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LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS I Practica 2: Transformadores: Pruebas de vacío y cortocircuito. . Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia
I.
INTRODUCCION
Las pruebas de vacío y corto circuito en un transformador son métodos mediante los cuales se puede determinar el circuito equivalen te de un transformador, calculando los parámetros de impedancia en el devanado y en el núcleo a partir de la potencia, tensión y corriente medidas.
II.
III.
OBJETIVOS Realizar las pruebas de vacío y cortocircuito a un transformador monofásico. Obtener el circuito equivalente de cualquier transformador monofásico.
MARCO TEORICO
Pruebas de vacío y cortocircuito Los parámetros del circuito equivalente aproximado de un transformador se determinan a partir de los resultados obtenidos en una prueba de vacío y una prueba de cortocircuito. Por la disponibilidad de fuentes y facilidad de medición, la prueba de vacío se realiza por el lado de baja del transformador. En ese caso, la fuente de alimentación y los instrumentos de medida se conectan por el lado de baja del transformador; mientras que el lado de alta se deja en circuito abierto.
Figura 1. Conexión para la prueba de vacío del transformador.
Como se observa en la figura 1, durante la prueba se mide la tensión aplicada, la corriente suministrada y la potencia que toma el transformador. Se procura que la tensión aplicada sea la nominal del lado alimentado. Además, como no hay carga conectada, toda la potencia la consume el transformador en la resistencia de su devanado alimentado y en el núcleo. Los Valores reales que se obtienen en esta prueba, están referidos al lado en el cual se toman las medidas. Por disponibilidad de fuentes para alcanzar la corriente deseada y facilidad de la medición, la prueba de cortocircuito se realiza por el lado de alta del transformador. De esta forma la fuente de alimentación y los instrumentos de medida se conectar por el lado de alta del transformador, mientras que el lado de baja se deja en cortocircuito.
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LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS I Practica 2: Transformadores: Pruebas de vacío y cortocircuito. Figura 2. Conexión para la prueba de cortocircuito del transformador.
Datos obtenidos en la prueba de vacío La prueba de vacío se ejecutó en el lado de bajo voltaje. P
Como se observa en la figura 4, durante la prueba se mide la tensión aplicada, la corriente suministrada y la potencia que toma el trasformador. Se procura que la corriente sea la nominal del lado alimentado, razón por la cual la tensión aplicada debe ser pequeña. En ocasiones no es posible llegar a la corriente nominal, por limitaciones en la fuente de alimentación. En todo caso, la prueba debe realizarse de tal forma que la tensión se va aumentando lentamente, hasta alcanzar la corriente deseada o posible. Como no hay carga conectada, en la prueba de cortocircuito toda la potencia la consume el transformador en la resistencia de sus devanados y en el núcleo. Esta última perdida es muy pequeña, porque la tensión aplicada es reducida, y se puede despreciar. Los valores reales que se obtienen en esta prueba, están referidos al lado en el cual se toman las medidas. IV.
ACTIVIDADES DE LABORATORIO
V
I
30 30.5
220.5 220.5
1.52 1.53
30.3
220.4
1.52
31
220.46
1.52
promedio
30.45
220.465
1.5225
desv
0.42031734 0.047258156
0.005
desv.prom
0.21015867 0.023629078
0.0025
Mensurando para obtener la resistencia del nucleó
Coeficientes de sensibilidad
coef1
14.48046
coef2
-52.42093
Datos de Placa INVENTARIO No. 36326
PRIMARIO
SECUNDARIO
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LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS I Practica 2: Transformadores: Pruebas de vacío y cortocircuito. Pinza amperimetrica 325 BK precisión rango(escala) exactitud digitos
µA
0.278608 0.7486388 0.7988006
resolucion
400 A
0.02
5
400 V
0.01
3
0.1 µB 0.1
40000 W
0.05
5
10 µC
µA
3.4177328
µB
75.949665
µC
76.026525
GL
100.49127
K
µexpandida 1.5815454
Datos obtenidos cortocircuito
1.9799
en
la
prueba
de
Luego la prueba de cortocircuito se realizó en el lado de alto voltaje.
µexpandida 150.52492
P
Mensurando para obtener la rama de magnetización del núcleo
V 79.2
13.87
8
76
13.92
7.94
78
13.8
7.9
76.4
13.82
7.98
promedio desv
Coeficientes de sensibilidad
I
desv.prom
77.4
13.8525
6.34
1.478738201 0.053774219 3.2135961 0.7393691
0.02688711 1.6067981
Mensurando para obtener la resistencia equivalente de cc
coef1
1.3190678
coef2
-0.434985
Coeficientes de sensibilidad
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Circuito equivalente aproximado referido al lado de alto voltaje
Para referir la resistencia del núcleo y la reactancia de magnetización al lado de alto voltaje se obtienen:
V.
Para referir la resistencia equivalente de cortocircuito y reactancia de cortocircuito al lado de bajo voltaje se obtiene:
OBSERVACIONES Los datos medidos presentan un margen de error dado en parte por la incertidumbre y deterioro en los instrumentos de medida además del error humano en la lectura de datos en instrumentos análogos. La prueba de cortocircuito no se pudo realizar a corriente nominal por la limitante de suministro de corriente de la fuente.
Circuito equivalente aproximado referido al lado de bajo voltaje VI.
CONCLUSIONES
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LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS I
Practica 2: Transformadores: Pruebas de vacío y cortocircuito. Es posible calcular los parámetros estructurales de un transformador en base a las pruebas de laboratorio realizadas. Los resultados de las pruebas son independientes del devanado en el que se realicen, pero es recomendable que se realicen en la forma indicada por cuestiones de disponibilidad de fuentes de tensión elevadas y por manejo de corriente elevadas. La prueba de corto circuito permite hallar las perdidas en el cobre de ambos devanados y ocurren por las corrientes que circulan a través de ellos. La prueba de circuito abierto permite identificar las perdidas en el hierro, estas son constantes dependen de la tensión de la red, la frecuencia y la inductancia del circuito magnético.
VII.
BIBLIOGRAFIA
[1]. Practica 2, Transformadores monofásicos: pruebas de vacío y corto, Universidad Industrial de Santander. [2]. Manual de laboratorio del profesor Luis Alfonso Díaz, Ingeniero Electricista, Universidad Industrial de Santander. [3].http://www.nichese.com/polar-trans.html [4].http://unicrom.com/Tut_polaridad_transform ador.asp [5].http://www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/maq_el ec1/ensayos.pdfttp://unicrom.com/Tut_polaridad_transformad or.asp
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