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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONALFACULTAD REGIONAL LA PLATA

DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I

CÁTEDRA: MAQUINAS ELECTRICAS I

TRABAJO PRACTICO Nº 2

ENSAYO DE UN

TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Edición 2007

Universidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional La Plata

Departamento de Electrotecnia

Laboratorio de Maquinas Eléctricas I

Cátedra: Maquinas Eléctricas I

Ensayo de Laboratorio: TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

CÁTEDRA: MAQUINAS ELECTRICAS I

ESTRUCTURAIng. HORACIO MASCI – Profesor AsociadoIng. GABRIEL MIJALOVSKY – Jefe de Trabajos PrácticosIng. JORGE DEL CORRO – Ayudante de PrimeraIng. MARCELO MOYANO- Ayudante de Primera

ALUMNO:

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COMISIÓN Nº :

INTEGRANTES:

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CONTENIDO

Parte I : Medición de la resistencia ohmica de los bobinados

1. Objetivos del Ensayo2. Circuito de Ensayo 3. Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios4. Procedimiento de Ensayo5. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo6. Conclusiones

Parte II : Determinación de la relación de transformación

1. Objetivos del Ensayo2. Circuito de Ensayo 3. Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios4. Procedimiento de Ensayo5. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo6. Cálculos, Planillas de Registro de Datos Calculados7. Conclusiones

Parte III : Ensayo de vacío

1. Objetivos del Ensayo2. Circuito de Ensayo 3. Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios4. Procedimiento de Ensayo5. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo6. Cálculos, Análisis, Desarrollos, Planillas de Registro de Datos

Calculados, Gráficos, etc.7. Conclusiones

Parte IV : Ensayo de cortocircuito

1. Objetivos del Ensayo2. Circuito de Ensayo3. Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios4. Procedimiento de Ensayo5. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo6. Cálculos, Análisis, Desarrollos, Planillas de Registro de Datos

Calculados, Gráficos, etc.7. Conclusiones

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Parte I : MEDICION DE LA RESISTENCIA OHMICA DE LOS BOBINADOS

1. Objetivos del Ensayo:

Determinar la resistencia óhmica de los bobinados del transformador a

temperatura ambiente para luego poder determinar las perdidas que en ellos

se producen, de todos los métodos posibles para determinar este valor se

utilizara el de medición con puente de Thompson.

2. Circuito de Ensayo

Puente de Thompson

+

220 Vca 2 Vcc

-

Transformador a ensayar

Bobinado a medir

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Fuente autorregulada

7






Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios

.- Transformador monofásico 220/380 V , 1,5 KVA Nº306 o Nº 307 de

idénticas características

.- Puente de Thompson: Nº 44 , Marca Metrapont , Rangos X: 1; 0,1 ; 0,01 ;

0,001 Cant: 1

.- Fuente C.C. analógica simple : Nº …….. Marca Auditran , Rangos 0 a 5

Vcc ; 0 a 10 A Cant: 1

.- Termómetro Cant: 1

Nota: Estos y otros datos y características de los instrumentos podrán cambiar según

necesidades y deberán ser adecuados en el informe.

4. Procedimiento de Ensayo:

Se medirá la temperatura ambiente y luego se verificara que la temperatura del transformador coincida con esta , se dará alimentación a la fuente, se ajustara la tensión de salida en dos voltios , conseguido esto se conecta el circuito de ensayo y se procede a la medición, de la siguiente manera : Por medio de las escalas y el dial se ajusta el puente en un valor próximo al valor a medir , se pulsa entonces interruptor que conecta el galvanómetro del puente por un instante observando el desvío de la aguja del galvanómetro y se ajusta la medición para aproximarnos al valor real , se repite el procedimiento hasta que la aguja se desvíe suavemente , entonces dejamos conectado el pulsador y variamos el dial hasta que la aguja indique cero , se procede entonces a tomar lectura del valor obtenido volcándolo en el cuadro de valores correspondiente y se repite el procedimiento para el otro bobinado luego se procede a quitar la alimentación del circuito dándose por terminado el ensayo

5. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo:

Bobinado Escala Divisiones Resistencia en Ohm

Baja tensión

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Alta tensión

6. Conclusiones:

Parte II : Determinación de la relación de transformación

1. Objetivos del ensayo:

Determinar la relación de transformación del transformador a ensayar. Este ensayo debe ser realizado con la mayor exactitud posible, por exigirlo así las normas vigentes , de los métodos posibles para determinar este valor se utilizara el de medición con instrumentos de clase reducida ( 0,2 o menor) para disminuir errores se realizará el ensayo con tensiones de alimentación distintas y se promedian las relaciones de transformación obtenidas, este valor promedio será considerado como valor real.

2 Circuito de Ensayo:

220 Vca

Autotransformador

Variable

Llave inversora

3 Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios

.- Transformador monofásico 220/380 V , 1,5 KVA Nº……...-Autotransformador de salida variable : Nº ………. ; Marca Variostat Ve : 220 V ; Vs 300 V Imax: 8 A

.- Voltímetro Nº …………Marca ………..Clase 0,2 150V –300V

.- Llave inversora bipolar

.- Conductores con terminales para conexiones varias.


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V Voltímetro






necesidades y deberán ser adecuados en el informe

4 Procedimiento de Ensayo:

Luego de realizar el circuito de ensayo , se verificara que el cursor del variac se encuentre en su punto mínimo, esto asegura que al momento de alimentar el circuito la tensión aplicada al transformador sea aproximadamente cero ,se coloca la llave inversora de forma tal que el voltímetro indique la tensión primaria , se procede entonces a alimentar el circuito de ensayo , una vez tensionado este se comienza a incrementar la tensión aplicada al transformador , variando el cursor del variac , hasta un valor cualquiera pero menor que el nominal de bobinado que esta siendo alimentado,( se debe tener mucho cuidado con no superar el alcance máximo de voltímetro) se toma la lectura correspondiente , se invierte la llave y se mide la tensión del otro bobinado y se vuelca en la tabla de valores, el procedimiento se repite tres veces .Una vez realizado esto se procede a quitar la alimentación del circuito dándose por terminado el ensayo

5 Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo:

Bobinado de Alta tensión Bobinado de Baja tensiónNº Cte V Div V Cte V Div V

1

2

3

Cte V: Constante de Lectura del Voltímetro (volt/Div)

Div: Lectura del Voltímetro en Divisiones

V (Volt) : Valor leído en el Voltímetro expresado en Volt

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6 Cálculos, Planillas de registros de datos calculados

Nº U alta U baja K K prom

1

2

3

U alta : valor de tensión medido en el bobinado de alta tensión

U Baja: valor de tensión medido en el bobinado de baja tensión

K : Relación de transformación

K prom: Relación de transformación promedio

7 Conclusiones

Parte III Ensayo en Vacío

1. Determinar las pérdidas en el hierro y la corriente de vacío del transformador,

Las primeras son muy importantes en el rendimiento del transformador y en la

explotación de la maquina pueden determinar un gasto económico importante

2. Circuito de Ensayo:

220 Vca

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V

A W






Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios

.- Transformador monofásico 220/380 V , 1,5 KVA Nº ………....-Autotransformador de salida variable : Nº ………… ; Marca Variostat Ve : 220 V ; Vs 300 V Imax: 8 A

.- Voltímetro Nº ………. Marca ………. Clase 0,2 150V –300V .- Amperímetro Nº …………. R.B. Clase 0,5 alcance 1,2 /6 A

.- Vatimetro Nº ………. Marca Norma Clase 0,5 Alcance 75/100/150/200/300/400/600 V Alc Amp 2,5/5 A Cos Fi 0,2 . Borneras de conexión.- Conductores con terminales para conexiones varias.

Nota: Estos y otros datos y características de los instrumentos podrán cambiar según necesidades y deberán ser adecuados en el informe


Luego de realizar el circuito de ensayo , se verificara que el cursor del variac

se encuentre en su punto mínimo, esto asegura que al momento de

alimentar el circuito la tensión aplicada al transformador sea

aproximadamente cero , se procede entonces a alimentar el circuito de

ensayo, luego se comienza a incrementar la tensión aplicada al

transformador , variando el cursor del variac , Hasta alcanzar el valor nominal

de los bobinados, en esas condiciones , se toman las lecturas de todos los

instrumentos y se transcriben en los cuadros de valores confeccionadas para

tal fin .

Una vez realizado esto se procede a quitar la alimentación del circuito

dándose por terminado el ensayo

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4. Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo/Demostración

Amperímetro Voltímetro Vatímetro

Cte A Div A A Cte V Div V V Cte W Div W W

Cte A : Constante del Amperímetro ( Amp /Div )

Div A : Cantidad de divisiones leídas en el Amperímetro

A : Valor Leído en el Amperímetro ( Amp )

Cte V : Constante del Voltímetro ( Volt /Div )

Div V : Cantidad de divisiones leídas en el Voltímetro

V : Valor Leído en el Voltímetro (Volt )

Cte W : Constante del Vatímetro ( Amp x Volt /Div )

Div W : Cantidad de divisiones leídas en el Vatímetro

W : Valor Leído en el Vatímetro ( Watt )

5. Conclusiones

Parte IV: ENSAYO EN CORTOCIRCUITO

1. Objetivos del Ensayo:

Determinar las perdidas en carga y obtener la tensión de corto circuito de un

transformador monofásico, partiendo de estos datos obtenidos se

calcularán, la impedancia de Cortocircuito, la resistencia de perdidas

disipadas , la corriente de cortocircuito a tensión nominal , las perdidas en el

cobre , las perdidas adicionales ( todas calculadas a temperatura

ambiente ) , para luego referir los valores calculados a 75 ºC y determinar

las pérdidas totales a carga nominal referidas a 75 ºC , además utilizando

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datos obtenidos en el ensayo en vacío se calculara el rendimiento a 75 ºC y

la regulación

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Circuito de Ensayo:

220 Vca

2. Componentes: Equipos, Instrumentos, Elementos accesorios

.- Transformador monofásico 220/380 V , 1,5 KVA Nº ………………….-Autotransformador de salida variable : Nº …………. ; Marca Variostat Ve : 220 V ; Vs 300 V Imax: 8 A .- Voltímetro Nº …………. Marca …….. Clase 0,2 150V –300V electrodinámico.- Amperímetro Nº …………. R.B. Clase 0,5 alcance 1,2 /6 A.- Vatímetro Nº ………… Marca Norma Clase 0,5 Alcance 75/100/150/200/300/400/600 V Alc Amp 2,5/5 A Cos Fi 0,2 . Borneras de conexión.- Conductores con terminales para conexiones varias.


necesidades y deberán ser adecuados en el informe


Luego de realizar el circuito de ensayo , se verificará que el cursor del variac se encuentre en su punto mínimo, esto asegura que al momento de alimentar el circuito la tensión aplicada al transformador sea aproximadamente cero , se procede entonces a alimentar el circuito de ensayo. Luego se comienza a incrementar la tensión aplicada al transformador , variando el cursor del variac , este procedimiento continúa hasta que en el amperímetro se lea el valor nominal de corriente del transformador a ensayar, en esas condiciones , se toman las lecturas de todos los instrumentos y se transcriben en los cuadros de valores confeccionadas para tal fin .Una vez realizado esto se procede a quitar la alimentación del circuito dándose por terminado el ensayo

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V

A W






Planillas de Registro de Datos y Eventos de Ensayo:

Amperímetro Voltímetro Vatímetro

Cte A Div A A Cte V Div V V Cte W Div W W

Cte A : Constante del Amperímetro ( Amp /Div )Div A : Cantidad de divisiones leídas en el AmperímetroA : Valor Leído en el Amperímetro ( Amp ) Cte V : Constante del Voltímetro ( Volt /Div )Div V : Cantidad de divisiones leídas en el Voltímetro V : Valor Leído en el Voltímetro (Volt )Cte W : Constante del Vatímetro ( Amp x Volt /Div )Div W : Cantidad de divisiones leídas en el Vatímetro W : Valor Leído en el Vatímetro ( Watt )

4. Cálculos, Planillas de Registro de Datos Calculados.

Ucc% = In x Zccta x 100 = Ucc x 100 Un Un

Ucc % : Tensión de cortocircuito porcentual. In : Corriente nominal del transformador Zccta: Impedancia de cortocircuito a temperatura ambiente Ucc : Tensión de cortocircuito (Volt)Un: Tensión nominal

Zccta = Ucc / In = ( Rta 2 + x2 )1/2

Rta : Resistencia Equivalente de perdidas a Temperatura ambiente

Rta = Pccta / iccPccta : Potencia de cortocircuito a temperatura ambiente

R75 = Rta x 234,5+75 234,5+ ta

R75: Resistencia Equivalente de perdidas referida a 75ºC ta : temperatura ambienteZcc75 = ( R75 2 + x2 )1/2

Zcc75: Impedancia de cortocircuito referida a 75ºC Ucc75% = In x Zcc75 x 100

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Un Ucc75%: Tension cortocircuito porcentual referida a 75ºC

Icc = Un x In Ucc

Icc : Corriente de cortocircuito a tensión nominal

Pcuta = In1 2 ( R1ta + K2 R2ta )

Pcuta: Perdidas en el cobre a temp. Amb R1ta: Resistencia ohmica del bobinado de Baja tensión a temp amb.R2ta : Resistencia ohmica del bobinado de Alta tensión a temp amb.K : Relación de transformación.

Pcu75 = Pcuta x 234,5 + 75 234,5 + ta

Pcu75 : Perdidas en el cobre referidas a 75 ºC

Padta = Pccta -Pcuta

Padta: Perdidas adicionales a temp. Amb

Pad75 = Padta x 234,5 + ta 234,5 + 75

Pad75 : Perdidas adicionales referidas a 75 ºC

Pt 75 = Pcu75 + Pad75

Pt75 : Perdidas totales a 75 ºC

75 = Potencia útil Potencia entregada

75 : Rendimiento a 75 ºC

Reg % = U02 - U2In x 100 U2In

Reg % : Regulación U02 : Tensión secundaria en vacío U2In : Tensión secundaria a plena carga

5. Conclusiones

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