Laboratorio de Máquinas Eléctricas y Transformadores
OPERACIÓN DE MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES Laboratorio 2
EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR
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”
2016
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Laboratorio de Máquinas Eléctricas y Transformadores “
TECSUP
EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR ”
OBJETIVOS:
1. Determinar la caída de tensión del transformador. 2. Determinar el rendimiento del transformador. FUNDAMENTO TEORICO:
CAIDA DE TENSION EN UN TRANSFORMADOR Dado que existen resistencias y reactancias intercaladas en serie con los bobinados del transformador, cuando circule una corriente de carga por los bobinados la tensión del secundario se vera reducida. La caída de tensión será entonces la diferencia algebraica entre la tensión eficaz del secundario en vacio (E2) y la que aparece cuando el transformador trabaja en carga (U2): u E 2
U 2
A menudo es más conveniente expresar esta caída de potencial en términos de porcentaje referidos a la tensión de vacío. A este valor se le denomina coeficiente de regulación. (ε)
E 2
U 2
E 2
100%
También se puede expresar como la siguiente relación: u R Cos u X CC
CC
Sen
Donde: u R
CC
RCC I 1 U 1
100%
y
ε = Coeficiente de regulación
= Caída de tensión óhmica de cortocircuito. u = Caída de tensión inductiva de cortocircuito. Cos = Factor de potencia de la carga u R
CC
X CC
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u X
CC
X CC I 1 U 1
100%
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RENDIMIENTO DE UN TRANSFORMADOR
Se puede decir que el rendimiento de un transformador es la relación entre la potencia suministrada a la carga por el secundario (P 2) y la potencia absorbida de la red por el primario (P1), expresada en porcentaje:
C
I 2 I 2 n
P 2 P 1
100
P 2 P 2
P Fe
P Cu
CU 2 I 2 n Cos CU 2 I 2 n Cos P Fe
I 1
C
max
I 1n
2
C
P Cu
100
100
P Fe P Cu
Donde: η = Rendimiento del transformador en %.
P1 = Potencia absorbida de la red por el primario. P2 = Potencia activa cedida a la carga. PFe = Perdidas en el hierro. PCu = Perdidas en el cobre. C = Índice de carga Cmax = Índice de carga donde se da la máxima eficiencia del transformador
EQUIPOS Y MATERIALES: Cantidad
Descripción
Marca 15
Modelo
Observación
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01 01 01 03 03 01 01 Varios
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Fuente de alimentación variable Transformador 220/110 v Vatímetro digital Multímetro digital Modulo de Resistencias Modulo de Condensadores Modulo de Inductancias Conductores de conexión
EN ESTE LABORATORIO TRABAJARÁ CON TENSIONES PELIGROSAS. NO MODIFIQUE NI HAGA NINGUNA OTRA CONEXIÓN, SALVO QUE SU PROFESOR LO AUTORICE. ANTES DE ENERGIZAR, SOLICITE LA AUTORIZACIÓN A SU PROFESOR.
PROCEDIMIENTO
1. Implemente el circuito de la figura 1.
Figura 1
2. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: R
Tabla 01 V1 V2
1 2 16
A
W
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3 4 5 3. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador: Tabla 02 Experimental
R
ε
Teórico
η
ε
η
1 2 3 4 5
4. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 2
5. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 03 1
L
V1
V2
2 3 17
A
W
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4 5 6. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador: Tabla 04 Experimental
L
ε
Teórico
η
ε
η
1 2 3 4 5 7. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 4
8. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: Tabla 05 C
V1
V2
1 2 3 18
A
W
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4 5 6 9. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
C
Tabla 06 Experimental ε
Teórico
η
ε
η
1 2 3 4 5 6 10. Implemente el circuito de la siguiente figura.
Figura 5
11. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla: R – L
Cosθ
Tabla 05 V1
1 2 3 4 5
19
V2
A
W
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6 12. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulación y el rendimiento del transformador:
R-L
Tabla 06 Experimental ε
Teórico C
η
ε
η
1 2 3 4 5 6
ACTIVIDAD
1) Realice una grafica V 2 vs A con los datos de la tabla 1, 3 y 5.
2) Realice una grafica ε (caída de tensión) vs A (corriente en el secundario) con los datos de la tabla 2, 4 y 6
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3) Realice una grafica u vs A y u vs Cos φ con los datos de la tabla 7.
4) Realice una W vs
C
con los datos de la tabla 7 y 8.
5) Realice una η vs C con los datos de la tabla 7 y 8.
6) Realice una grafica W vs
η
con los datos de la tabla 7 y 8. 21
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7) Realice una grafica W vs ε con los datos de la tabla 7 y 8.
8) Analice las graficas y comente las tendencias. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………….
9) A continuación se presentan los datos de 2 transformadores monofásicos obtenidos de los correspondientes ensayos de vacío y corto. Se pide hallar: a. m = _________________ b. I1n = _________________ c. I2n = _________________ d. Rcc = _________________ 22
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e. f. g. h. i. j. k. l. m. n. o. p.
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PFe = _________________ PCu = _________________ Tensión a plena carga en el secundario = _________________ Rendimiento a plena carga para el factor de potencia indicado. n = _________________ Transformador
Sn (VA) V1 (V) V2 (V) VCC (V) P0 (W) PCC (W) Cos φ
1°
2°
4000 440 240 20 50 150 0.9 inductivo
10000 380 230 15 100 300 0.8 inductivo
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c. Conducen pruebas, analizan e interpretan sus resultados, para evaluar y mejorar sistemas
Resultado:
electromecánicos.
e. Trabajan eficazmente en equipo. Criterio de desempeño :
C1. Realizan pruebas con instrumentos y equipos en sistemas de diversa tecnología, utilizando procedimientos y normas establecidas.
e2 Entrega informes y presenta proyectos como resultado de un trabajo en equipo. Máquinas eléctricas I
Curso:
LABORATORIO Nº2 : Eficiencia y regulación de Transformadores
Actividad: Nombre y apellido del alumno:
La actividad se realiza en grupo de dos alumnos.
Observaciones
Sección:
C10
Periodo:
2016-I
Ciclo:
IV
Semana:
03
Docente:
Pedro Benites
Fecha:
Documento de Evaluación Hoja de Trabajo
Archivo informático
x
Informe Técnico
Planos
Otros:
Caso
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Excelente
Bueno
Requiere Mejora
No aceptable
4
3
2
0
4
3
2
0
Demostró conocimiento acerca de los temas tratados.
3
2
1
0
Aplica procedimientos seguros.
3
2
1
0
a. Capacidades tecnológicas Determinó la caída de tensión en el transformador (Procedimiento, Conexiones, Precisión) Determino el rendimiento del transformador (Procedimiento, Conexiones, Precisión)
Puntaje parcial
Puntaje alcanzado 1
Excelente
Bueno
Requiere Mejora
No aceptable
Presenta informe (presentación, redacción, ortografía, resultados y conclusiones)
3
2
1
0
Trabaja con orden e iniciativa respetando las normas de laboratorio.
3
2
1
0
b.-Procedimiento y actitudes
Puntaje Logrado
Puntaje Total
Puntaje Logrado
Puntaje alcanzado 2 PUNTAJE TOTAL 1 + 2
Comentarios al o los alumnos: (De llenado obli atorio Excelente Bueno Requiere Mejora No aceptable
Descripción
Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos. Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos. Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos. No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.
