Sistema eléctrico de potencia LABORATORIO Nº 04 “Modelamiento de transformador trifásico de dos devanados”
Uscca Giraldo José Leonardo ALdair Arisaca Huanca Juan Luis Luis
Alumnos :
Chuctaya Cutire Alexis Grupo
:
Semestre
:
Fecha de entrega
:
A
Profesor:
V
Maria Teresa Mendoza Hora:
Nota:
ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO
SESIÓN Nº DOCENTE
TAREA
6
FECHA:
modelamiento del transformador trifásico de dos devanados
“
”
GRUPO DE TRABAJO Nº
Maria Tereza Mendoza
AMBIENTE
E4
1.Arisaca Huanca Juan Luis 2. Uscca Giraldo José Leonardo Aldair
ALUMNOS (APELLIDOS Y NOMBRES)
3. Chuctaya Cutire Alexi
Características de las herramientas y equipos:
Nº
PASOS DE LA TAREA
Ingreso
al
laboratorio
y
revisión
CONTROL DEL RIESGO
de
1
X
materiales.
Transitar por áreas despejadas.
X
2
Revisión de los voltajes del módulo erfi..
3
Montaje de pruebas en vacío.
4
Verificación del circuito sin energía.
X
Tener cuidado con los puntos de contacto del módulo.
5.
Energización y toma de datos.
X
Tener cuidado con los puntos de contacto.
6.
Montaje de pruebas de cortocircuito
7.
Verificación de la conexión sin energía
X
Asegurar los puntos de contacto del circuito.
8.
Energizar y toma de datos
X
Revisión de los cables conectados al módulo.
9.
Entrega de materiales .
GRUPO
A
Revisar que no haya tensión en el módulo.
X
Armar según en base a la guía de trabajo.
X
Tener cuidado con los puntos de cont acto del circuito armado.
X
Ordenar cuidadosamente los materiales a entregar.
X
ESPECIALIDAD:
C-4
APROBADO POR (DOCENTE):
Maria Tereza Mendoza
I.- Objetivo: Determinar la impedancia interna de un transformador trifásico así como su reactancia por unidad. Investigar como se determinan las constantes generales de un transformador. II.- Introducción teórica: Un transformador puede ser representado al igual como una línea de transmisión por un cuadripolo definido por sus constantes generalizadas.
Aquí se cumple: Us = AUR + BIR Is = CUR + DIR Las constantes generalizadas pueden determinarse por pruebas de vacío y cortocircuito del transformador. Las pruebas anteriores también dan origen a un circuito equivalente por fase del transformador trifásico, tal como:
III.- Equipo y material a utilizar: Transformador trifásico LN 01 Vatímetro trifásico. Voltímetros digitales 01 Pinza amperimétrica 01 Fuente de tensión alterna variable (erfi) Conductores de conexión
Transformador trifásico LN
01 Vatímetro trifásico.
Voltímetros digitales
01 Pinza amperimétrica
01 Fuente de tensión alterna variable (erfi)
Conductores de conexión
IV.- Procedimiento: Advertencia : Cuidado, el nivel de tensión con que va a trabajar puede ser
peligroso. Preste atención a lo que esta haciendo Cuidado con las escalas de los instrumentos. Llame al profesor antes de energizar el circuito . A) Ensayo en vacío. 1.- El transformador que va a utilizar posee TAPS que deben de ser cambiados solo si el transformador esta desconectado del sistema. Anotar los datos de placa del transformador.
Marca Modelo Potencia Frecuencia Tension primaria Corriente primaria Tension secundaria Corriente secundaria conexion
2.- Armar el circuito de la figura Nº3:
SIEMENS 261204601 1.5 kVA 56-60 HZ 380 3.75 A 0-150-175-200-225-250-275 v 3.15 A DY5
3.- La prueba se va a realizar por el lado de los TAPS del transformador trifásico. 4.- Se elegirán tres TAPS diferentes; de voltajes elevados para realizar el ensayo. 5.- Medir la corriente, potencia y tensión del primario así como también la tensión del secundario
a a Transformado r 1:200 2:225 3:250
secundario 391.2v 395v 396v
pr mar o
o enc a
0.156 A 0.142 A 0.128 A
43 W 43 W 43 W
pr mar o 200.2 V 225.1 V 252 V
Estos datos son de una prueba en vacío para esta prueba tenemos que tener en cuenta lo siguiente: No se debe superar la corriente de nuestro modulo porque podemos quemar los fusibles que son de 6 amperios. No superara la tensión y la corriente nominal de nuestro transformador para lo cual según placa de dato es 380V y 3.75A. Calculando nuestras tres tenciones de trabajo que son 250V, 225V y 200V estos los voltajes de entrada hacia el transformador. Para esta prueba alimentamos por el lado baja tensión tal como se muestra en la figura N.3 Para cada medición debemos cortocircuitar y mandar a tierra para poder descargar la magnetización de las bobinas Tensión de 250 voltios
Tensión de 225 voltios.
Tensión de 200 voltios
6.- Reducir el voltaje a cero y desconectar la fuente. 7.- Utilizar un conductor de sección adecuada y forrado, hacer contacto entre cada fase y tierra y entre fase y fase, para eliminar así la energía almacenada en el transformador luego de haber sido energizado.
B) Ensayo en cortocircuito: 1.- Para el ensayo de cortocircuito se debe calcular las corrientes nominales de cada lado del transformador trifásico.
Transformador modelo Potencia Lado TAPS
2.- Armar el circuito de la figura Nº4:
SIEMENS
1.5 kW 3.5 A 200-225-250 v
3.- Se va a cortocircuitar el lado de los TAPS en los transformadores y la alimentación para el ensayo se realizará por el otro bobinado. 4.- Incrementar la tensión lentamente desde cero, utilizando la fuente de tensión regulable, hasta obtener un 85% de la corriente nominal del transformador para cada TAPS y se va a medir las corrientes tanto en el lado primario como secundario de los transformadores así como la tensión de corto circuito primaria y la potencia primaria. REALIZAR LAS MEDIDAS RAPIDAMENTE POR SEGURIDAD
5.- No se olvide de reducir la tensión a cero, apagar la fuente y descargar el transformador antes de efectuar el cambio de TAPS Tabla Nº2 Transformador TAPS 1:200 2:225 3:250
U.cc primario
I primaria
Potencia
I secundaria
14.3 V 13.96 V
2.32 A 2.24 A
57.5 W 56.7 W
3.68 A
13.05 V
1.45 A
30.4 W
2.95 A
3.26 A
Estos datos tomados son de la prueba de cortocircuito para eso tenemos que tener en cuenta son lo siguiente: Para esta prueba se alimentó tensión por el lado de alta y tenemos que tener en cuenta las tensiones nominales de nuestro transformador. La parte de la salida se cortocircuita para poder medir la corriente. Para cada medición debemos cortocircuitar y mandar a tierra para poder descargar la magnetización de las bobinas Tensión de 225 voltios
Tensión de 220 voltios
Tensión de 250 voltios
6.- Reducir el voltaje a cero y desconectar la fuente.
V.- Cálculos: 1.- Utilizando los datos de la tabla Nº2 determinar la impedancia equivalente del transformador así como sus componentes para un TAP dado Ensayo en corto.
TAP elegido: 200 Relación de transformación
= Vcc=14.3 A
Icc=2.32 A
391.2 = 1.956 200
Iccl=Iac=2.32 A
=
14.3 1.956 3 √
= 16.14 14.3 1.956 3 √ = 2.32 1.956 = 13.61 = (φ) = 13.61(23.16) = 12.47 Ohms = (φ) = 13.61(23.16) = 5.45 Ohms
= √ 3 ∗ ∗ cos φ = √ 314.32.32(36.86) = 52.83 φ = −(
52.83 ) √ 314.32.32
φ = 23.16°
400 = 1500 = 106.68
3.- En base a los datos de la tabla Nº1 determinar la admitancia de excitación así como sus componentes, para el mismo TAP elegido anteriormente.
Ensayo en vacío
=
391.2 = 1.956 200
= √ 3 ∗ ∗ cos φ = √ 32000.156(36.86) = 43.28 φ = −(
43.28 ) √ 32000.156
φ = 36.86°
= 0.156(36.86) = 0.1245
= 0.156
= 0.156(36.86) = 0.093
391.2 = √ 3 0.1214 = 1860.45 ℎ
391.2 = √ 3 0.095 = 2428.34 ℎ Tener presente que: Se ha determinado la impedancia equivalente del transformador referido al lado en delta del transformador y la admitancia equivalente del circuito de excitación referido al lado estrella del transformador.
5.- Reemplazar los datos obtenidos en el siguiente circuito: 12.47
5.45
1860
2428.34
VI.- Aplicaciones:
1.
Desarrollar el siguiente caso:
Un transformador de distribución de 50 KVA, 13.8/0.208 KV conectado en ∆ -Y tiene una resistencia de 1% y una reactancia de 7% por unidad. a) ¿Cuál es la impedancia de fase del transformador, referida al lado de alta tensión? b) Calcule la regulación de voltaje de este transformador a plena carga y 0.8 F.P. en atraso, usando la impedancia calculada de alta tensión. c) Calcule la regulación de voltaje bajo las mismas condiciones usando el sistema por unidad.
2.
Conexiones en transformadores trifásicos
3.
Características de la conexión V-V (Delta abierto trifásico), usos y aplicaciones de este tipo de conexión.
4.
Desarrollo y explicación del sistema por unidad para transformadores trifásicos.
5.
Investigue como se realizan los ensayos para determinar las constantes generales de un transformador (A,B,C,D) y que formulas se emplean en base a los datos de estos ensayos.
S OL UC ION: a) C alcula la impedancia
La impedancia por unidad del transformador es
pu
Por lo tanto, la impedancia en ohms en el lado de voltaje es:
Determinar la regulación de voltaje
El voltaje de fase nominal en el secundario del transformador es
V øP =ɑV øS+R eqI ø+jx eqI ø
=13800<0°V+(114.2 Ω) (1.208<-36.87° A) +(j800 Ω) (1.208 <-36.87°A) =13800+138<-36.87°+966.4<53.13° =13800+110.4-j82.8+597.8+j773.1 =14490+j690.3
=14506<2.73°V
RV=
RV=5.1%
c) E n el sistema por unidad, el voltaje de salida es 1<0° y la corri ente es 1<-36.87° v p=1<0°+(0.01) (1<-36.87°) +(j0.07) (1<-36.87°) =1+0.008-j0.006+0.042+j0.056 =1.05+j0.05 =1.051<2.73°
La regulación de voltaje es:
1.05
0.05j
VII.- Observaciones y conclusiones:
Uscca Giraldo Jose Leonardo
OBSERVACIONES 1. En este laboratorio se tiene que identificar las tensiones de fase y de línea del transformador trifásico. 2. Debido a esto la medida del voltaje suministrado en el primer experimento debe hacerse en línea y neutro y NO de línea a línea. 3. Se ha tenido que seguir el conexionado de la guía de trabajo del laboratorio. 4. Se tomado en cuenta el tipo de conexionado del motor trifásico, este debe usara TAPS de 200,225 y 250 5. Los valores de tensión deben ser medidos con el 120 por ciento del atención terminal. 6. Los valores de corriente son medidos con el 85 % esta ya que el transformador no se ha de malograr.
CONCLUSIONES 1. Con el desarrollo del laboratorio se ha comprobado de los transformadores, tienen elementos que estos son medidos por medio físicos y sus valores de reactancia son calculados. 2. Se ha concluido que para hallar los datos de importancia del transformador, se tiene que medir con elementos de medición. 3. Se demostró que los transformadores, son dispositivo que aumentan o disminuyen el nivel de tensión y los que se a uso en el laboratorio son de taps con tensiones diferentes. 4. En este laboratorio se ha tenido que levantar los parámetros del transformador trifásico aumentado o reduciendo los niveles de tensión del voltaje terminal. 5. Con este laboratorio se ha determinado los valores de admitancia usando los valores de medición de los valores de ensayo de vacío y corto.
Arisaca Huanca Juan Luis
OBSERVACIONES 1. Se observa que al principio del laboratorio los voltajes en el transformador debieron ser identificados como voltejes de línea o de fase 2. Verificar los datos de placa del transformador para no sobrepasar corrientes ni voltajes de placa
3. Se debe elegir con que taps se debe trabajar antes de hacer las pruebas de vacio y de cortocircuito. 4. Para elegir los taps se debe tener en cuenta que nuestro erfi proporciona 380 V entre línea y línea y solo soporta 6 A
5. Antes de energizar se debe revisar si hay voltaje entre líneas
CONCLUSIONES 1.
Con el ensayo de vacío se puede sacar las perdidas en el núcleo y así sacar los parámetros en el núcleo
2.
Para escoger nuestros tap en nuestro transformador no hubo inconvenientes puesto que los voltajes en el transformador eran voltajes de línea y solo llegaba hasta 275 V
3.
Con el ensayo de cortocircuito se puede sacar las perdidas en el cobre y poder sacar los parámetros en las bobinas
4.
Las corrientes calculadas no superaban los 6 A por lo que no hubo problemas en escoger los taps, se debe tener en cuenta que se solo se debe llegar al 85%
5.
Para hacer los cálculos y sacar los parámetros se debe ver de forma monofásica
Chuctaya Cutire Alexis
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES 1.
Hay que fijarse bien ya que se pueden confundir los voltajes de fase con los voltajes de línea.
2.
Si inyectamos lo que nos indica el tap a un voltaje de línea obtendremos un voltaje inferior al que queremos, hay que fijarnos bien en eso.
3.
Debido a esto la medida del voltaje suministrado en el primer experimento debe hacerse en línea y neutro y NO de línea a línea.
4.
Las figuras nos indican de qué lado es la alimentación si es por los TAPS entonces la flechita que indica que se trata de los TAPS aparecerá en el lado de la alimentación
5.
Como podemos ver en vacío se obtienen valores muy bajos de corriente, ya que no existe corriente alguna debido al aislamiento del aire.
6.
Pasa lo mismo con el voltaje, ya que en vacío si se presenta un voltaje mientras que en corto circuito no.
7.
Se determinó los valores de la admitancia usando la potencia y voltaje obtenidos en el laboratorio.
8.
En corto circuito hay que elevar ligeramente el voltaje ya que podremos notar como la corriente sube de una forma muy rápida.
9.
Se logró determinar la impedancia interna de un transformador trifásico asi como su reactancia por unidad.
.
10. Se logró determinar las conexiones que nos indicaba el laboratorio. 11. Se analizó las conexiones sobre que en parte del transformador se tenía que energizar (TAPS).
