC CBA R: 6e acuerdo a la secuencia de fases se definen0 (ecuencia directa0 cuando respecto a un punto fijo los tres vectores de tensión girando en sentido antiMhorario pasan por el punto fijo en el siguiente orden0 %, @, 2.
(ecuencia Knversa0 cuando respecto a un punto fijo los tres vectores de tensión girando en sentido antiMhorario pasan por el punto f ijo en el siguiente orden0 2, @, %.
3. JQ> 68 >, ,6>o 98+5o >, ,6>o +>-
1$. E?<+>6 6,>66
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 20
11. JQ> 68 6< 9-5o ;6 ?o6,5+-K R: El )actor de 86 5o+*6 6< 9-5o ;6 ?o6,5+- 6, 6 86 5o+*6 6< 9-5o ;6 ?o6,5+-K E?<+>6 R: es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy pró&imo a la unidad. Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se realia mediante la cone&ión a través de conmutadores, en general automáticos, de bancos de condensadores o de inductores. 86 o@86- 6, 6< -6o -< 5o,65- 5-*- R L o CK R: cuando se conectan cargas de este tipo, e&iste una variación debido a que en un sistema trifásico la potencia no es una, ahora son tres tipos de potencia la reactiva que es la de magnetiación, la capacitiva y la real o efectiva, entonces el valor que marca el aparato es la potencia efectiva y para conocer las otras dos p otencias se deben hacer cálculos distintos. 1/. JQ> A,*>)<68 8o, <-8 ;+966,5+-8 5--568+5-8 ;6 >, 9-8o6o >, 9-5o+6oK R: El fasometro es un instrumento para medir la diferencia de fase en circuitos de corriente alterna. Este básicamente mide el desfase entre el 5oltaje y la corriente, permitiendo así calcular el )actor de potencia del circuito. El factorimetro es un instrumento que mide el factor de potencia.
1. JPo > 86 >+<+- 6< 965>6,56o 6, 68- ?)5+5-K R: se utilia para medir la frecuencia, contando el nmero de repeticiones de una onda en la misma posición en un intervalo de tiempo mediante el uso de un contador que acumula el nmero de periodos, en este caso no se utilió en la realiación de la práctica. 1. JC>)<68 8o, <-8 -?<+5-5+o,68 >6 +6,6 >, 9-8o6oK R: ;+966,5+- 6+86, 6,6 >, -6o >, -o+6oK R: 4l Xattmetro mide la potencia en un instante dado y el Xatthorimetro mide la potencia por hora.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 2
2$. JC>)<68 8o, <-8 ?65->5+o,68 >6 ;6@6, o- ?-- 5o,65- 6< 678-o ;6 04$ o<8 1 -?66K R: @ásicamente debe hacerse muy rápido dicha cone&ión ya que esta resistencia solo aguanta - % y es muy difícil alcanar ese voltaje, además de que es un voltaje muy alto y puede haber algn arco sino se conecta correctamente, e inclusive se puede provocar un corto circuito.
PRÁCTICA 1. TRANSFORMADORES
P ) * + , - 2
