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MAQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS Y ROTATIVAS LABORATORIO No.2 Título del Laboratorio Nº 2:

NOTA

“ENSAYO DE VACIO Y CORTO CIRCUITO EN UN TRANSFORMADOR”

Profesor

Fecha

GUTIERREZ PAUCAR, Agustin Adalberto

07/02/18

Hora

Integrante

18:30-21:45 Ambiente

Código

TINCO NOGUERA, Celso Euclides

1221738

RUIZ CASTAÑEDA, Carlos Elias

1320136

HUARANCCA SULCA, Leonardo Percy

1410725

Lima, Febrero del 2018

B0505

ENSAYO DE VACIO Y CORTO CIRCUITO EN UN TRANSFORMADOR

I. OBJETIVOS  Determinar los parámetros del circuito equivalente para la experiencia en vacío de un transformador monofásico.  Determinar si el valor de las perdidas en vacío concuerden y están dentro de la tolerancia con los valores calculados en el laboratorio.  Medir las perdidas en el cobre y comprobar si se encuentran dentro de los valores calculados en la experiencia.  Determinar los parámetros del circuito equivalente del transformador monofásico para una frecuencia y tensión nominal.

II. MARCO TEORICO: Para determinar estos parámetros se puede realizar a través de dos pruebas, las cuales son: Prueba de Vacío y Prueba de Cortocircuito.

1.- PRUEBA EN VACIO:

Este ensayo se realiza en las siguientes condiciones: Transformador en vacío alimentado a tensión y frecuencia nominal.

A partir del mismo se determinan las pérdidas en el hierro y los valores de los parámetros de la rama de vacío. Si la tensión y la frecuencia a la que se alimenta el transformador son los valores nominales entonces las pérdidas de vacío serán las nominales:

Hay que recordar que las pérdidas en el hierro son:

Entonces:

La potencia medida por el vatímetro serán las perdidas en el hierro en condiciones nominales. Recordando la forma en que queda el circuito equivalente en vacío:

Es posible calcular los parámetros de la rama de vacío del circuito equivalente a partir de las medidas realizadas:

2.- PRUEBA EN CORTOCIRCUITO:

El ensayo de cortocircuito se realiza alimentando el transforma a tensión reducida y frecuencia nominal y poniendo en cortocircuito el bobinado que no se conecta a la fuente.

Es deseable que la corriente durante el ensayo sea la nominal o próxima a la misma por lo cual la tensión del ensayo debe ser mucho menor que la nominal. En caso que trate de un el transformador con más de dos arrollamientos, el ensayo se realiza tomando los arrollamientos de a dos y dejando los restantes a circuito abierto. Al ser la tensión del ensayo mucho menor que la nominal las perdidas en el

hierro, que varían con la tensión al cuadrado, se pueden despreciar.

Como el transformador está en cortocircuito durante el ensayo la potencia de salida es nula por lo tanto la potencia medida en el ensayo es igual a las pérdidas en el cobre:

Al ser la tensión mucho menor que la nominal el transformador trabaja en zona lineal, lejos de la saturación, por tanto en cortocircuito a tensión reducida los parámetros de un transformador son constantes y es posible obtener los valores que se medirían en un ensayo realizado a corriente nominal a partir de los valores medidos a una corriente menor a la nominal de la siguiente forma.

Siendo I1 la corriente medida durante el ensayo. A partir de los valores medidos en el ensayo es posible calcular los parámetros del circuito equivalente:

Donde t es la temperatura a la que se realizó el ensayo.

Ur = es la caída de tensión en la resistencia de la rama de cortocircuito. Ux = es la caída de tensión en la reactancia de fugas.

III. MATERIALES Y EQUIPOS:  Transformador monofásico 220/110 V.  Regulador de tensión 0-220 AC.  Vatímetros monofásicos.  Cables de conexión.  Voltímetros, amperímetros. IV. PROCEDIMIENTO: 1.- PRUEBA EN VACIO: Se construye el siguiente circuito, el cual se analizara en el laboratorio:

W(vatios)

V2 (V)

cosө

0.1

1.317

68.02

17.5 mA

0.8

37.4

2.23

39.8

25.1 mA

0.8

72.4

0.80

4

60.4

34.4

1.6

111.2

0.77

5

80.4

47.6

2.6

148

0.67

6

100

74

3.85

84.1

0.52

7

120

119.7

21

220.8

1.46

8

130.3

151.2

28.5

239.6

1.44

Nro

V1 (V)

1

0.7

2

20.46

3

A1 (A) 2.1 mA

1.- Hallar la admitancia equivalente del transformador referido al lado secundario, a condiciones nominales. 2.- Trazar las siguientes curvas a) cosφ0 versus Voc

cosφ 0 versus Voc 140

1.44, 130.3 120

1.46, 120 0.52, 100

80

0.67, 80.4

60

0.77, 60.4

40

0.8, 39.8

VOC

100

Series1

2.23, 20.46

20

68.02, 0.7 70 80

0 -10

0

10

20

30

40

50

60

COSΦ0

b) Poc versus Voc

Poc versus Voc 130.3, 28.5

30 25

120, 21

POC

20 15

Series1 Expon. (Series1)

10 5 0.7, 0.1 0 0.00

20.46, 0.8 39.8, 0.8 20.00

40.00

60.4, 1.6

60.00 VOC

80.4, 2.6

80.00

100, 3.85

100.00

120.00

140.00

c) Ioc versus Voc

I oc versus Voc 160

130.3; 151.2

140 120

120; 119.7

IOC

100 80

100; 74 Series1

60 80.4; 47.6

40 20

20.46; 17.5

60.4; 34.4

39.8; 25.1

0.7; 2.1

0 0

20

40

60

80

100

120

VOC

2.- PRUEBA EN CORTOCIRCUITO:

Nro

A1 (A)

V1 (V)

W(vatios)

A2 (A)

cosө

1

305.4

17.45

6.5

0.54

0.68

2

395

22.5

10

0.69

0.64

3

502

28

15

0.89

0.60

4

600

34.1

21.5

1.06

0.59

5

686

40.7

27.4

1.22

0.55

140

1.- Hallar el circuito equivalente aproximado del transformador referido al lado secundario a condiciones nominales.

2.- Trazar las siguientes curvas:

a) Psc versus Is

ISC

P sc versus I sc 800 700 600 500 400 300 200 100 0

27.4; 686 21.5; 600 15; 502 10; 395 6.5; 305.4

0

5

10

15

20

25

30

PSC Series1

b) Vsc versus Isc

Vsc versus I sc 800 700

( 40.7 ; 686)

600

( 34.1; 600)

ISC

500

( 28; 502)

400

( 22.5; 395) (17.45 ; 305.4)

300 200 100 0 0

1

2

3 VSC Series1

4

5

6

c) cosφ sc versus Isc

cosφ sc versus I sc 800 700

0.55; 686

600

0.59; 600

ISC

500

0.6; 502

400

0.64; 395 0.68; 305.4

300 200 100 0 0.54

0.56

0.58

0.6

0.62 COSΦ Series1

Imágenes de laboratorio

0.64

0.66

0.68

0.7

RESULTADOS Y CONCLUSIONES 4.-Menciones 03 observaciones, 03 conclusiones y 03 recomendaciones de la experiencia OBSERVACIONES -

Al momento de medir los valores con el vatímetro se pudo observar que a medida que se iba subiendo los valores del voltaje, el instrumento requería configurarse a distintas escalas lo cual perjudica el valor del resultado.

-

En la prueba de cortocircuito se observo que las mediciones de la corriente, voltaje y el vatímetro funcionaban correctamente y además solo se trabajo en una escala en la configuración del vatímetro, como resultando obteniendo valores confiables.

-

En el caso de estos circuitos el máximo voltaje que puede recibir el transformador es 130 aproximadamente al seguir sobrecargándolo llegaría dañar el trafo.

CONCLUSIONES   

RECOMENDACIONES 

Antes de realizar el laboratorio se debe revisar los equipos como; el voltímetro, transformador, cables de conexión y la fuente de alimentación como las conexiones de energía eléctrica.



Revisar el variador de voltaje sus valores mínimo y máximo.



Al culminar las mediciones se deben apagar los equipos o al observar que se están obteniendo valores no confiables, lo que significaría que la conexión del circuito se encuentre mal y requiere ser revisado.