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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

PRUEBA DE CORTO CIRCUITO DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO Curso Eléctricas I Profesor

:

Laboratorio de Máquinas

:

Ing. Alfredo Rocha

Alumnos:

Códigos:

Valera Chupillon, Alexander (08190170) Cuicapuza Suarez, Christian Issami (11190133) Arone Allcca, Ebert (11190129)

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I-EAPIEI

LABORATORIO N° 3

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Baquerizo Torres Cristhian (10190232) Carbajal García Cristhian (10190119) Garrazo Bonal Alan (10190248) Ciudad Universitaria, Mayo 2013

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA

PRUEBA EN CORTO CIRCUITO DEL TRANSFORNADOR MONOFASICO Experimento N°3: I. INTRODUCCION Para esta prueba es necesario aplicar una tensión reducida a un arrollamiento, usualmente se utiliza el devanado de alta tensión, con el otro devanado en corto circuito. La tensión de prueba es una tensión reducida Vcc llamada tensión de corto circuito y se calcula para que la corriente de corto circuito Icc no ocasione daños en los arrollamientos. Se calcula (se escoge) usualmente para esta prueba una intensidad de corriente Icc como la corriente de plena carga. II. OBJETIVOS:  Determinar a partir de pruebas experimentales en un transformador monofásico; los parámetros de dicho transformador.  Determinar experimentalmente ensayando un transformador monofásico. Las pérdidas que se producen en el cobre de un transformador, mediante la prueba de corto circuito. III. FUNDAMENTO PRUEBA DE CORTOCIRCUITO: La prueba de corto circuito consiste en cerrar o poner en corto circuito, es decir, con una conexión de resistencia despreciable, las terminales de uno de los devanados y alimentar el otro con un voltaje reducido (aplicado en forma regulada_ de un valor reducido de tensión que representa un pequeño porcentaje del voltaje del devanado por alimentar, de tal forma, que en

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS los devanados circulen las corrientes nominales. En estas condiciones se miden las corrientes nominales y la potencia absorbida. Debido a que la tensión aplicada es pequeña en comparación con la tensión nominal, las pérdidas en vacío o en el núcleo se pueden considerar como despreciables, de manera que toda la potencia absorbida es debida a las pérdidas por efecto joule en los devanados primario y secundario. Esta prueba se realiza a voltaje reducido, hasta que circule una corriente nominal por el circuito. En este caso no se toma la rama de magnetización, esto es debido a que solo se requiere un pequeño voltaje para obtener las corrientes nominales en los embobinados debido a que dicha impedancias son limitadas por la impedancia de dispersión de los embobinados, por lo tanto la densidad de flujo en el núcleo será pequeña en la prueba de cortocircuito, las pérdidas en el núcleo y la corriente de magnetización será todavía más pequeña. La tensión reducida Vcc, llamada frecuentemente tensión de impedancia, se soluciona para que la corriente de cortocircuito Icc no ocasione daño en los enrollamientos. Se escoge usualmente Icc como la corriente de plena carga (nominal). Usualmente esta prueba se hace por el lado de alto voltaje (para que la corriente sea más pequeña).

Figura 2: Circuito equivalente para la condición de cortocircuito La potencia del cortocircuito es la perdida total en el cobre del transformador. Debido al efecto pelicular, Pcc puede ser mayor que las perdidas óhmicas en el cobre. De la figura 2, obtenemos lo siguiente: ; (Ec.4) ; (Ec.5) LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I-EAPIEI

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ; (Ec.6) -Zeq, Xeq y Req son conocidas por impedancia equivalente, reactancia equivalente y resistencia equivalente, respectivamente. Si V1 = V2, podemos decir que: ; (Ec.7) Deberá notarse nuevamente que los parámetros están en función del enrollamiento en el que se toman las lecturas de los instrumentos. Ya que la resistencia equivalente Req es la suma de R1 y R'2 se deduce que:

; (Ec.8) IV. EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS A UTILIZAR:        

1 transformador monofásico de 1kVA – 220V-110V 1 Auto transformador 0- 220V, 6A. 2 amperímetros 1 Voltímetros c.a .0-330V. 1 Watimetro monofásico 0-150-300V, 5-10A. 1 puente para medir resistencias. 1 llave cuchilla de 30A. Cable para las conexiones.

V. PROCEDIMIENTO Armar el circuito de la figura siguiente:  Asegurase que el autotransformador este en tensión cero. En seguida cerrar el interruptor S1 y alimentar el transformador en ensayo por el lado de alta tensión (220V), graduar el auto transformador con tensión reducida de tal modo que el amperímetro A2 registre 1.2 de la intensidad nominal.  Después, ir disminuyendo la tensión para un juego de valores de V-A-W, para 100-80-60-4020%.  Medir las resistencias de los devanados (primario y secundario).

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Figura 1 VI. CUESTIONARIO: 1. Cuadro de valores tomados en las experiencias efectuadas. TABLA 1 Vcc 25 19.9 18.2 16.8 14.6

A 4.3 3.4 3.07 2.8 2.4

W0 86 56 46 39 29

f.p 0.82 0.82 0.82 0.83 0.86

Icc 8.2 6.6 6 5.5 4.7

Calculo de parámetros:

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2. Del ensayo de c.c graficar a partir de las lecturas de potencia consumida Pcc(W) la tensión de impedancia Vcc (V) y el factor de potencia de corto circuito cosα, como funciones de la corriente de corto circuito Icc(A). Hallamos la primera gráfica: Pcc Vs Icc Potenci a (W) 86 56 46 39 29

Icc(A) 8.2 6.6 6 5.5 4.7

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Hallamos Vcc Vs Icc: Vcc (v) 25 19.9 18.2 16.8 14.6

Icc(A) 8.2 6.6 6 5.5 4.7

f.p

Icc

Graficamos f.p Vs Icc:

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3. Dar conclusiones de la experiencia. Con esta experiencia podemos construir el circuito equivalente del transformador ya que en la experiencia pasada se uso el mismo transformador y se realizo la prueba del vacío entonces el circuito equivalente es:

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:  Las mediciones de resistencias en los enrollados del transformador obtenidas en las pruebas realizadas, son características propias de su construcción ya que resultaron ser bastante bajas lo cual es lógico, ya que así las perdidas en el transformador son mínimas, o sea, son características propias de su construcción lo que garantiza menores perdidas. De acuerdo a los parámetros obtenidos de conductancia de flujo principal gm y reactancia del núcleo bm, cuyos parámetros corresponden a la rama de magnetización están demostraron el porqué la poca circulación de la corriente en la prueba en vacío resultaron ser lo suficientemente pequeña lo cual significa una alta impedancia y por ende la poca potencia disipada por los enrollados, lo que fue reflejado en las pequeñas perdidas en la prueba antes mencionada.

 En la prueba de cortocircuito, debido a que la tensión aplicada es pequeña en comparación con la tensión nominal, las pérdidas en vacío o en el núcleo se pueden considerar como despreciables, de manera que toda la potencia absorbida es debida a las pérdidas por efecto joule en los devanados primario y secundario. Además, de esta prueba, se pueden obtener los parámetros de los devanados primario y secundario del transformador.

 La eficiencia del transformador se acerca a su comportamiento ideal cuando la carga es puramente resistiva.

VIII. BIBLIOGRAFIA:  1.- “Maquinas Eléctricas de Corriente Alterna”; Michael Liwschitz-Garik, Primera Edición, México 1970.  Mit staff – circuitos magnéticos y transformadores, Jhon Wiley  Maquinas eléctricas, Fitzegerald, Kingsley  ABC de las Maquinas Eléctricas 1: Trasformadores  Maquinas eléctricas : San Agustín  2.- “Circuitos Magnéticos y Transformadores”; E.E. Staff del M.I.T., Editorial Reverté S.A., 1981  3.- “Apuntes de Maquinas Eléctricas I”; Profesor Edward Fuentealba; 2002.

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