MEDIDAS ELÉCTRICAS

TRANSFORMADORES DE MEDIDA

1. OBJETIVOS

Conectar transformadores de corriente para alimentar a bobinas amperimétricas

en sistemas trifásicos.

Conectar transformadores de tensión para alimentar a bobinas voltimétricas en

sistemas trifásicos.

2. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

2.1. TRANSFORMADORES

Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite elevar o disminuir la

tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La

potencia que ingresa al equipo. Las máquinas reales presentan un pequeño

porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc. Estos dispositivos

convierten la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía

alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está

constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí

eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un de material

ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético

común que se establece en el núcleo. Se basan en el fenómeno de la inducción

electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas

devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de

láminas apiladas de acero eléctrico aleación apropiada para optimizar el flujo

magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según

correspondan a la entrada o salida del

sistema en cuestión,

respectivamente.

EDIN C.A – Eddy.a.a

Fig. N°01

MEDIDAS ELÉCTRICAS

2.1.1. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

Son aparatos en que la corriente secundaria, dentro de las condiciones normales

de operación, es prácticamente proporcional a la corriente primaria, aunque

ligeramente desfasada. Desarrollan dos tipos de función: transformar la corriente y

aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta

tensión. El primario del transformador, que consta de muy pocas espiras, se

conecta en serie con el circuito cuya intensidad se desea medir y el secundario se

conecta en serie con las bobinas de corriente de los aparatos de medición y de

protección que requieran ser energizados.

Las espiras del arrollamiento primario suelen ser una o varias, las cuales se

pueden a su vez dividir en dos partes iguales y conectarse en serie o paralelo para

cambiar la relación, y atraviesan el núcleo magnético, cuya forma suele ser cerrada

tipo toroidal o puede tener un cierto entrehierro, sobre el cual se arrollan las

espiras del secundario de una forma uniforme, consiguiendo así reducir al mínimo

el flujo de dispersión. Este arrollamiento es el que se encarga de alimentar los

circuitos de intensidad de uno o varios aparatos de medida conectados en serie.

EDIN C.A – Eddy.a.a

Fig. N°02

MEDIDAS ELÉCTRICAS

2.1.2. TRANSFORMADORES DE VOLTAJE

Un transformador de tensión es un dispositivo destinado a la alimentación de

aparatos de medición y /o protección con tensiones proporcionales a las de la red

en el punto en el cual está conectado. El primario se conecta en paralelo con el

circuito por controlar y el secundario se conecta en paralelo con las bobinas de

tensión de los diferentes aparatos de medición y de protección que se requiere

energizar. Cada transformador de tensión tendrá, por lo tanto, terminales primarios

que se conectarán a un par de fases o a una fase y tierra, y terminales secundarios

a los cuales se conectarán aquellos aparatos.

En estos aparatos la tensión secundaria, dentro de las condiciones normales de

operación, es prácticamente proporcional a la tensión primaria, aunque ligeramente

desfasada. Desarrollan dos funciones: transformar la tensión y aislar los

instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.

EDIN C.A – Eddy.a.a

MEDIDAS ELÉCTRICAS

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Cantidad Descripción Marca

01 Fuente de tension regulable. LAB-VOLT

04 Multímetro digital FLUKE

03 Transformadores de corriente.

LAB-VOLT

01 Carga resistiva LAB-VOLT

03 Transformadores de tension LAB-VOLT

18 Cables de conexión.

4. PROCEDIMIENTO

EDIN C.A – Eddy.a.a

“TT”EN CASCADA REPARTIENDO LA TENSIÓN PRIMARIA EN VARIAS ETAPAS

SEPARADAS.

Fig. N°03

MEDIDAS ELÉCTRICAS

4.1. CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

Realizar las conexiones de los circuitos mostrados en los esquemas 1, 2 y 3, anotar

los valores registrados en la tabla 1 y observar los resultados.

EDIN C.A – Eddy.a.a

ESQUEMA N° 01

ESQUEMA N° 02

MEDIDAS ELÉCTRICAS

EDIN C.A – Eddy.a.a

TABLA N°01

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

ESQUEMA IR(A)

IS(A)

IT(A)

A1(A)

A2(A)

A3(A)

16.782.5

=0,201 16.7 mA - - 82.5 mA - -

16.782.5

=0,202 16.7mA - 16.6 mA 83.9 mA 82.6 mA 76.7mA

16.782.5

=0,203 16.7 mA 17.1 mA 17 mA 83.3 mA 85.6 mA 85.3 mA

MEDIDAS ELÉCTRICAS

4.2. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES DE TENSIÓN.

Realizar las conexiones de los circuitos mostrados en los esquemas 4, 5 y 6,

anotar los valores registrados en la tabla 2 y observar los resultados.

EDIN C.A – Eddy.a.a

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

M (IR)=16.782.6

=0.20 M (¿)=16.676.7

=0.21

M (IR)=16.783.3

=0.20

M (IR)=16.782.5

=0.20

M (IR)=16.783.9

=0.19

Esquema N°01

Esquema N°02

Esquema N°03 M (Is)=17.185 .6

=0.19 M (¿)= 1785 .3

=0.19

MEDIDAS ELÉCTRICAS

EDIN C.A – Eddy.a.a

ESQUEMA N° 04

ESQUEMA N° 05

MEDIDAS ELÉCTRICAS

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

ESQUEMAURS

(V)

UST

(V)

UTR

(V)

V1

(V)

V2

(V)

V3

(V)

10032.2

=3.14 100 v - - 32.2 v - -

10032.1

=3.15 100 v 100 v 100 v 32.1 v 31.96 v 31.7 v

100

√3=57.718.5

=3.116 100 v 100 v 100 v 18.5 v 18.5 v 18.5 v

EDIN C.A – Eddy.a.a

ESQUEMA N° 06

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

Esquema N°04 M (URS )= 10032.2

=3.10

TABLA N°02

MEDIDAS ELÉCTRICAS

5. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:

¿De qué depende el error de la relación de transformación en los

transformadores de medida? ¿De qué depende el error angular (entre primario

y secundario) de los transformadores de medida? Explique

EDIN C.A – Eddy.a.a

Esquema N°05 M (URS )= 10032.1

=3.11

M (UST )= 10031.96

=3.12

M (UTR )= 10031.7

=3.15

Esquema N°06 M=100√3

=57.7

M (URS )=57.718.5

=3.10

M (UST )=57.718.5

=3.10

M (UTR )=57.718.5

=3.10

MEDIDAS ELÉCTRICAS

El error de relación depende de los instrumentos de medición que estamos utilizando ya que podrían tener algunas fallas y nos arrojan datos que no son muy precisos y al momento de sacar la relación nos arrojaría un resultado que no es.

Este error dependería mucho del tipo transformador que se esté utilizando ya sea

elevador o reductor ya que las mediciones de tensión o corriente primarias están

desfasadas con respecto a las secundarias y eso influiría mucho al momento de

querer calcular las potencias.

Explique, fasorialmente, cómo es posible medir la corriente en cada línea y la

tensión entre ellas, con sólo dos transformadores.

Según la conexión, los voltajes en los devanados primarios están desfasados al

igual que los voltajes secundarios con la única diferencia de las dos fases se

recombinan para darnos un sistema trifásico. La ventaja de esta conexión con

respecto a las demás conexiones con dos transformadores es que en esta se

puede conectar el neutro tanto en los devanados primarios como secundarios.

¿Qué diferencia hay entre los valores medidos, de corriente y tensión, utilizando

dos y tres transformadores de medida? ¿En qué casos recomendaría el uso de

dos transformadores de medida en vez de tres?

Las mediciones que se hace con dos transformadores en tensión y voltaje no tienen

mucha variación mientras que los resultados con tres transformadores con respecto a

EDIN C.A – Eddy.a.a

V

MEDIDAS ELÉCTRICAS

los resultados arrojados con dos transformadores en tensión son parecidos pero en

corriente tienen una variación de 2 A aprox.

Recomendaría que se utilice dos transformadores cuando se necesite medir corrientes

ya que podría decir que nos daría resultados un poco más exactos. Mientras que si se

quisiera medir tensión podría utilizarse dos o tres transformadores.

6. CONCLUSIONES

En este laboratorio se pudo determinar la relación de transformación, tanto para

transformadores de corriente como también transformadores de tensión, los de

corriente su relación es mínima a comparación al de tensión.

Se logró determinar que tanto los trasformadores de corriente como los

transformadores de tensión son ligeramente desfasados.

Estos transformadores no solo sirven para elevar o disminuir la corriente o

tensión, sino que también cumplen la función de aislar.

En la actualidad estos transformadores son muy utilizador tanto para la industria,

para ciudades etc.

7. LINKOGRAFIA

http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/SE/5.pdf

http://www.uib.cat/depart/dfs/GTE/education/industrial/

con_maq_electriques/teoria/Teoria%20Oviedo/Primer%20Parcial/

Presentaciones%20en%20formato%20PDF/Tema4.pdf

http://www.polylux.com/familia/

transformadores_de_aislamiento_encapsulados?

gclid=CNKnnJeujckCFUs8gQodZ8gHyw.

8. ANEXOS

EDIN C.A – Eddy.a.a

MEDIDAS ELÉCTRICAS

EDIN C.A – Eddy.a.a

Fig. N°04 Fig. N°05 Fig. N°06