EXPERIENCIA N° 02: “EL TRANSFORMADOR TRANSFORMADOR MONOFÁSICO”-INFORME FINAL AUTORES: Victor Victor A. A. Peralta Benites, 20127051A Migel Ta!ia Portocarrero, "os# Antonio Ra$%n &i'one( , Ro)rigo A. *lores Palacios, Marco +i'a!i a-ila, a-arro /a Rosa Angel, Angel,
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA *aclta) )e ngeniera El#ctrica Electr%nica A-eni)a T3!ac A$ar 4 210, R$ac/i$a Tel#6ono: Tel#6ono: 8519 8 519 ;11070, P: ?tt!s:@@6iee.ni.e).!e RESUME. El trans6or$a)or es na $<ina el#ctrica esten ?allar e!eri$ental$ente. El !resente tra>aCo est< ela>ora)o con la 6inali)a) )e !o)er anali(ar los )i6erentes ti!os )e !re>as e son necesarias necesari as !ara !o)er )eter$inar los !ar<$etros )el circito ei-alente )el trans6or$a)or $ono6ase al circito ei-alente o>teni)o se !ronosticar< el co$!orta$iento )el trans6or trans6or$a) $a)or or >aCo na carga carga )eter$i )eter$ina) na)a, a, encont encontran ran)o )o a)e$
T?e trans6or$er is a static electric $ac?ine =?ose !rinci!le o6 o!eration is electro$agnetic in)ction. n or)er to >e a>le to !re)ict t?e >e?a-ior o6 t?is $ac?ine it is i$!ortant to >e a>le to re!resent t?rog? an ei-alent circit. T?is ei-alent circit ?as t?e !ara$eters o6 =?ic? are to >e 6on) e!eri$entall. T?e !resent =or is ela>orate) ela>orate) =it? t?e !r!ose !r!ose o6 !o=er anal(es anal(es t?e -arios -arios t!es o6 tests t?at t?e c?il) nee)s 6or !o=er )eter$ine t?e !ara$eters o6 t?e ei-alent circit o6 t?e single !?ase trans6or$er. Tests Tests are !er6or$e) sc? as -ac$, s?ort circit, a$ong ot?ers. n trn, >ase) on t?e ei-alent circit cir cit o>taine), t?e >e?a-ior o6 t?e trans6or$er n)er a gi-en loa) is 6orecast, an) t?e control c?aracteristics are also 6on). %$& '()!-- Single!?ase trans6or$er, ei-alent circit, trans6or$er !ara$eters, single !?ase trans6or$er tests.
* + O,ETIVO
Ensao
)e
-aco:
eter$inaci%n )e los !ar<$etros )el circito ei-alente )e n trans6or$a)or $ono6aCo carga, tili(an)o el circito ei-alente. eter$inaci%n )e las caractersticas )e reglaci%n.
2- DESARROLLO DEL CUESTIONARIO 2.1) RELACIÓN DE VALORES TOMADOS EN LOS EXPERIMENTOS EFECTUADOS: /os )atos 6eron registra)os a na te$!eratra a$>iente igal a 22 4D a na 6recencia )el siste$a igal a F0 +(.
1- Transformador monofásico usado en la
experiencia
Resistencia )e los arrolla$ientos en D: R DC
=
R DC
=
0.7 Ω
A.T
B.T
0.6 Ω
Se reali(% !onien)o el la)o )e alta tensi%n en circito a>ierto -aco9. Posterior$ente se energi(% el atotrans6or$a)or ?asta alcan(ar na tensi%n igal a 1G0V. A !artir )e este ni-el, se co$en(% re)cir la tensi%n ca)a 10V. /os reslta)os o>teni)os se $estran a continaci%n en la sigiente ta>la:
F 1 . F 5 F 0 7 . . 0 1 0
Ensao )e cortocircito:
7 ; 7 . 0 H 0 1 . 1 2 . 1 0 : 1 G . : 5 0 G . G 1 . G 0 2 ; 7 . 7 5 0 5 . : 1 . 5 0 ; 7 0 7 . 5 1 . 7 0 ; ; F . 2 . 0 0 0 2 F . 1 0 7 5 F . 7 . 0 2 G 2 7 . 1 0 5 ; . 2 7 H H ; 2 . 1 0 2 ; . 5 G . 0 5 F 0 1 2 . 1 0 0 2 G 1 F . G 1 : 0 1 . F 1 0 F 2 F . : 1 0 ; . 2 F 1 G G 0 . 5 1 1 9 9 9 V A I V P
2- Autotransformador usado en la experiencia
Se reali(% cortocircitan)o el la)o )e >aCa tensi%n. A !artir )e cero -oltios se e$!e(% a a$entar gra)al$ente la tensi%n en el la)o !ri$ario )e alta tensi%n9 ?asta alcan(ar la corriente no$inal. /os reslta)os o>teni)os se $estran en la sigiente ta>la:
F : H . 5 . : . 1 1 1
H . 5 . : . F F 5 1
5 1 ; F . 0 . H ; G Dr-a )e Potencia cons$i)a
5 H . 1 2 . 0 1 H . 1 H : 9 9 9 V I A c c c c c c V P
P(W) vs V (V) 60 P(W
40 20 0
2.2) CURVAS DE FACTOR DE POTENCIA, POTENCIA CONSUMIDA Po(W) Y CORRIENTE EN VACÍO Io (A), COMO FUNCIONES DE LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN (V):
0
50
100
150
Dr-a )e corriente en -aco:
Dr-a )e 6actor )e !otencia:
I(A) vs V(V) 1!5 " (A
1 0!5
Cos ɵ VS V
0 0
50
100
150
150 100 50 0 20
40
60
80
100
120
140
2.3) DEL ENSAYO DE CORTOCIRCUITO RAFICAR LA POTENCIA CONSUMIDA PCC(W), LA TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO VCC Y EL FACTOR DE POTENCIA DE CORTOCIRCUITO COMO FUNCIONES DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO ICC(A):
1 K 1000 @ 220L 1 K .55 A 2 K 1000 @ 110L 2 K H.1 A Potencia cons$i)a:
Paa $l $.!a&( )$ "(/(""1/(:
P(W) vs Icc(A) 60 P(W
40 20
e KVsc @ sc K 1G. @ .55 Entonces: $3 4 256782 N ReK Psc @ 2sc K 70.5 @ .55 2 Entonces: R$3 4 2526*29 N
0 1 2 # 4 5 6 $ 8 % 10
Tensi%n )e cortocircito:
V(V) 15 &(&
10
e2 K (e2 Re2 Entonces: X$3 4 *58 N /ego: R1 K R2 K 0.5 Re Entonces: R* 4 *5*7 N Entonces: R;2 4 *5*7 N Don la relaci%n )e trans6or$aci%n e es aK2 R2 K RQ2 @ a2 K 1.15 @ 2 2 Entonces: R2 4 0528<7 An
X* 4 057<= X2 4 057<=
5 0
C(. $l $.!a&( )$ #a">(
1 2 # 4 5 6 $ 8 % 10
*actor )e !otencia:
Cos ( 1
2
#
4
2.!) UTILI"ANDO LOS DATOS DE LAS DOS PRIMERAS PRUE#AS, $ALLAR EL CIRCUITO E%UIVALENTE EXACTO DEL TRANSFORMADOR PARA CONDICIONES NOMINALES: En -alores no$inales tene$os lo sigiente: Potencia )el trans6or$a)or: 1 JVA Tensi%n Pri$ario: 220 V Tensi%n Secn)ario: 110 V Relaci%n )e trans6or$aci%n: 220@110 K 2 Entonces !o)e$os ?allar las corrientes no$inales
ocS K c @ VS K 0.F2 @ 110 Entonces: ?("S 4 050072 ocS K Pc @ V 2S K GG @ 1102 Entonces: G("S 4 0500292929
,@S 4 0500=<0= R!K 1@oc Entonces: RS 4 =<<5<<<9 $ K 1@ B$ Entonces: X@S 4 29952* /o re6leCa$os al !ri$ario, $e)iante las sigientes ecaciones: oc K ocS @ a 2 Entonces: ?(" 4 0500*0 oc K ocs @ a2 Entonces: G(" 4 05000<8*8*9 B$ K B$S @ a 2 Entonces: ,@* 4 0500060008 R!K 1@oc Entonces: R;4 *7<<5<<6 $ K 1@ B$ Entonces: X@B 4 ***05087
COMPARARLO CON EL R*FICO ENCONTRADO EN 2.&. EXPLICAR LAS DIFERENCIAS: Se $estran los )atos o>teni)os )e la !re>a con carga:
1 # ! $ 5 6 # ! 4 0 8 1
2.&) CON EL CIRCUITO E%UIVALENTE APROXIMADO TRA"AR EL DIARAMA CIRCULAR DEL TRANSFORMADOR, ES DECIR V ' I:
5 4 ! 6 # 5 4 6 # 0 ! 1 6 $ 8 ! 2 0 $ 5 1 2 0 ! 1 5
As tene$os el circito ei-alente:
6 8 ! $ 2 1 6 a % 2 0 ! * r 1 # a c n o c o ) a s n 2 6 ! 5 0 $ $ 1 1 0 ! 1 # 6 2 ! # 8 0 8 6 1 0 ! 1 1
tra(a$os el )iagra$a 6asorial:
& ( A W ( ' ( ' & " P
2.) CON LOS DATOS DEL ENSAYO CON CARA A FACTOR DE POTENCIA 1, RAFICAR LA CURVA V ' I, Y
Entonces tene$os el sigiente gr<6ico:
R=
116.2− 108.6 108.6
x 100
R=6.99
2.+) PARA LAS DIVERSAS CARAS DETERMINAR LA CAÍDA DE TENSIÓN INTERNA EN - SEN LA EXPRESIÓN: u
()
V O 2−V 2 =
Vo 2
100
2 ! 1 ! $ # 6 0 1 ! 1 1 2 1 1 2 ! 5 ! , 4 6 $ 0 1 ! 1 1 0 0 1
2.) COMPARAR LAS PRDIDAS EN EL CO#RE, RDC(+&4C) CON LAS PRDIDAS EN LA CARA PL (+&4C): e la !re>a )e cortocircito tene$os:
R $3 4 2526*29 N /as !re>as 6eron reali(a)as a 224D, se ten)r< en total.
R e1D9 K R 1D9 8 R 2D9 K 0.HF 8 0.55 N K G.1F N Usan)o la e!resi%n se tiene: R e1754D9 K .7;H N
2 ! $ ! , 5 6 4 0 1 ! 1 1 0 %
2.1) CONCLUSONES 2 ! 6 ! , 6 6 6 0 1 ! 1 1 2 8 2 ! 2 ! , $ 6 5 0 1 ! 1 1 $ $
2 ! 6 ! , 8 6 4 0 1 ! 1 1 5 6 a a * * r r a a c c n n i c s o & ( & ( ' ' , ( & & +
2./) CALCULAR LA REULACIÓN DE TENSIÓN PARA UNA CARA NOMINAL CON F.P0./ CAPACITIVO: R
=
Vsincarga Vplenacarga x 100 Vplena carga −
- /a tensi%n en el la)o )e >aCa tensi%n )el trans6or$a)or, !ara cargas si$ilares, )is$ine con 6actor )e !otencia in)cti-o. En el caso )e cargas )el ti!o ca!aciti-a la tensi%n a$enta. /a e6iciencia a$enta al tener n 6actor )e !otencia ca!aciti-o. /a reglaci%n $eCora al sar n 6actor )e !otencia in)cti-o /a !re>a )e cortocircito general$ente se eCecta cortocircitan)o el la)o )e >aCa tensi%n ali$entan)o el )e alta con la corriente no$inal corres!on)iente. Esto )e>i)o a e con ello se !o)r< $aneCar corrientes $enores e-itar in)cciones es!ecial$ente can)o se trata )e trans6or$a)ores )e alta !otencia.
estro trans6or$a)or tiene na 6.).! casi la ni)a) )e>i)o a e el e6ecto resisti-o es $aor, cosa e no es sal en trans6or$a)ores )e !otencia e #l sie$!re es $aor.
e>e$os )e tener >ien claro en # la)o )el trans6or$a)or reali(a$os ca)a !re>a. El ensao en -aco general$ente )e>e ser reali(a)o ali$entan)o el la)o )e >aCa con la tensi%n no$inal corres!on)iente a e, !or ser na tensi%n $enor, se !e)e o>tener $e)ir 6oratorio.
/a e6iciencia es la relaci%n entre la !otencia 3til la !otencia total, tiene na $<i$a e6iciencia can)o el n)ice )e carga es %!ti$o.
/a relaci%n )e trans6or$aci%n se $antiene constante no tiene ten)encia a ca$>iar !es el -oltaCe in)ci)o )e!en)e )el 6lCo $agn#tico este )e la corriente. Pero, ane se satre el 6lCo $agn#tico este -a a ser el $is$o !ara a$>as >o>inas !or tanto el -oltaCe in)ci)o -a a ser el $is$o.
e acer)o a los !ar<$etros o>teni)os )e con)ctancia )e 6lCo !rinci!al reactancia )el n3cleo, cos !ar<$etros corres!on)en a la ra$a )e $agneti(aci%n esta en -aco resltaron ser lo s6iciente$ente !ee'a lo cal signi6ica na alta i$!e)ancia !or en)e la !oca !otencia )isi!a)a !or los enrolla)os, lo e 6e re6leCa)o en las !ee'as !er)i)as en la !re>a antes $enciona)a.
/as $e)iciones )e resistencias en los enrolla)os )el trans6or$a)or o>teni)as en las !re>as reali(a)as, son caractersticas !ro!ias )e s constrcci%n a e resltaron ser >astante >aCas lo cal es l%gico, a e as las !er)i)as en el trans6or$a)or son $ni$as, o sea, son caractersticas !ro!ias )e s constrcci%n lo e garanti(a $enores !er)i)as.
=- ,I,LIOGRAFÍA Ensao )e trans6or$a)ores ?tt!:@@assets.$?e)cation.es@>c-@gi)e@ca!i tlo@;;117;.!)6 M<inas El#ctricas "es3s *raile Mora
