GR4-B
PRUEBAS EN TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Katherine E. López Medrano Laboratorio de Conversión Electromecánica de Energía, Departamento de Energía eléctrica, Escuela Politécnica Nacional Quito, Ecuador
[email protected]
Resumen-.
La presente práctica es de suma relevancia para afianzar los conocimientos adquiridos en clase y la comprensión del método para obtener los parámetros eléctricos como lo son las pérdidas debidas al calentamiento del conductor, las pérdidas provocadas por el material del núcleo de la bobina que conforma el transformador monofásico a través de la realización de la prueba de circuito abierto y cortocircuito, aprendizaje de mucho valor para la vida profesional pues así se puede conocer los parámetros de cada transformador para su posterior aplicación dentro de un circuito. I.
INFORME
A. A . Tabular los datos obtenidos en la Práctica. Prueba de Circuito Abierto 120.1 [V] 1.12 [A] P [W] 22 S [VA] 133 Prueba de Cortocircuito 15.3 [V] I [A] 5.04 10 [A] P[W] 76 S [VA] 76
Tabla 1. Datos obtenidos en la práctica tomados en el lado de la fuente de alimentación.
Teniendo en cuenta que el valor de la Resistencia del bobinado primario es 3.6 [Ω] y la Resistencia correspondiente al segundo devanado es 0.8 [Ω].
B . E n base a las medi medici cione oness obte obtenida ni dass en la prue prueb ba de circu cir cuito ito abierto ierto, deter mi ne los los pa paráme rámetros eléct léctri ri cos cos refe referr idos idos a: a) Lado de bajo voltaje del transformador.
Fig. 1 Circuito equivalente del transformador
Se obtiene utilizando la potencia y el voltaje en circuito abierto ( ):
= = = (120.1) 22 = 655.64 [Ω]
A continuación se calcula la impedancia de magnetización ( ) tal como:
= ∗ 1 = = 120. 1.12 = 107.23[Ω] = +
= = (15.3) 76 = 3.08 [Ω]
= + = √ 655.64 + 107.23 = 674.22 [Ω] Por lo tanto las componentes correspondientes a la magnetización del núcleo son:
Suponiendo la impedancia propia del primario reflejada del secundario al primario, tal que:
= 655.64 [Ω] = 1.53 [Ω] = 674.22 [Ω] = 1.48 [Ω]
= ∗ = = 3.108 2 = 12.32 [Ω]
b) Lado de alto voltaje del transformador. Determinamos los valores referidos al lado de alto voltaje multiplicando los valores de bajo voltaje teniendo en cuenta que la relación de transformación es de 1 a 2 con lo que .
=2
= ∗ = = 655.64 +2674.22 [Ω] = 163.91+ 168.55 [Ω] = 1.53 + 1.48 [Ω]
C. E n base a las mediciones obtenidas en la prueba de cortocircuito determine los parámetros referi dos a: a) Lado de bajo voltaje del transformador.
Se debe calcular la resistencia ( ) mediante el uso de la potencia activa y el voltaje de cortocircuito ( )
=
GR4-B
Para la impedancia de magnetización tenemos que:
= ∗ = = 15.103 = 1.53[Ω]
):
Con esta calculamos la reactancia (
= + = + = √ 12.32 + 1.53 = = 12.42 [Ω]
b) Lado de alto voltaje del transformador. Determinamos los valores referidos al lado de alto voltaje multiplicando los valores de bajo voltaje teniendo en cuenta que la relación de transformación es de 1 a 2 con lo que .
=2
= ∗
= 2 ∗ (12.32 + 12.42) = 49.28+ 49.68 [Ω] = 163.91+ 168.55 [Ω]
GR4-B
transformador, a través de una fuente variable de 0-215 Vac. Para esto, previamente se deberá realizar la conexión entre los terminales T8 y T14.
D. Consultar el procedimiento para realizar las pruebas de cortocircuito y circuito abierto en un transformador de tres devanados.
Pruebas de circuito abierto:
Esta prueba consiste en suministrar un voltaje igual al voltaje máximo del transformador en los terminales T1 y T7 del miso, a través de una fuente variable de 0-215 Vac. Para lo cual, previamente se deberá realizar las conexiones de un amperímetro y un vatímetro, entre el extremo de la fuente que va al terminal T8 y los elementos de medición antes mencionados (mostrado en la figura). Fig. 3 Conexión del transformador para prueba de cortocircuito
Una vez energizados los terminales T1 y T7, se procederá a variar el voltaje de la fuente hasta que el valor que registre el amperímetro sea igual o muy próximo al valor de la corriente máxima del transformador, en el lado del que se está efectuando la prueba. Posteriormente, se efectuarán las mediciones de voltaje, corriente y potencia obtenidas a través de los siguientes instrumentos: multímetro, amperímetro y vatímetro, con el fin de determinar la impedancia del transformador referido al secundario.
Fig. 2 Conexión del transformador para prueba de circuito abierto
Pruebas de cortocircuito:
En este caso se realizará la prueba en el lado secundario del transformador, considerando que el nivel de corriente es inferior al del primario. Esta prueba consiste en suministrar un voltaje variable en los terminales T1 y T7 del
E. E n un transformador de distribución o de potenci a además de las pruebas de circui to abierto y cortocircuito, ¿Qué pruebas eléctricas se realizan?
Evaluación de la Calidad del Sistema
Aislante del Transformador
GR4-B
Prueba de Resistencia de Aislamiento.
Prueba del Factor de Potencia del
III.
Aislamiento
Prueba de Corriente de Excitación
Prueba de relación de trasformación
Prueba
de
Resistencia
óhmica
RECOMENDACIONES
Revisar que el circuito esté bien armado y que no existan cables sueltos para evitar dañar los equipos y ocasionar accidentes. a
Devanados
Prueba de rigidez dieléctrica del aceite
Ensayo de tensión inducida
Prueba de Impedancia de Cortocircuito a
Tensión Reducida
F. Cuál devanado (alto voltaje o bajo voltaje) debe mantenerse abierto cuando se realiza la prueba de circuito abierto. J ustifique su respuesta. El devanado de alto voltaje debe mantenerse abierto. Esto debido a que en el momento de hacer la prueba de circuito abierto es necesario tener una fuente de alimentación mucho más accesible, es por esto también que se usa el devanado de bajo voltaje como devanado primario y por ende el devanado de alto voltaje se mantiene abierto. II.
núcleo y la reactancia de excitación del circuito equivalente de un transformador.
CONCLUSIONES
En la prueba de cortocircuito se debe tomar el devanado de alto voltaje como el primario por conveniencia y que en el devanado secundario se aplique el corto circuito. La prueba de cortocircuito permite a determinar la impedancia serie de un circuito equivalente de un transformador. En la prueba de circuito abierto es recomendable que el primario sea el devanado de bajo voltaje por conveniencia y que el secundario sea el devanado de alto voltaje en donde se aplicará el circuito abierto. La prueba de circuito abierto permite determinar la resistencia producida por el
No sobrepasar los valores nominales de voltaje como de corriente del transformador a usarse en la práctica, ya que se pueden quemar los fusibles de las bobinas del transformador. Tener las debidas precauciones al momento de conectar la fuente de alimentación del circuito para que no se produzcan daños en los equipos del laboratorio IV.
REFERENCIAS
Fitzgerald, A. E., Kingsley, C. J., & Umans, S. (2003). Electric Machinery. New York: McGraw-Hill. Stephen J. Chapman “Maquinas eléctricas” tercera edición. R Arthuro José. Pruebas Eléctricas de Diagnóstico a los Transformadores de Potencia, Universidad Simón Bolivar. Decanato de Estudios Profesionales en Tecnología e Ingeniería Eléctrica. R. Navarrete. Aplicaciones de las bobinas electromagnéticas on EMN. [online]. Available: http://www.elementosmagneticos.com/Aplicaci ones-de-las-bobinas Apuntes Conversion de energía Ing Nelson Granda Epn Período 2017-B
