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T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 1 de 10

UNIVERSIDAD TECNLOGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

CARRERA: INGENIERA ELCTRICA

CTEDRA: MAQUINAS ELCTRICAS I

PROFESOR: Ing. Roberto WULF

A.T.P.: Ing. Sergio ROATTA

Ing. Pablo YORNET

CURSO/AO: Q 3051 2014

GRUPO N:

INTEGRANTES LEGAJO

RESPONSABLES

TRABAJO PRCTICO N 1

ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFSICO

FECHA DE PRESENTACIN CALIFICACIN

1ra

Presentacin

OBSERVACIONES:


TRABAJO PRACTICO Nro. 1

ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO

En este trabajo prctico se determinarn los parmetros bsicos y las caractersticas de un

transformador monofsico. Con este propsito se someter un transformador de pequea

potencia a ensayos indirectos y directo, estableciendo, para el primer caso las condiciones

especiales de funcionamiento para medir los parmetros, y en al segundo, la carga a la salida

del transformador para obtener las caractersticas directamente.

En esta serie de ensayos se determinarn las resistencias de los arrollamientos, la polaridad de

los mismos, la relacin de transformacin, la corriente y las prdidas en vaco, la tensin de

cortocircuito y las prdidas en el cobre. En el ensayo directo se tomarn las caractersticas

externas y se calcular el rendimiento y la regulacin del transformador.

En base a los valores experimentales obtenidos en los ensayos se calcularn los parmetros

que permitirn establecer los distintos circuitos elctricos equivalentes y trazar sus respectivos

diagramas fasoriales.

A - PLAN DE REALIZACION DE LOS ENSAYOS

1- Ensayo en vaco del transformador

1.1- Verificacin de la polaridad de ambos arrollamientos,

1.2- Se tomarn las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema elctrico,

cuando se aplique la tensin (preferentemente lado BT) para los siguientes valores: 25%,

50%, 75%, 100% y 115% de la tensin nominal. Simultneamente con las mediciones se

observar en un osciloscopio las forma de onda de corriente de vaco.

1.3- Realizacin de la caracterstica de vaco del transformador, U=f(Io).

2- Ensayo en cortocircuito del transformador

2.1- Medicin de las resistencias de los arrollamientos de baja y alta tensin en corriente

continua.

2.2- Se tomarn las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema elctrico,

cuando aplicando tensin reducida (preferentemente lado AT) se tengan los siguientes valores

de corriente en el primario: 25%, 50%, 75%, 100% y 125% de la corriente nominal, previamente

cortocircuitado el otro arrollamiento.

3-Ensayo del transformador bajo carga variable

3.1- Se tomarn los valores de corrientes, tensiones y potencias primarias y secundarias

cuando se tenga al 25%, 50, 75%, 100% y 120% de la corriente nominal con carga resistiva,

inductiva y capacitiva.


B - PLANILLA DE MEDICIONES:

1-Ensayo en vacio:

Transformador

Marca: Potencia: VA

Tipo: Tensiones: V

Corrientes: A

Circuito de Medicin

Vmed

I o

V

Osciloscopio

Shunt

V

WA

Vef

Fuente variable V

AT

Transformador a ensayar

Instrumentos y equipo de control

MAGNITUD

INSTRUMENTO MARCA ALCANCES CLASE NUMERO

Io

Po

U1

Um

U2

Osc.

Variac

otros


Ensayo de polaridad

V V

VUd

U1 U2220V

U1=

U2=

Ud=

u

v

U

VPolaridad:

Cuadro de valores medidos y calculados

VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS

% U1

volts

I0

amp.

P0

Watt

U2

volts

Pfe

Watt Cos 0

Bm

siemens

Gp

siemens a

25

50

75

100

125

Relacin de tansformacin promedio:

Datos para construir la curva de magnetizacin :

U

(volts)

Io

(amp)

U

(volts)

Io

(amp)


2-Ensayo en cortocircuito

Transformador

Marca: Potencia: VA

Tipo: Tensiones: V

Corrientes: A

Circuito de Medicin

WA

V

Transformador

Vcc

I cc Pcc

AT BT0 a I n = I cc

0 a V cc

LL 1

Fuente variable

a ensayar


MAGNITUD

INSTRUMENTO

MARCA

ALCANCES

CLASE

NUMERO

I1cc

Pcc

Ucc

I2cc

Tr corriente

Variac




% Icc1

amp

Ucc

volts

Pcc

watt

Icc2

volts

PCu

Watt Cos cc

Req

ohms

Xeq

ohms

Zeq

ohms

25

50

75

100

125

RATCD = -Resistencia devanado de Alta Tensin en Corriente Continua

RBTCD = -Resistencia devanado de Baja Tensin en Corriente Continua

t = C -Temperatura ambiente


3- Ensayo en carga

Transformador

Marca: Potencia: VA

Tipo: Tensiones: V

Corrientes: A

Circuito de Medicin

WA

V

Transformador

AT BT0 a I n

V n

LL 1

Fuente variable

a ensayar

V

A0 a I n

W

R

L

C

P 1 P 2 I 2I 1

V 1 V 2


MAGNITUD

INSTRUMENTO

MARCA

ALCANCES

CLASE

NUMERO

I1

U1

P1

I2

U2

P2

Tr Corr. 1

Tr Corr. 2

Variac



Carga resistiva

Tensin secundaria en Vaco U20 =


% I1

amp

U1

volts

P1

watt

I2

amp

U2

Volts

P2

watt

(rendimiento)

(regulacin)

Cos

25

50

75

100

125

Carga inductiva pura



% I1

amp

U1

volts

P1

watt

I2

amp

U2

volts

P2

watt

(rendimiento)

(regulacin)

Cos

25

50

75

100

125

Carga capacitiva pura



% I1

amp

U1

volts

P1

watt

I2

amp

U2

volts

P2

watt

(rendimiento)

(regulacin)

Cos

25

50

75

100

125


C - REDACCION DEL INFORME SOBRE EL ENSAYO

Nota: se dejar asentado la expresin y clculo con que se obtienen las distintas caractersticas

y/o parmetros, para los valores nominales (100 %) en valores absolutos y relativos (/1)

1-Ensayo en vaco:

1.1 Se calcularan los valores de Gp, Bm, Prdidas en el Hierro Pfe, y Factor de Potencia

para todos los valores registrados en el ensayo, con distintas tensiones, descontando el

consumo instrumental de los voltmetros y wattmetros. Registrar en una tabla resumen

todos los valores calculados.

1.2 Se calcularn los valores de Relacin de Transformacin y se obtendr el valor de la

relacin de transformacin promedio.

1.3 Hallar las componentes de corrientes de prdidas Ip y de magnetizacin Im en la

corriente de vaco Io para tensin nominal en valores absolutos y relativos (/1).

1.4 Trazar en un grafico los valores de Bm y Gp, en funcin de la tensin aplicada y justificar

sus formas.

1.5 Trazar en un grafico los valores de Pfe, I0 y cos0, en funcin de la tensin aplicada y justificar sus formas.

1.6 Explicar como afectan a las prdidas en el hierro la variacin de la tensin aplicada y la

variacin de la frecuencia.

1.7 Construir el grfico de forma de onda de la corriente de vaco Io, a partir de la curva de

magnetizacin y la tensin aplicada, con los datos tomados en el punto 1.2-.

1.8 Dibujar el circuito elctrico equivalente para vacio y el diagrama fasorial correspondiente.

1.9 Explicar por que se pueden despreciar las Req y Xeq cuando el transformador funciona en

vaco.

1.10 Explicar por que se deforma la onda de la corriente de vaco, an cuando la tensin

aplicada es senoidal, y por que no se deforma la onda de tensin secundaria.

1.11 Describir las conclusiones del ensayo.

2-Ensayo en cortocircuito:

2.1- Se calcularan los valores de Rcc, Xcc, Zcc equivalentes, Prdidas en el cobre, y Factor

de Potencia para todos los valores registrados en el ensayo, con distintas corrientes a

temperatura ambiente y se volcarn los resultados en una tabla resumen. Dejar registrado los

clculos en Valores Absolutos y en Valores Relativos (/1) para las condiciones nominales

(100%).

2.2- Se separarn los valores de resistencia y reactancia equivalentes para los arrollamientos

primario y secundario para valor nominal. Se deber referir las resistencias a 75C.

2.3- Se calcularn las Prdidas Adicionales Pad como la diferencia entre las prdidas en

cortocircuito Pcc y las Joule Pj calculadas con los valores de resistencias medidos en corriente

continua. Se referida el valor de las prdidas a 75 C. (segn normas).

2.4- Se graficaran en funcin de la corriente de cortocircuito, las impedancia, resistencia y

reactancia equivalentes. Se justificaran las formas de las curvas.

2.5- Se graficaran la tensin de cortocircuito, las prdidas en el cobre y el factor de potencia en

funcin de la corriente de cortocircuito. Se justificaran las formas de las curvas.


2.6- Dibujar al circuito elctrico equivalente y trazar el diagrama fasorial correspondiente al

funcionamiento en cortocircuito.

2.7- Describir las conclusiones del ensayo.

3-Ensayo en carga:

3.1- Se calcularan los valores de Rendimiento , Regulacin y Factor de Potencia en el

primario cos1, completando un cuadro de valores resultante a partir de los valores medidos en

el ensayo directo. Dejar registrado los clculos para las condiciones nominales (100%).

3.2- En un grfico se trazarn las caractersticas externas de tensin secundaria U2 en

funcin de la corriente secundaria I2, para todos los valores medidos. Se comentar lo

observado.

3.3- Se calcularan los valores de Rendimiento y Regulacin en forma indirecta (usando los parmetros calculados en los ensayos de vaco y cortocircuito). Comparar con los resultados

obtenidos en el punto 3-1.

3.4- Trazar en un grfico las curvas de Rendimiento en funcin del Factor de Carga I2(/1) para cada una de las cargas. Calcular el Factor de Carga I2(/1) para Rendimiento Mximo y el

Rendimiento Mximo max

3.5- Describir las conclusiones del ensayo

4-Circuito equivalente y diagramas vectoriales:

4.1-Trazar los siguientes circuitos equivalentes e indicar los parmetros en valores absolutos y

en valores relativos (/1) en el mismo esquema, para los siguientes casos:

a) Exacto y con transformador ideal.

b) Exacto referido al primario.

c) Aproximado y referido al primario.

4.2- Trazar los fasoriales de cada caso en escala, para plena carga y factor de potencia 0,8

inductivo en valores absolutos. Junto a cada uno, efectuar los tringulos de cadas de tensin

en escala ms visible.

5- Resumen de las caractersticas del transformador

5.1- Confeccionar una Tabla Resumen con las caractersticas del transformador ensayado en

valores absolutos y relativos (pu) de:

Sn, I1n, I2n, U1n, U2n, G, B, Y, Ucc, R1, R2, Req, X1, X2, Xeq, Clase de aislacin, Tipo de

ncleo, (Regulacin), (rendimiento), etc.

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