Reporte de practica de transformador

8/16/2019 Reporte de practica de transformador

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Máquinas Eléctricas

Transformadores.

LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS.

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Ing. Electromecn!ca

"rofesor# Ing. $os% M!g&el 'arc(a '&)mn.

Al&mno#

• B!)arro A*edo $&an +an!el.• 'arc(a "ac*eco Omar ,ranc!sco.• -ernnde) 'arc(a Bernardo Add(.• "!nto Ber)&n)a le/er A/ra*am.• Ram(re) Regalado +!ego.

• 0argas Rodr(g&e) $os% Re1es.


Transformadores.LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS.


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Transformadores.


Índice

1 Introducción..................................................................................................12 !"eti#o........................................................................................................2

$ Marco Teórico................................................................................................2

$.1 Transformador ideal................................................................................2

$.2 %ircuito equi#alente de un transformador..............................................$

$.$ &eterminación de los 'arámetros del circuito equi#alente....................(

$.) *uncionamiento del transformador.........................................................+

) ,lcances - limitaciones de la 'ráctica de Transformadores.........................

).1 ,lcances es'erados/...............................................................................

).2 ,lcances logrados/.................................................................................

).$ imitaciones/..........................................................................................

( Material - Equi'o..........................................................................................

(.1 Material/.................................................................................................

(.2 Equi'o/.................................................................................................10

Procedimiento 'ara el funcionamiento de un transformador......................12

1. %olocacion de.............................................................................................12

+ esultados de la 'ráctica............................................................................12

3 %onclusiones...............................................................................................12

eferencias !i!liográ4cas...........................................................................12

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Transformadores.


3 Marco Teórico.

Un trasformador es &n d!s2os!t!3o 4&e cam/!a la 2otenc!a el%ctr!ca alterna con &n

n!3el de 3olta5e a 2otenc!a el%ctr!ca alterna con otro n!3el de 3olta5e med!ante laacc!6n de &n cam2o magn%t!co. Consta de dos o ms /o/!nas de alam/recond&ctor enrolladas alrededor de &n n7cleo ferromagn%t!co com7n. Estas/o/!nas estn com7nmente conectadas en forma d!recta. La 7n!ca cone8!6n entrelas /o/!nas es el fl&5o magn%t!co com7n 4&e se enc&entra dentro del n7cleo:C*a2man9 ;.

3.1 Transformador ideal.

Un transformador !deal es &n d!s2os!t!3o s!n 2erd!das 4&e t!ene &n de3anado deentrada 1 &n de3anado de sal!da. Las relac!ones entre el 3olta5e de entrada 1 el desal!da9 1 entre la corr!ente de entrada 1 la de sal!da9 se descr!/en en dos senc!llas

ec&ac!ones. La i!ura 1 m&estra &n trasformador !deal. La relac!6n entre el 3olta5e02:t> a2l!cando al lado 2r!mar!o del transformador 1 el 3olta5e 0s:t> 2rod&c!do en ellado sec&ndar!o es#

Vp( t )Vs (t )

= Np

Ns=u 516

+onde ?&@ se def!ne como la relac!6n de transformac!6n del transformador.:C*a2man9 ;.

i!ura 1. "ibujo de un transformador ideal.

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Transformadores.


La relac!6n entre la corr!ente I2:t> 4&e fl&1e del lado 2r!mar!o del transformador 1 lacorr!ente Is:t> 4&e sale del lado sec&ndar!o den transformador es#

N pi p ( t )= N s is (t ) :;>

o

i p(t )is(t )

=1

a :>

En t%rm!nos de cant!dades fasor!ales9 estas ec&ac!ones son#V p

V s=a :>

o

I p

I s=

1

a :>

3.2 #ircuito equivalente de un transformador

El modelo de &n c!rc&!to e4&!3alente de &na sola fase de &n transformador esmostrado en la i!ura 2. El c!rc&!to e4&!3alente cons!ste en &n transformador !dealcon la relac!6n N=#N;9 s!em2re 5&nto con los elementos 4&e re2resentan las!m2erfecc!ones del transformador !deal. Un transformador de/e tener de3anadoscon &na res!stenc!a de cero 1 s!n 2%rd!das9 &na 2ermea/!l!dad !nf!n!ta en el n7cleo.El 3olta5e E= a tra3%s del 2r!mar!o del transformador !deal re2resenta los RMS del3olta5e !nd&c!do en el de3anado 2r!mar!o 2or el fl&5o m&t&o . Esta es la 2orc!6n de7fl&5o del de3anado 4&e &ne tanto la /o/!na 2r!mar!a como la sec&ndar!a.

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Transformadores.


i!ura 2. #ircuito equivalente de un transformador.

El fl&5o s!n&so!dal D ma8 Cos7 8 9t9 el 3olta5e !nstantneo e= es#

e1= N

1

d∅

d t :>

e1=−⍵ N

1∅maxsin⍵t .

e1= E1mascos (⍵ t +90) .

+6nde#

E1=2 πf N

1∅max .

Entonces el 3olta5e RMS como magn!t&d E= es#

E1=4.44 f N 1∅

max :F>

Es !m2ortante notar 4&e el fl&5o del fasor re)agado es el 3olta5e !nd&c!do E = 2or G.

I ´ 2 N

2= I

2 N

2 :G>

"or lo tanto9 2ara el transformador !deal9 de :F> med!ante :G> se t!ene.

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Transformadores.


E1

E2=

I 2

I ´ 2= N

1

N 2 :=

3.3 "eterminación de los $arámetros del circuito equivalente

Los 2armetros a2ro8!mados del c!rc&!to e4&!3alente son realmente o/ten!dos 2or las 2r&e/as e c!rc&!toJa/!erto 1 cortoJc!rc&!to. En la 2r&e/a de c!rc&!to a/!erto9 el3olta5e nom!nal es a2l!cado en las term!nales de &n de3anado m!entras 4&e lasterm!nales del otro de3anado estn en c!rc&!to a/!erto. Los !nstr&mentos sonconectados 2ara med!r las entradas del 3olta5e 0=9 1 las entradas s!n carga de lacorr!ente Io 1 la entrada de la 2otenc!a "o. S! el sec&ndar!o esta en c!rc&!to a/!erto9la corr!ente I; refer!da al sec&ndar!o ser cero 1 solo &na 2e4&eKa corr!ente s!n

carga ser d!/&5ado 2or el s&m!n!stro. Tam/!%n la ca(da de 3olta5e 2r!mar!a:R=5=> Io se 2&ede des2rec!ar9 1 el c!rc&!to e4&!3alente se red&ce a la forma 4&ese m&estra en la i!ura 3.

+ado 4&e la 2%rd!da del de3anado de co/re sec&ndar!o :2erd!das de 2otenc!ares!st!3a> es cero.

i!ura 3. #ircuito equivalente de la $rueba de circuito abierto.

Las 2%rd!das del co/re en el 2r!mar!o R=Io; es !ns!gn!f!cante9 la entrada s!n carga"o re2resenta en el transformador las 2%rd!das del n7cleo com7nmente conoc!das

como 2erd!das del *!erro. Los elementos de der!3ac!6n Rc 1 m 2&ede entoncesser determ!nadas a 2art!r de las ec&ac!ones#

Rc 1=V 1

2

Po 5116

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Transformadores.


Los dos com2onentes de la corr!ente s!n carga son#

I c=V

1

P0 :=;>

I m=√ I 02− I c

2

:=>

"or lo tanto la reactanc!a de magnet!)ac!6n es cero.

En la 2r&e/a de corto c!rc&!to9 &na 3olta5e red&c!do 0sc esta a2l!cada en las

term!nales de los de3anados m!entras 4&e las otras term!nales de los de3anadosestn en corto c!rc&!to. Los !nstr&mentos estn conectados 2ara med!r el 3olta5e deentrada 0sc9 la corr!ente de entrada Isc 1 la 2otenc!a de entrada "sc. La tens!6na2l!cada se a5&sta *asta 4&e la corr!ente nom!nal es solo &n 2e4&eKo 2orcenta5ede la tens!6n nom!nal. El 3alor corres2ond!ente /a5o fl&5o en el n7cleo9 las 2erd!das2or corr!ente 1 el n7cleo son totalmente des2rec!a/les9 1 la rama de der!3ac!6n se2&ede om!t!r. "or lo tanto la 2otenc!a de entrada 2&ede ser tomada 2arare2resentar la 2erd!da 2or co/re en la /o/!na. El transformador a2arece como &ncorto c&ando se 3e desde el 2r!mar!o con la !m2edanc!a de f&ga e4&!3alentementee=9 4&e cons!ste en la !m2edanc!a de f&ga 2r!mar!a 1 la !m2edanc!a de f&gasec&ndar!a9 se 2&ede *acer referenc!a con la i!ura %. :Saadat9 =GGG>.

i!ura %. #ircuito equivalente $ara $rueba de corto circuito

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Transformadores.


Re= 1 e= 2&eden entonces ser determ!nados a 2art!r de las relac!ones#

Z e 1=V

sc

I sc :=>

I

(¿¿ sc2)

Re 1= Psc¿

:=>

"or lo tanto9 la reactanc!a de f&ga e4&!3alente es#

X e 1=√ Z e 12

− Re 12

:=>

3.% uncionamiento del transformador.

El c!rc&!to e4&!3alente a*ora se 2&ede &t!l!)ar 2ara 2redec!r las caracter(st!cas def&nc!onam!ento del transformador. Un as2ecto !m2ortante es 4&e la ef!c!enc!a deltransformador desde 2otenc!a9 es desde el GP a GGP9 la ef!c!enc!a ms alta seo/t!enen a 2art!r de transformadores con 2&nt&ac!ones ma1ores.

n= potencia de salida potenciade entrada :=F>

La ef!c!enc!a con3enc!onal de &n transformado en n fracc!ones de la 2otenc!a a

2lena carga esta dada 2or.

n= n∗S∗ PF

(n∗S∗ PF )+n2+ Pcu+ Pc :=>

+onde S es la 2otenc!a nom!nal a 2lena carga de 3oltJam2ere9 " c& es la 2erd!da enel co/re a 2lena carga 1 2ara &n transformador tr!fs!co9 3!ene dada 2or.

s=3|V 2|| I 2| :=G>

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Transformadores.


¿ I 2∨¿2

Pcu=3 Re2¿ :;

"c es la 2%rd!da del *!erro a la tens!6n nom!nal9 2ara 3ar!ar I ; con factor de2otenc!a constante9 la m8!ma ef!c!enc!a se 2rod&ce c&ando.

d∨ I 2∨¿=0dn¿

:;=>

"ara la cond!c!6n anter!or9 se 2&ede demostrar fc!lmente 4&e se 2rod&ce la

m8!ma ef!c!enc!a c&ando la 2erd!da de co/re es !g&al a 2erd!da en el n7cleo en Nde carga 2or &n!dad dada 2or.

n=√ Pc Pcu

:;;>

Otra caracter(st!ca de rend!m!ento !m2ortante de &n transformador es el cam/!o enla tens!6n del sec&ndar!o de s!n carga a 2lena carga. La reg&lac!6n de 3olta5e sedef!ne como el cam/!o en la magn!t&d de la tens!6n en term!nales del sec&ndar!ode s!n carga a 2lena carga9 e82resado como &na 2orcenta5e de 3alor a 2lenacarga.

¿V 2∨¿∗100

¿V 2nl∨−¿V 2∨

¿¿

Regulacion=¿ :;>

+onde 0; es el de 2lena carga de tens!6n nom!nal9V

2nl en la ec&ac!6n anter!or

se 2&ede calc&lar med!ante el &so de c!rc&!to e4&!3alente 4&e *ace referenc!a 1asea al 2r!mar!o o al sec&ndar!o. C&ando el c!rc&!to e4&!3alente se denom!na dellado 2r!mar!o9 la reg&lac!6n de la tens!6n se 2&ede calc&lar 2or med!o de las!g&!ente ec&ac!6n.

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Transformadores.


¿V ´ 2∨¿∗100

|V ´ 1|−¿V ´ 2∨¿¿ Regulacion=¿

:;>

C&ando el c!rc&!to e4&!3alente se denom!na al lado sec&ndar!o9 la reg&lac!6n de latens!6n se 2&ede calc&lar 2or med!o de la s!g&!ente ec&ac!6n. :Saadat9=GGG>.

¿V 2∨¿∗100

|V ´ 1|−¿V 2∨¿¿ Regulacion=¿

:;>

% &lcances ' limitaciones de la $ráctica de Transformadores.

1 &lcances es$erados(

Com2ortam!ento general del Transformador. Com2ro/ac!6n de las ec&ac!ones 4&e descr!/en el com2ortam!ento del

Transformador. Conocer la forma correcta de cone8!6n del Transformador. O/ser3ar la relac!6n del cam2o magn%t!co 1 el fl&5o del transformador.

Relac!6n de los Ta2s en el transformador. Com2ro/ac!6n de la relac!6n de transformac!6n de 3olta5es. +!ferenc!as 1 s!m!l!t&des entre transformadores red&ctores 1

transformadores am2l!f!cadores. Com2ortam!ento del 3olta5e en term!nales del sec&ndar!o.

2 &lcances lo!rados(

Se o/ser36 el com2ortam!ento del transformador al 3ar!ar los Ta2s en elsec&ndar!o.

"or med!o de las ec&ac!ones anal!)adas en clase9 se 2red!5o elcom2ortam!ento del Transformador.

Se a2rend!6 la forma correcta de cone8!6n del Transformador. Se 2&do anal!)ar el com2ortam!ento de &n transformador red&ctor 1 &n

ele3ador. O/tenc!6n de la relac!6n de transformac!6n de 3olta5es.

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gura 2. Circuitouivae!te "e!era"or e!


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Transformadores.


3 )imitaciones(

El es2ac!o de tra/a5o es algo red&c!do 2ara el n7mero de al&mnos 4&e

entran al la/orator!o. El t!em2o 4&e se t!ene 2ara la real!)ac!6n de las 2rct!cas es red&c!docom2arado con la com2le5!dad 1 con lo e8tenso 4&e es cada &no de lostemas 3!stos.

,allos 2resentes en los !nstr&mentos re4&er!dos 2ara la real!)ac!6n delas 2rct!cas :e5em2lo los m&lt(metros9 en la f&entes9 falsos en losca/les9 etc.>.

,alta de e82er!enc!a 2ara la man!2&lac!6n del e4&!2o en el m/!to2ract!co.

* Material ' Equi$o.

*.1 Material(

< 2&ntas

En la i!ura * se &t!l!)6 estas 2&ntas de 2r&e/a2ara la cone8!6n del e4&!2o. Estas 2&ntas act7ancomo ca/le9 con las c&ales se !nterconecta elc!rc&!to.

M&lt(metr

o

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i!ura *. +untas.


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Transformadores.


En la i!ura , se &t!l!)6 el m&lt(metro 2ara lamed!c!6n de la carga 1 el 3olta5e en term!nales.

i!ura ,. Mult-metro.

L2!) 1 C&adernoEn la i!ura se m&estra el mater!al 4&e nosfac!l!t6 la ca2t&ra de datos de la 2rct!ca.

i!ura . )á$i/ ' cuaderno.

*.2 Equi$o(

Transformador

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Transformadores.


En la i!ura 0 se m&estra el transformador &t!l!)ado 2ara la 2rct!ca.

Caracter(st!cas del transformador.


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Transformadores.


Se la i!ura 1 se &t!l!)6 &na carga res!st!3a 2ara&sarla 5&nto al transformador 1 3er las 3ar!antes de

carga.

i!ura 1. #ar!a resistiva.

, +rocedimiento $ara el funcionamiento de un transformador.

=. Colocac!6n de la estac!6n de tra/a5o en la c&al se coloca la f&ente de

al!mentac!6n9 cargas res!st!3as9 transformador :i!ura 11>.

i!ura 11. Equi$o a utili/ar.

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Transformadores.


=

i!ura 1%. #one4ión Ta$s ' 0.

==. Conectar el sec&ndar!o con los Ta2s 1 a la carga res!st!3a 1 med!r3olta5e en sec&ndar!o. :i!ura 1*>

i!ura 1*. #one4ión Ta$s 0 ' %.

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Transformadores.


=;.Conectar el sec&ndar!o con los Ta2s 1 a la carga res!st!3a 1 med!r3olta5e en sec&ndar!o. :i!ura 1,>

i!ura 1,. #one4ión Ta$s 3 ' 0.

=.Conectar el sec&ndar!o con los Ta2s F 1 a la carga res!st!3a 1 med!r3olta5e en sec&ndar!o. :i!ura 1>

i!ura 1. #one4ión Ta$s ' %.

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=.Conectar el sec&ndar!o con los Ta2s 1 a la carga res!st!3a 1 med!r3olta5e en sec&ndar!o. :i!ura 10>

i!ura 10. #one4ión Ta$s 3 ' %.

=.Se term!na la 2rct!ca.

=.En la 2rct!ca no se m!d!eron los Ta2s 9 G 1 2ero se mostrarn comomater!al !l&strat!3o en la i!ura 15 i!ura 2 1 i!ura 21.

i!ura 1. #one4ión Ta$s * ' .

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Transformadores.


0 #onclusiones.

6eferencias biblio!ráficas.

• C*a2man9 ;

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