Informe_2

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LABORATORIO DE MAQUINAS 1 (2506441)
INFORME 2
ENSAYO EN VACIO Y CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR
MONOFASICO CIRCUITO EQUIVALENTE
PROFESOR
FERNANDO LARGO PENILLA
Por
JOHN FERNANDO ARENAS BETANCUR
WILDER DANILO CASTAÑO GONZALEZ
SANTIAGO RUA ALVAREZ
JUAN MANUEL RIOS FRANCO
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
2018
INFORME
1. Circuito equivalente del transformador, parámetros a determinar.
Circuito equivalente con parámetros referidos al primario donde los valores
del secundario han sido transformados mediante relación de transformación
del transformador.
Circuito equivalente de la prueba en vacío, dicha prueba fue realizada por
Prueba Vacío Prueba Corto circuito
U1 = 122.5 [V] U1 = 1.79 [V]
Io = 2.178[A] Icc = 6,06 [A]
P = 20 [W] P = 15 [W]
Q = 269 [VAR] Q = 5 [VAR]
S = 270 [VA] S = 16 [VA]
F.P = 0.07 ↑ F.P = 0.9 ↑
Cos(ϕ) = 0.07; ϕ = 85.99° Cos(ϕ) = 0.9; ϕ = 25.84°
Prueba Vacío
Prueba Corto circuito
Alfa (relación de transformación) = 1.33
La relación de transformación se determina como el cociente del voltaje en el
primario y el secundario del transformador. Se aprende gracias al profesor del
laboratorio que el factor de potencia no es lo mismo que el Cos(ϕ) arrojado por el
Lovato ya que por efectos de armónicos y otras circunstancias no tomadas en
cuenta, se recalcula el nuevo ϕ dado el factor de potencia arrojado por el elemento
analizador de potencia.
Calculo de los parámetros:
Prueba de vacío.
= ∗ cosϕ ; = ∗ sin ϕ= ; =
= 2.178 ∗ cosϕ = 163.30[m ] ; = 2.178 ∗ sin ϕ =2.178[ ]
, = .. ∗ = 750.15[Ω] ; , = .. = 56.4[Ω]
Dado que la prueba de vacío fue realizada bajo el lado primario con una tensión
nominal de 122.5 [V], los valores para la resistencia del núcleo y la reactancia de
magnetización son: = 750.15[Ω]= 56.40[Ω]
Prueba de cortocircuito.
= ∗ cos ; = ∗ sin= ; =
= 1.79 ∗ 0.9 = 1.6169[V]
1.79 ∗ sin 0.762 V
1.61696.06 0.2673 Ω0.7626.06 0.1257 Ω
2. Qué es un cambiador de tomas o TAP.
Los cambiadores de tomas o TAP son un conjunto de puntos de conexión o
selectores que van a lo largo del arrollamiento de un transformador,
generalmente en el secundario, lo que permite seleccionar el número de
espiras de éste, y por lo tanto el voltaje de salida del transformador. En otras
palabras, es un transformador de voltaje variable.
Usualmente, las tomas son hechas en el devanado de alto voltaje, o baja
corriente, del transformador para minimizar los requerimientos de los
contactos en el manejo de niveles de corriente. Para minimizar el número de
espiras y el tamaño del transformador se puede utilizar el devanado reverso
(que es una porción del devanado principal pero enrollado en su dirección
opuesta). Los requerimientos de aislamiento ubican a las tomas en el
devanado de bajo voltaje. Es decir, cerca al punto de estrella en un devanado
conectado en estrella, en el centro si se trata de uno conectado en delta, o
entre los devanados serie y común en un autotransformador.
3. Cuáles son las diferencias entre los arrollamientos de alta y baja
tensión.
Principalmente la resistencia del embobinado, si estamos en un
transformador elevador, el voltaje del primario será menor al voltaje del
secundario, y como en un transformador se conserva la potencia, deducido
del principio de conservación de la energía, P1=P2, siendo P=V*I, al
conservarse la potencia en ambos lados del transformador, el voltaje en la
corriente varían en cada embobinado inversamente proporcional, esto es, si
es un transformador elevador, el voltaje del secundario es mayor, por lo tanto
la corriente es menor, para mantener dicha conservación, esto es,
V1*I1=V2*I2, de donde, 	, por lo que la resistencia del embobinado
primario es mayor que la del secundario, para mantener un flujo de corriente
tal que se pueda cumplir el principio de conservación de la energía. Además,
el número de vueltas de cada uno, para mantener lo que propiamente se
conoce como la “relación de transformación”, de donde se puede deducir que
Siendo N1 el número de vueltas del primario, y N2 el número de
vueltas del secundario.
4. Grafique la curva de magnetización. Señale en la gráfica el voltaje
nominal de la bobina probada y determine el valor de la corriente de
vacío para dicho voltaje.
En la prueba de circuito abierto se observó que la corriente de vacío es de
2.178 [A].
En teoría los voltajes nominales son elevados y la corriente de vacío
corresponde a un pequeño porcentaje (entre el 3% y 5% según los textos) de
la corriente nominal, dicho esto, es impreciso graficar estos datos en el bucle
de histéresis pues en ningún momento trabajamos con los verdaderos
valores nominales del transformador por seguridad.
5. Conclusiones, comentarios y sugerencias.
 Se encuentra una alta corriente de magnetización en los transformadores del
laboratorio (en la industria, esto representaría grandes pérdidas por
calentamiento en los elementos empleados, lo cual derivaría en el deterioro
de los aislamientos). Esto, por el estado y deterioro de los equipos.
 A la hora de realizar las pruebas de circuito abierto es muy importante tener
en cuenta en donde se realizarán las mediciones (alta o baja tensión), ya que
el lado que quede expuesto es un peligro potencial que se debe tener en
cuenta, ya que quedan terminales abiertas con un voltaje que puede ser muy
elevado.
 Muy importante tener en cuenta la capacidad de conducción que tienen los
conductores con los cuales se trabaja y tener a la mano los resultados de los
esquemas del transformador para la prueba de cortocircuito, con voltajes
elevado existe riesgo de incendio.
 Comentario: Hasta el momento las prácticas han sido muy didácticas y
educativas. Se destaca la habilidad del profesor para transmitir el
conocimiento, siendo asertivo en los montajes.
 Analizando las pruebas en vacío y en cortocircuito se determinó los
parámetros del transformador monofásico.
 En los resultados obtenidos hay un margen de error que se debe tener en
cuenta, esto es debido a la resistencia en los cables, precisión en los equipos
de medida, errores de cálculo, deterioro en los instrumentos utilizados,
configuración de los instrumentos, entre otros.
 Se debe usar transformadores de corriente cuando hacemos la prueba de
corto circuito para proteger los instrumentos de medición, ya que la corriente
que circula es muy grande.
 Al realizar la prueba den vacío se tuvo en cuenta que la corriente por la rama
de magnetización era prácticamente despreciable comparada con la que
circulaba por el transformador.