Informe - PRÁCTICA No. 3. Regulación & Eficiencia de Un Transformador.

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER SANTANDER ESCUELA

DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA,

LECTRÓNICA Y DE DE TELECOMUNICACIONES ELECTRÓNICA Y Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

Laboratorio de Máquinas Eléctricas I Informe III- Regulación y eficiencia de un transformador Rodríguez Bernal Juan Sebastián 2145519 Pino Monterrosa Edgar Mauricio 213442 !andi"o #ernández $ania %orena 213&319 E3T, Universidad Industrial Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia Colombia Jairo Gómez Tapias Tapias !" de abril del !"#$

I.

INTR!"##I$N %. 2' En esta (ráctica nos enca encarg rgar are) e)os os de obse obser* r*ar ar la regula regulaci+ ci+nn , el rendi)i rendi)ient entoo -ue tiene un trans.or)ador al *ariarle la carga/ en esta sta (ráctica no tendre)os en cuenta la *ariaci+n del .actor de (otencia' 3' II. &'ETI() 4' 5' 0BJE 0BJE$ $0 0 EE EER R% % ' 6' 7' 8eter)inar e(eri)ental)ente el rendi rendi)i )ien ento to , la regul regulac aci+ i+nn del del autotrans.or)ador )ono.ásico' 9' 1&' 0BJE$0 0BJE$0S S ESPE:;!:0S 11' 12'
14' 15' 1'

III. M*R# TE$RI# %+. %,. Eficiencia %. /. El rendi)iento es el cociente entre la (otencia >til , la (otencia de entrada en el (ri)ario' eniendo ndo en cuent cuenta/ a/ -u -uee %. $enie toda toda )á-uin )á-uinaa el?ctr el?ctrica ica (resent (resentaa unas (?rdidas .i=as , unas *aria *ariabl bles' es' %as %as (?rdi (?rdidas das .i=a .i=ass se co)(onen de las (?rdidas )ecánicas/ -ue no eisten en el trans.or)ador (or no tener (artes )+*i )+*ile les/ s/ , (o (orr las las (?rdi (?rdidas das del @ierro' %as (?rdidas *ariables/ -ue ca)b ca)biian seg> seg>nn el r?gi r?gi) )en de carga son debidas a las (?rdidas en el cobre' 22' 23'

η=

Pout P¿

=

Pout Pout + Pm + Pcu

24' Regulación de d e (olta0e (olta0e

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ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

25' %as cargas de los trans.or)adores de (otencia *arían constante)ente/ ocurriendo la )a,or *ariaci+n en los (eriodos de )a,or acti*idad industrial , co)ercial/ esto (ro*oca -ue los *olta=es en los de*anados secundarios de los trans.or)adores *aríen de acuerdo con la carga , el .actor de (otencia/ de(endiendo si está en atraso/ en adelanto o si es la unidad' Aa -ue todos los e-ui(os el?ctricos/ electr+nicos/ )otores/ lá)(aras son )u, sensibles a los ca)bios de tensi+n -ue (udiesen causarles da"os es )u, i)(ortante tener una buena regulaci+n de *olta=e/ (or lo -ue es )u, i)(ortante conocer las características de los ele)entos constructi*os de trans.or)adores , líneas de trans)isi+n/ ade)ás de su co)(orta)iento ante carga ca(aciti*a/ inducti*as o resisti*a' 2' El :oe.iciente de Regulaci+n de olta=e o la Regulaci+n de olta=e RC es una cantidad -ue co)(ara el *olta=e de salida sin carga en acíoC con el *olta=e de salida a (lena carga , se de.ine (or la ecuaci+nD V 1−a∗V 2

26' RV = a∗V

∗100

I(.

M*TERI*LE) 1 E2"I3) "TILI4*!) . Materiales - :ables ti(o cai)án' 5/. 5%. Equi6os "tili7ados - 2 amperímetros analógicos

-

2 multímetros digitales Fuente de alimentación. Pinza volti-amperimetrica Banco de impedancias

32'

(.

!E)*RRLL

55. 34'

Se realiz+ el siguiente )onta=eD

35'

58. Regulación de (olta0e. 36'

Se obtu*ieron los siguientes datosD

5,. #a

5. I%9

:/. (%9

:%. I9

:. (9

:5. (a

44' 1'4

45' 13

4' &

46' 2

:,. R;

49' 2'4

5&' 13

51' &'5

52' 2

2

27'




<5. R;

54' 3'2

55' 13

5' &'9

56' 2

<,. R;

59' 4'2

&' 13

1' 1'6

2' 25

85. R;

4' 5'4

5' 13

' 2'4

6' 25

8,. R;

9' '

6&' 13

61' 3

62' 25

+5. R;

64' '7

65' 13

+,.

6' 3'2

66' 25

R;

1'1

,. R;

9&' 1'5

%. R;

92' 2'5

5. R;

94' 3'5

95'

8.

Tabla %.

+. Eficiencia. 7&' Se realiz+ una (rueba de *acío donde se obtu*o las (?rdidas del @ierro/ las cuales .ueronD 71' P!E2&FGH

+. Tabla . &anco de Resistencias.

72' %uego al ir *ariando la carga obtu*i)os -ueD

,5. #a

,:. I9

,<. R;

7' &'7

,+.

77'

,.

. Tabla 5. &anco de inductancias.




%//. 115'

RV =

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

11' RV =

116'

%/%.

−( 0.5∗264 ) ∗100 0.5∗264

132

RV =0

Tabla :. &anco de #a6acitancias.

%%,.

#aso R;%>%>%?.

119'

1132 FH

12'4FH

%/.

12&'

222 FH

2&'5FH

%/5. (I. RE)"LT*!) %/:. 1&5' %a corriente -ue a(arece en el (ri)ario al tener el trans.or)ador en *acío es la corriente de ecitaci+n/ la cual es la )íni)a necesaria (ara -ue el trans.or)ador (ueda o(erar' 1&' 1&6' :alculando la relaci+n de trans.or)aci+nD 1&7' 1&9'

a=

132 264

=0.5

%%/. %%%.

Regulación de (olta0e.

%%.

(ac=o.

113'

1132 FH

114'

224 FH

11'4FH 2&FH

121'

RV =

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

122' RV =

−( 0.5∗262 ) ∗100 0.5∗262

132

123'

RV =0.763

%:.

#aso R;>>?

125'

1132 FH

12'

221'2 FH

126'

RV =

13'2FH 2&'9FH

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

127' RV =

−( 0.5∗261.2 ) ∗100 0.5∗261.2

132


131' 132' 133'


RV =1.072

129'

%5/.


154'

#aso R;5>5>? 1132 FH 14'2H 2259'6 FH 21'6FH RV =

134'

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

135' 13' RV =

−( 0.5∗259.7 ) ∗100 0.5∗259.7

a∗V 2

∗100

RV =

−(0.5∗256.2 ) ∗100 0.5∗256.2

132

156' 157'

RV =3.044

#aso R;5>:>
132

RV =1.655

%5. 14&' 141' 142' 143'

1&' 11' 12' 13' 14'

#aso R;:>5>5? 1132 FH 15'4FH 2257' FH 22'4FH

RV =

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

145' 14'

−( 0.5∗258.6 ) ∗100 0.5∗258.6

132

146' 147'

%:.

RV =2.088

#aso R;:>:>:? 1132 FH 1'FH 225'2 FH 23FH

1132 FH 1'7FH 2255'3 FH 23'2FH

RV =

V 1−a∗V 2 a∗V 2

∗100

15' 1' RV =

144'

15&' 151' 152' 153'

V 1−a∗V 2

155' 15'

%<.

136' 137'

RV =

RV =

16' 17' 19' 16&' 161' 162' 163'

(

132− 0.5∗255.3 0.5∗255.3

RV =3.407

)

∗100




164'

η=

192'

Pout P¿

2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2 2

e

m

193' 194' 2

( 1.1 ∗200 ) η= ∗100 =92.36 ( 1.1 ∗200 ) + 20 2

%+<. %+8. 166' η=

%<. %8. %+. 197' 199'

Eficiencia.

R;5>5>? Re =135.484 [Ω ]

η=

2&&' Pout P¿

=

P out Pout + Pm

2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2 2

e

m

Pout P¿

2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2

e

2

m

2&1' /. 2

( 1.5 ∗135.48 ) η= ∗100 =93.84 ( 1.5 ∗135.48 ) +20

%+,. %+. %,/. %,%. 172' 173'

2

R;%>%>%?

/5. /:. 2&5' 2&'

Re =280 [ Ω ]

η=

174'

Pout P¿

2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2 2

e

m

175' 17'

Re =89.36 [ Ω ]

η=

2&6'

Pout P¿

2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2 2

e

m

2&7' /.

2

( 0.8 ∗280) η= ∗100=89.95 ( 0.8 ∗280 ) +20 2

%,+. %,,. %,. 19&' 191'

R;:>:>5?

R;>>? Re =200 [ Ω ]

2

( 2.5 ∗89.36) η= ∗100=96.54 ( 2.5 ∗89.36) +20 2

%/. %%. 212' 213'

R;<><>:? Re =57.14 [Ω ]


η=

214'

Pout P¿



2

=

I 2∗ R e

( I ∗ R )+ P 2 2

e

m

215' %8. 2

( 3.5 ∗57.14 ) η= ∗100=97.22 ( 3.5 ∗57.14 ) +20 2

%+. %,.

(ráctica realizada/ en la )edida -ue @a, una dis)inuci+n en la carga obser*a)os -ue la e.iciencia e)(ieza a au)entar , eso se debe -ue @a, un (aso )a,or de corriente del trans.or)ador (or lo tanto las (?rdidas co)o se )antienen constantes se *uel*en )enos re(resentati*as' En cuanto/ a la regulaci+n de *olta=e/ aun-ue te+rica)ente (ara cargas resisti*as su R debería ser &I/ esto no es (osible en la (ráctica debido a la resistencia de los de*anados del trans.or)ador/ , la regulaci+n au)enta en la )edida -ue la carga au)enta' 222' (II. &I&LI@R*AI* 5. 224' 9%B anual de laboratorio de (ro.esor %uis l.onso 8ías/ ngeniero electricista/ ni*ersidad industrial de Santander <. 22' 9B uía de laboratorio de )á-uinas el?ctricas'' 226' 227' 95B @tt(KLLre(ositorio'uis'edu'coL=s(uiL bit bitstrea)L12345679L2935L2L1295 &2'(d.s 229' (III. *NEC) •

/. %. •

%. (II. #N#L")INE) 0bser*a)os -ue la e.iciencia/ de .or)a (re*ista/ es alta cuando la carga son resisti*as/ si @ubi?se)os traba=ado con cargas ca(aciti*as e inducti*as @ubi?se)os es(erado en cuanto se le co)ienza agregar carga ca(aciti*a o inducti*a la e.iciencia co)enzaría a dis)inuir/ aun-ue la e.iciencia con carga ca(aciti*a es )ás alta -ue la inducti*a/ debido a -ue la carga ca(aciti*a tiende a contrarrestar el e.ecto inducti*o de los de*anados del trans.or)adorD entrando a la




5/. 5%. 5. 2!!.

Informe - PRÁCTICA No. 3. Regulación & Eficiencia de Un Transformador.

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