LABORATORIO N 2

EFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR

CARRERA: TECNOLOGA MECNICA ELCTRICA

CICLO: IV

GRUPO: C10-F

CURSO: MQUINAS ELCTRICAS I

PROFESOR: PRNCIPE LEYVA, EDGAR

ALUMNOS: ALZAMORA GARCIA, LUIS EDUARDO LEITON VALIENTE, CRISTINA

FECHA DE REALIZACIN DEL LABORATORIO: 27/08/2013

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 10/09/2013

2013 IIEFICIENCIA Y REGULACION DE UN TRANSFORMADOR

OBJETIVOS:

1. Determinar la cada de tensin del transformador.2. Determinar el rendimiento del transformador.

FUNDAMENTO TEORICO:

CAIDA DE TENSION EN UN TRANSFORMADORDado que existen resistencias y reactancias intercaladas en serie con los bobinados del transformador, cuando circule una corriente de carga por los bobinados la tensin del secundario se vera reducida. La cada de tensin ser entonces la diferencia algebraica entre la tensin eficaz del secundario en vacio (E2) y la que aparece cuando el transformador trabaja en carga (U2):

u E2 U2

A menudo es ms conveniente expresar esta cada de potencial en trminos de porcentaje referidos a la tensin de vaco. A este valor se le denomina coeficiente de regulacin. ()

E2 U 2 100%E2

Tambin se puede expresar como la siguiente relacin:

u

Cos u

R XCC CC

Sen

Donde:

UR yu RCC I1 100%CC1

u X CC

X CC I1 100%U1

= Coeficiente de regulacinuRCC = Cada de tensin hmica de cortocircuito.uX CC = Cada de tensin inductiva de cortocircuito.Cos = Factor de potencia de la cargaRENDIMIENTO DE UN TRANSFORMADORSe puede decir que el rendimiento de un transformador es la relacin entre la potencia suministrada a la carga por el secundario (P2) y la potencia absorbida de la red por el primario (P1), expresada en porcentaje:

P2 100

P2 100P1 P2

PFe

PCu

CU 2 I 2 n CosCU 2

I 2n

Cos

PFe

Cu C 2 P

100

C I 2

I1

Cmax

PFe I2 n I1n

PCu

Donde: = Rendimiento del transformador en %.P1 = Potencia absorbida de la red por el primario. P2 = Potencia activa cedida a la carga.PFe = Perdidas en el hierro. PCu = Perdidas en el cobre. C = ndice de cargaCmax = ndice de carga donde se da la mxima eficiencia del transformador

EQUIPOS Y MATERIALES:

Cantidad

01 Fuente de alimentacin variable

01 Transformador 220/110 v

01 Vatmetro digital

03 Multmetro digital

03 Modulo de Resistencias

01 Modulo de Condensadores

01 Modulo de Inductancias

Varios Conductores de conexinPROCEDIMIENTO1. Se implement el circuito de la figura 1.

Figura 1

2. Se aliment el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:

Tabla 01

R V1 V2 A W

1 4400 220.3 111.2 0.025 2.814

2 2200 220.3 110.5 0.051 5.584

3 1467 220.3 110.5 0.076 8.359

4 1100 220.3 109.8 0.101 11.14

5 880 220.3 109.7 0.122 13.87

6 733 220.3 109.6 0.150 16.60

7 629 220.3 109.1 0.176 19.19

3. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulacin y el rendimiento del transformador:

Tabla 02

RExperimental Terico

1 4400 0.891% 0.54614729 0.308% 0.54315031

2 2200 1.515% 0.70246137 0.627% 0.70443808

3 1467 1.515% 0.77634291 0.935% 0.77726161

4 1100 2.139% 0.81863492 1.242% 0.81812861

5 880 2.228% 0.84566052 1.501% 0.84115268

6 733 2.317% 0.86303594 1.845% 0.86216002

7 629 2.763% 0.87469383 2.165% 0.87509149

Figura 2

5. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:

Tabla 03

L V1 V2 A W

1 4400 220.4 111.5 0.021 0.299

2 2200 220.4 111.2 0.41 0.596

3 1467 220.4 111.2 0.062 0.912

4 1100 220.4 111.2 0.082 1.044

5 880 220.4 111.3 0.104 1.360

6 733 220.4 111.2 0.124 1.669

7 629 220.4 111.0 0.144 1.959

6. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulacin y el rendimiento del transformador:

Tabla 04

L Experimental Terico

1 4400 0.624% 0.11347392 0.258% 0.50060415

2 2200 0.891% 0.11460672 5.043% 0.90908955

3 1467 0.891% 0.27686625 0.763% 0.74330128

4 1100 0.891% 0.30130081 1.009% 0.79032233

5 880 0.802% 0.35450451 1.279% 0.82393755

6 733 0.891% 0.39671624 1.525% 0.84476167

7 629 1.070% 0.42870666 1.771% 0.85986371

4. Implemente el circuito de la siguiente figura.

Figura 4

8. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:

Tabla 05

C V1 V2 A W Q S

1 4400 220.5 112.0 0.032 0.00 - 3.400 3.44

2 2200 220.4 110.1 0.062 0.006 -6.714 6.869

3 1467 220.5 110.9 0.093 0.001 -10.06 10.39

4 1100 219.9 111.5 0.125 -0.003 -13.47 13.79

5 880 2203 111.4 0.156 0.018 -17.21 17.38

6 733 220.5 111.7 0.188 0.008 -20.55 20.97

7 629 220.3 111.4 0.020 0.020 -23.78 24.32

9. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulacin y el rendimiento del transformador:

Tabla 06

C Experimental Terico

1 4400 -0.020% 0 --- ----

2 2200 -0.039% 0.00251255 0.051% 0.0026053

3 1467 -0.057% 0.00040849 0.076% 0.00042434

4 1100 -0.074% -0.00118184 -0.102% 0.00123053

5 880 -0.091% 0.00672328 0.130% 0.0068603

6 733 -0.106% 0.0028407 0.155% 0.00292862

7 629 -0.120% 0.00849108 0.017% 0.00080848

7. Implemente el circuito de la siguiente figura.

Figura 5

11. Alimente el transformador con su voltaje nominal y anote los valores en la siguiente tabla:

Tabla 07

R L Cos V1 V2 A W Q S

1 4400 0.6854 220.9 111.4 0.015 1.166 1.259 1.701

2 2200 0.6750 219.5 110.5 0.030 2.266 2.502 3.357

3 1467 0.69203 220.3 110.8 0.45 3.465 3.748 5.007

4 1100 0.67330 220.7 110.8 0.061 4.530 5.118 6.728

5 880 0.681682 220.5 110.7 0.076 5.705 6.387 8.369

6 733 0.682262 220.4 110.1 0.090 6.766 7.505 9.917

7 629 0.68120 220.3 110.2 0.105 7.936 8.793 11.65

12. Para cada una de las cargas empleadas calcule el coeficiente de regulacin y el rendimiento del transformador:

Tabla 08

R - L Experimental Terico

C

1 4400 0.713% 0.33323385 0.033 0.134% 0.32736226

2 2200 1.515% 0.49173458 0.066 0.266% 0.4872326

3 1467 1.248% 0.40598372 0.99 4.028% 0.87094311

4 1100 1.248% 0.65553889 0.1342 0.535% 0.65310385

5 880 1.337% 0.70317947 0.1672 0.669% 0.69959538

6 733 1.872% 0.73498796 0.198 0.796% 0.73133747

7 629 1.783% 0.76196561 0.231 0.929% 0.75791859

10. Implemente el circuito de la siguiente figura.

ACTIVIDAD1) Realice una grafica V2 vs A con los datos de la tabla 1, 3 y 5.

0.450 A

0.400 A

0.350 A

0.300 A

0.250 A

0.200 A

0.150 A

Tabla1

Tabla 3

Tabla 5

0.100 A

0.050 A

0.000 A108.50 V109.00 V109.50 V110.00 V110.50 V111.00 V111.50 V112.00 V112.50 V

2) Realice una grafica (cada de tensin) vs A (corriente en el secundario) con los datos de la tabla 2, 4 y 6

6.0%

5.0%

4.0%

3.0%

2.0%

Tabla 2

Tabla 4

Tabla 6

1.0%

0.0%0.000 A 0.100 A 0.200 A 0.300 A 0.400 A 0.500 A-1.0%

0.500 A

0.450 A

0.400 A

0.350 A

0.300 A

3) Realice una grafica u vs A y u vs Cos con los datos de la tabla 7.

0.250 A

0.200 A

Tabla 7

0.150 A

0.100 A

0.050 A

0.000 A110.00 V 110.20 V 110.40 V 110.60 V 110.80 V 111.00 V 111.20 V 111.40 V 111.60 V

0.682

0.680

0.678

0.676

0.674

0.672

0.670

Tabla 7

0.668

0.666

0.664

0.662

0.660110.00 V 110.20 V 110.40 V 110.60 V 110.80 V 111.00 V 111.20 V 111.40 V 111.60 V

1.2

1

0.8

4) Realice una W vs C con los datos de la tabla 7 y 8.

0.6

Tabla 7 y 8

0.4

0.2

00.00 W 2.00 W 4.00 W 6.00 W 8.00 W 10.00 W

5) Realice una vs C con los datos de la tabla 7 y 8.

1.2

1

0.8

C0.6

0.4

0.2

00 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-0.2n

6) Realice una grafica W vs con los datos de la tabla 7 y 8.

9.00 W8.00 W7.00 W6.00 W5.00 W4.00 W3.00 W2.00 W1.00 W0.00 W

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Series1

7) Realice una grafica W vs con los datos de la tabla 7 y 8.

4.500%

4.000%

3.500%

3.000%

2.500%

2.000%W vs E

1.500%

1.000%

0.500%

0.000%

-0.500%0246810

8) Analice las grficas y comente las tendencias.9) A continuacin se presentan los datos de 2 transformadores monofsicos obtenidos de los correspondientes ensayos de vaco y corto. Se pide hallar:

Transformador 1 Transformador 2

m 1.8333 1.6522

I1n 9.09 26.32

I2n 16.67 43.48

Rcc 2.1617 0.480

Xcc 4.2878 0.360

Zcc 4.2878 0.600

uCC 43.65 15.79

uRcc 19.65 12.63

uXcc 39.98 9.47

ICC1 91.63 633.33

ICC2 167.99 1046.38

PFe 50 100

PCu 178.66 332.41

Tensin a plena carga en el secundario

Rendimiento a plena carga para el factor de potencia indicado (n)

Transformador 1 2

Sn (VA) 4000 440 240 20 50 150 0.9 inductivo 10000

V1 (V)380

V2 (V)230

VCC (V)15

P0 (W)100

PCC (W)300

Cos 0.8 inductivo

10)A continuacin se presentan los datos de 2 transformadores monofsicos obtenidos de los correspondientes ensayos de vaco y corto. Se pide hallar:

Transformador 1 Transformador 2

m

I1n

I2n

Rcc

Xcc

Zcc

uCC

uRcc

uXcc

ICC1

ICC2

PFe

PCu

Tensin a plena carga en el secundario

Rendimiento a plena carga para el factor de potencia indicado (n)

Transformador 1 2

Sn (VA) 4000 440 240 20 50 150 0.9 inductivo 10000

V1 (V)380

V2 (V)230

VCC (V)15

P0 (W)100

PCC (W)300

Cos 0.8 inductivo