Transformadores: Medidas Preliminares.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES
Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto
LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS I PRÁCTICA NO. 1
Jose Jorge Oñate Gutiérrez. 2061056. Stiver Sebastián Martínez Rojas. 2094648. Presentado a: Ing. Juan Manuel Murcia.
1. INTRODUCCIÓN. Las máquinas eléctricas son la aplicación más inteligente que se le ha dado a las leyes de Maxwell, especialmente a la ley de FaradayLenz, en cuanto a la utilidad práctica y a la comodidad que estas le otorgan a nuestro estilo de vida. En este laboratorio, nos centraremos en el transformador que es uno de los pilares de las máquinas, lo caracterizaremos, miraremos cómo probar que esté en buenas condiciones, y prestaremos principal interés en la identificación de los bornes, su correcta designación y de cuál es la zona de AT (alta tensión) y BT (baja tensión).
Las principales pruebas para caracterizar un transformador son; 1.
Tomar los datos de placa: esto se realiza, obviamente en caso que se puedan leer los datos de placa sin ningún inconveniente, aunque parezca algo obvio sería bueno tenerlo en cuenta como referente para contrastar con las pruebas que se le realizan al transformador.
2.
Medición de continuidad y Esquema de transformador: Este proceso ayuda a saber si alguna bobina en el devanado se encuentra en circuito abierto, es decir si está cortada. En la segunda parte, se dibuja el modelo circuital que tiene el transformador identificando los bornes del mismo.
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Resistencia de aislamiento: Es la resistencia que ofrece el material aislante que separa el núcleo del devanado en el transformador, de forma práctica se ha establecido que la Rais> 1 [MΩ], ella debe ser grande para evitar fugas considerables de corriente por lo que también se considera adecuado el aislamiento si la Ifuga<1 [mA].
2. PALABRAS CLAVE. Continuidad. Resistencia de aislamiento. Relación de transformación.
3. MARCO TEÓRICO. Un transformador es una máquina que convierte energía eléctrica con determinadas magnitudes de tensión y de corriente en otra energía eléctrica con distintas magnitudes de tensión y corriente. El principio del funcionamiento de un transformador consiste en un campo magnético variable en el tiempo induce un voltaje en una bobina de alambre que pasa a través de éste generando líneas de flujo a través del núcleo que enlaza ambos devanado tal que;
De esto podemos calcular teóricamente como,
y cumple con el teorema de Tellegen tal que, Donde VN es la tensión de servicio, SN es la potencia nominal del transformador en kVA. Donde “a” se conoce como relación de transformación.
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Resistencia del devanado. La medición de la resistencia de cada de devanado nos ayuda a reconocer cuál es la zona de alta tensión y la zona de baja tensión. Sabiendo que la función de un transformador es convertir energía eléctrica a diferentes niveles de tensión; luego si, la tensión en el primario (Vp) es alta la tensión en el secundario (V s) es baja, y recíprocamente la corriente en el primario (Ip) es baja por ende, la corriente en el secundario (Is) es alta; acorde a este raciocinio se llega a la conclusión que RH>RX.
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la relación transformador.
de
espiras
del
6. ACTIVIDADES DE LABORATORIO. Datos de Placa del transformador Número de inventario: 36328 Transformador Monofásico- Industrias ONAR Ltda. Primario Secundario Vmax= [V] Vmax= [V] Imas= [A] Imas= [A] Medición de la continuidad y esquema del transformador. Se verifica continuidad entre bobinas utilizando un multímetro. Como sí existe continuidad ahora si podemos entrar a las pruebas de caracterización del transformador-
Relación de transformación. Hay 3 formas de medir la relación de transformación son: A partir de los valores de las tensiones de entrada, aumentándole el 10% del valor de la tensión nominal hasta llegar a ésta, se anotan para cada valor de entrada el valor de la tensión de salida y con el promedio se obtiene la relación de transformación. Es realizar la comparación de la transformación con un transformador normalmente calibrado, cuya relación es regulable en pequeños escalones. El transformador que se ensaya y el transformador normalizado se conectan en paralelo aplicando tensión a sus devanados de alta tensión, por otro lado los devanados de baja tensión se conectan a un detector sensible al que se obliga a señalar cero ajustando la relación de transformación del transformador normalizado; luego, la relación de transformación del transformador normalizado es igual a la relación de transformación al del transformador ensayado. Otro método se emplea usando una resistencia potenciométrica (variable) conectada a los devanados del transformador, que están conectados en serie como un autotransformador y se conecta un detector adecuado desde la unión de los devanados a la rama ajustable de la resistencia variable, y cuando el detector muestre un desvío de cero, la relación de las resistencias muestra
Medición de la resistencia de aislamiento. Utilizando el fluke, conectamos el borne negativo a tierra para evitar sobre carga en el equipo de medición, y se mantiene presionado el botón de testeo hasta escuchar un sonido, este sonido permite reconocer en qué momento el material aislante permitió el paso de corriente y de qué tanta corriente lo permitió. En nuestro caso obtuvimos que para la A.T, RaisH=41 [MΩ] Y para la B.T, RaisX=92,1 [MΩ] Medición de la resistencia de los devanados. La medida de la resistencia de los devanados se realizo usando el Fluke entre los bornes para medir la resistencia que cada uno de los devanados tiene, obtuvimos que la resistencia del primario fue,
Rp = 1 [Ω] Y la resistencia del secundario fue, Rs= 2.37 [Ω] Medición de la relación de transformación Midiendo la tensión a través del fluke en los bornes de alta y luego en los bornes de baja obtenemos que, a=1/2; pues VH=440 y VL=220
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS. Medición de la resistencia de aislamiento. Al observar dichas resistencias de aislamiento podemos decir que es adecuada y podemos trabajar con este transformador en condiciones óptimas sin tener el miedo de que vamos a tener pérdidas considerables de corriente por sobre calentamiento del núcleo y en el peor de los casos por un corto circuito.
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Medición de la resistencia de los devanados. Al observar los resultados obtenidos confirmamos, según los datos de la placa, que para este transformador la zona de alta tensión esta en el secundario y la zona de baja tensión está en el primario, presumiendo que el transformador es elevador, pero faltaría analizar la relación de transformador para poder corroborar esta suposición. Medición de la polaridad. A partir de los datos obtenidos como V in=48 [V] y Vmed=71 [V], como la tensión medida es mayor a la tensión de entrada afirmamos que el transformador es de polaridad aditiva y une puntos de diferente polaridad. Medición de la relación de transformador. A partir de los datos obtenidos de la tabla que hicimos de la tensión de entrada (Vp) y la tensión de salida (Vs) obtuvimos que la relación de transformación es a=1/2, por lo que podemos decir que es un transformador elevador.
8. REFERENCIAS. [1]. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. Jesús Fraile Mora. 5ta Edición. [2]. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. Stephen Chapman. 4ta Edición. [3]. MANUAL DE LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS UIS. Luis Alfonso Díaz. [4] GUIA DE LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS.
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