Práctica No.3

TEMA: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO REGULACIÓN CON CARGA R, L Y C.

1.- Objetivos

Analizar el transformador monofásico en carga Familiarizarse e identificar los bancos de carga resistiva,

inductiva y capacitiva. Observar la regularización del transformador a diversos niveles

de carga R, L y C.

2.- Equipo

Fuente de poder TF-123 Fuente de poder PS-12 Voltímetro analógico 120/220 AC Amperímetro AC de 6 A Transformador monofásico TT91 Transformador monofásico TR-13 Banco de resistencias TB-40 y 3 PHASE RHEOSTAT Banco de inductancia TB-41 y LI 22 Banco de capacitancia TB-42 y LC32 Vatímetro 150w Interruptor 1030

3.- Marco Teórico

Los fenómenos electromagnéticos básicos empleados en los circuitos eléctricos son tres:

Efecto resistivo: Representa la caída de tensión electrocinética en el interior de un conductor.

Efecto capacitivo: Se produce por el almacenamiento de cargas en un sistema formado por dos conductores separados por una pequeña distancia.

Efecto inductivo: Producido por la influencia de los campos magnéticos.

Banco de Resistencias:

Un banco de resistencias es un conjunto de elementos resistivos(resistencias) dispuestos en diferentes arreglos ya sea en serie, paralelo o una combinación de ambos para aplicaciones

industriales generalmente para alta potencia, como control de motores, generadores, arranque, sub estaciones, transportes eléctricos entre otros.

Banco de Capacitancias:

Un banco de capacitores permite conectar equipo eléctrico adicional en el mismo circuito y reduce los costos por consumo de energía como consecuencia de mantener un bajo factor de potencia. Para la instalación de los capacitores deberán tomarse en cuenta diversos factores que influyen en su ubicación como lo son: La variación y distribución de cargas, el factor de carga, tipo de motores, uniformidad en la distribución de la carga, la disposición y longitud de los circuitos y la naturaleza del voltaje.

Banco de Inductancias:

Los Bancos de Condensadores son aptos para su utilización en Sub-estaciones de Baja y Media Tensión donde se desee compensar la Energía Reactiva (o Factor de Potencia) que consumen los motores eléctricos y las demás cargas.La compensación de energía reactiva mediante Bancos de condensadores se efectúa para no pagar energía reactiva al suministrador de energía eléctrica, para disminuir caídas de tensión, para minimizar pérdidas de energía, para ampliar la capacidad de transmisión de potencia activa en los cables; entre otras aplicaciones. 

4.- Procedimiento

1.1 Verificar que el interruptor del circuito de carga este en estado abierto.

1.2 Realizar las conexiones del diagrama de la ilustración 1 manteniendo el circuito sin energía.

1.3 Colocar el selector del Banco De Resistencia en su posición MAXIMA R en terminales, equivalente a mínima corriente.

1.4 Alimentar El Circuito Primario con una tensión nominal del transformador (V1), el mismo que se debe mantener constante a lo largo de todo el experimento. Cierre el interruptor T 030.

1.5 Cerrar el interruptor de la carga.1.6 Incrementar la carga del transformador con el cursor del banco

de resistencia de manera que se produzcan incrementos de corriente de 0.5 Amperios (I1), hasta un máximo de 4.5 Amperios.

1.7 Tomar las lecturas de V1, I1, V2 y I2.

1.8 Apagar la fuente.1.9 Abrir el interruptor de la carga y reemplace el banco de

resistencias por uno de inductancias con el selector en la posición cero (0), active la fuente y cierre el interruptor de la carga.

1.10 Incrementar la carga del transformador con el selector de la inductancia utilizada desde la posición 0 hasta la 9 tome las lecturas de V1, I1, V2 y I2 (Verifique en cada medición que la tensión de entrada sea constante).

Figura 1: Circuito de transformador con distintas cargas

5.- Trabajo Preparatorio

Consultar los efectos de las cargas Resistivas, Inductivas y Capacitivas en circuitos eléctricos de AC.

Consultar las características de regulación para un transformador.

6.- Tabulación de datos

Carga resistiva

V1 (V)

I1 (A)

V2 (V)

I2 (A)

P (W) S(VA)

Q(VAR)

fp

SIN CARGA

116 0 94 0,0

MÁXIMA CARGA

116 0,9 92 1,6 147,0 147,20

7,67 1,00

116 1,1 92 1,8 165,0 165,60

14,08 1,00

116 1,3 91 2,0 181,0 182,00

19,05 0,99

116 1,9 90 2,5 224,5 225,00

14,99 1,00

116 2,4 90 3,0 265,0 270,00

51,72 0,98

116 2,7 89,97 3,5 314,0 314,90

23,72 1,00

Carga capacitiva

V1 (V)

I1 (A)

V2 (V)

I2 (A)

P (W) S(VA)

Q(VAR)

fp

SIN CARGA 116 0 95 0,0MÁXIMA CARGA

116 0,05 95 0,2 0,0 19,00 19,00 0,00116 0,5 96 1,1 0,0 105,0

5105,05 0,00

116 1,1 96 1,6 0,0 152,80

152,80 0,00

116 1,4 96 1,8 0,0 172,80

172,80 0,00

116 1,6 96 2,4 0,0 230,40

230,40 0,00

116 2,2 96,50

3,1 0,0 299,15

299,15 0,00

Carga inductiva

V1 (V)

I1 (A)

V2 (V)

I2 (A)

P (W) S(VA)

Q(VAR)

fp

SIN CARGA

116 0 95 0,0

MÁXIMA CARGA

116 0,01 94 0,0 0,0 0,94 0,94 0,00116 0,2 94 0,3 0,0 28,20 28,20 0,00116 1,1 93 1,2 0,2 111,0

0111,00 0,00

116 1,6 92 1,9 0,3 174,80

174,80 0,00

116 2,1 91 2,7 0,4 246,78

246,78 0,00

116 2,7 91,00

3,4 0,6 309,40

309,40 0,00

116 3,30 90,05

4,20 0,85 378,21

378,21 0,00

7.- Cuestionario

Realizar un solo gráfico con las características de regulación del transformador monofásico para las cargas Resistivas, Inductivas y Capacitivas.

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.00.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

23.72

Carga Resistiva

I2 [A]

S [V

A]

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50.002.004.006.008.00

10.0012.00

Carga Capacitiva

I2 [A]

S [V

A]

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.50.00

100.00

200.00

300.00

400.00 378.21

Carga Inductiva

I2 [A]

S [V

A]

Analizar la regulación general y con cada una de las cargas R, L y C.

Cargas Resistivas:

Analizando las cargas resistivas se puede observar que el voltaje y la corriente se encuentran en fase.Por lo tanto: ¿0; así mismo se entiende que el factor de potencia unitario es Fp= 1.

Cargas Inductivas:

En el análisis de cargas inductivas, la corriente se encuentra retrasada 90 grados con respecto al voltaje.Por lo tanto: ¿0; Factor de potencia retrasado.

Cargas Capacitivas:

En las cargas capacitivas la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje.

¿0;Por lo que se obtiene un factor de potencia adelantado.

Determinar y graficar la Potencia Reactiva y el factor de potencia con los datos obtenidos en cada medición.

Potencia Activa (relacion del vatímetro ) :P1=P vatímetro∗750

150

Potencia Aparente : S1=I1∗V 1 [V A ]

PotenciaReactiva :Q=√S12−P12 [V A R ]

Factor de Potencia : fp=P1S1

1.5 2 2.5 3 3.5 40

10

20

30

40

50

60

23.72

Carga Resistiva

I2 [A]

Q [V

AR]

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50.002.004.006.008.00

10.0012.00

Carga Capacitiva

I2 [A]

Q [V

AR]

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.50.00

100.00

200.00

300.00

400.00 378.21

Carga Inductiva

I2 [A]

Q [V

AR]

CONCLUSIONES

Al realizar la práctica se consiguió el reconocimiento de conexiones en el banco de manómetros conjuntamente con un transformador monofásico.

Con los datos obtenidos en la práctica se obtienen gráficas verdaderas a las que cada carga debe presentar durante cualquier tipo de conexiones y aplicaciones.

Ya obtenidos los valores de las variables primarias se puede obtener las distintas variables que muestra la potencia que se ocupó durante toda la práctica, obteniendo gracias de las mismas y comprobación de valores obtenidos.

Es recomendable verificar en cada banco de cargas, los distintos parámetros para su buen funcionamiento como ocurrió

con el banco de resistencias, el mismo que necesitaba la conexión de un ventilador para evitar que se queme el equipo.

BIBLIOGRAFÍA:

Teoría y análisis de las maquinas eléctricas A. E. Fitzgerald. Maquinas eléctricas y transformadores Irving L. Kosow, PH.D Maquinas eléctricas Estifan Chapman Maquinas eléctricas M. P. Kostenko, Lm Riotrouski.