h = W2 / (W2 + Pf + Pc)

Donde W2 es la potencia total trifsica para el secundario, en watt.

Pf son las prdidas totales en el hierro

Pc prdidas totales en el cobre

Para tener el rendimiento en porcentaje, vasta multiplicar el resultado por 100.

Ensayo de vaco:

Medicin de la resistencia de los devanados en frio (a temperatura ambiente)

[C]1 medicin [m]2 medicin[m]3 medicin[m]promedioR [m]

AT20ReqAB=511.8ReqBC=509.3ReqAC=510.2510.43255.21

BT20Reqab=51.2Reqbc=51.3Reqac=52.851.8077.65

Montar el circuito

Ampermetro 1Vatmetro 1Voltmetro 1

V#A[div]B[div]C[div]C1Io[A]A[div]B[div]C[div]CwPo[W]A[div]B[div]C[div]CvVo[V]

501665042.50.0251.3211-1132.557.5505152151

40225.517.5180.0250.516362.537.5404140140.33

3031511110.0250.313342.525303130130.33

2042618.5180.010.212332.520202021120.33

Datos en el lado de circuito abierto

V#AmpermetroVatmetro [W]Voltmetro 2[V]

5011.30 A275158

4020.44 A225128

3030.27 A16596

2040.001A11566

Ensayo de corto circuito de transformador trifsico

Ampermetro 1Vatimetro1Voltmetro 1

#A[div]B[div]C[div]C1A[div]B[div]C[div]CwPA[div]B[div]C[div]Cv

10019991860.19.227232421483029290.25.87

8028074710.17.51915152982624250.25.0

6036055520.15.5710882561919180.23.73

Ampermetro lneaAmpermetro fase

#A[div]B[div]C[div]A[div]B[div]C[div]

130.530.530.518.618.618.6

225.125.125.115.415.415.4

318.718.718.711.711.711.7

Correccin para la corriente nominal

function [C] =lagran(x,y)n1=length(x);n=n1-1;L=zeros(n1,n1);for k=1:n+1 v=1; for j=1:n+1; if k~=j v=conv(v,poly(x(j)))/(x(k)-x(j)); end end L(k,:)=v;endC=y*Lend

en matlab

>> x=[9.2 7.5 5.57];>> y=[148 98 56];>> lagran(x,y)

C =

2.1075 -5.7829 22.8270

Evaluando el polinomioi=13.38;>> 2.1075*i^2-5.7829*i+22.8270ans = 322.7457

para la tensin

syms x yA=[13.38 9.2 5.57];C=[y 5.87 5];S=(C(2)-C(3))/(A(2)-A(3));Y=S*(A(1)-A(3))+C(3);Vcc=sym2poly(Y)

#A1[A]vatmetroVoltimetro1 (V)

19.21485.87

213.38322.74578.0092

De acuerdo a los manuales despus del ensayo de corto determine la resistencia de las bobinas

[C]1 medicin [m]2 medicin[m]3 medicin[m]promedioFactorR[m]temperatura

AT22ReqAB=516.5ReqBC=514.2ReqAC=542.6524.43[m]Y 0.5262.2226.99

BT22Reqab=52.9Reqbc=53.6Reqac=52.453.00[m] 1.579.526.06

Scribd para hallar la temperatura de las resistencias

***********************************************************clear all;clc%resistencia de alta tensionATx=262.22;BTx=79.5;%en baja tension en 20 gradosAT20=255.21;BT20=77.65;%temperaturas a 20 grados centigradosTxAT=(ATx/AT20)*(234.5+20)-234.5TxBT=(BTx/BT20)*(234.5+20)-234.5

************************************************************

Con la ayuda de un programa de clculo determinar el circuito equivalente exacto por fase del transformador trifsico y estimar el rendimiento y regulacin de tensin del transformador bajo condiciones de carga FP=0.8 en atraso

clear,clc%PARAMETROSdisp('----ENSAYO EN VACIO----')Po=37.5/3; Vo=40*sqrt(3); Io=0.52/sqrt(3);%disp('parametros hallados en baja')Rpf=Vo^2/Po %resistencia del nucleo del lado de bajaIpf=Vo/Rpf;Im=sqrt(Io^2-Ipf^2);Xm=Vo/Im %reactancia del nucleo del lado de bajadisp('ENSAYO EN CORTO CIRCUITO')disp('en alta')Pcc=322.7457/3;Vcc=8.0092;Icc=13.38;zeq=Vcc/Icc;Req=Pcc/Icc^2Xeq=sqrt(zeq^2-Req^2) %relacion de transformacionE1=220/sqrt(3);%VE2=40*sqrt(3);%Va=E1/E2disp('PARAMETROS EN ALTA')Reat=a^2*Rpf %resistencia del nucleo reflejado del lado de altaXeat=a^2*Xm %reactancia del nucleo reflejado del lado de alta

Resultados para los parmetros del transformador:

-----------ENSAYO DE VACIO----------------

Rfe1 =1290.7e+003Xm1 =970.4272e+003

RELACIN DE TRANSFORMACIN MONOFASICA = 1.8543

----------ENSAYO DE CORTOCIRCUITO--------Rcc1 =0.5042Xcc1 = 0.3223

PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS

disp('PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS')K=(234.5+75)/(234.5+20);K2=(234.5+75)/(234.5+26.99);Rapf75=1290.7*KRaeq75=0.5042*K2

---PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS---

Rapf75 = 1.5696e+003 -----resistencia en el ncleo

Raeq75 = 0.5968 ------ Resistencia en el cobre en el lado alta

PRDIDAS Y SU CORRECCION A 75 GRADOS PARA LLENAR EL PROTOCOLO DE PRUEBAS

clear all;clc%temperatura a 75CTcc=75;Tf=26.99;Kt=(234.5+Tcc)/(234.5+Tf);In1=13.38;Rfa=0.2984;Inf=24.8175;Rfb=0.087;Pat=In1^2*Rfa+Inf^2*Rfb;Pad=322.7457/3-Pat;Pad75=Pad/Kt;Pcc75=Pat*Kt*Kt+Pad75;% monofasicoPcc753=3*Pcc75

--- Pcc753 = 451.1761

Tabla 8.3

#Potencia nominalPFe(W)Pcc(W)P1(W)C=I2/I1V1(V)n(%)Reg(%)

1100%41.2310.84080135.892.16.5

280%402198.93264134.093.25.2

360%39.1111.92448132.394.24.0

440%38.149.71632130.594.92.7

520%37.112.4816128.894.21.4

**** Programa como anexo 1 al final del informe****

Cuestionario1

1.1 En forma tabulada presentar los datos promedio y totales de los ensayos de vaco y corto circuito. Realizar en un programa de clculo las operaciones necesarias para obtener los parmetros del circuito equivalente exacto por fase de acuerdo a normas de ensayo, clculo del rendimiento y clculo de la regulacin de tensin

Ensayo de vacioEnsayo de corto circuito

Po(W)Io(A)Vo(V)Pcc(W)Icc(A)Vcc(V)

137.50.5169.28270.941213.388.0092

clear,clc%PARAMETROSdisp('----ENSAYO EN VACIO----')Po=37.5/3; Vo=40*sqrt(3); Io=0.52/sqrt(3);%disp('parametros hallados en baja')Rpf=Vo^2/Po %resistencia del nucleo del lado de bajaIpf=Vo/Rpf;Im=sqrt(Io^2-Ipf^2);Xm=Vo/Im %reactancia del nucleo del lado de bajadisp('ENSAYO EN CORTO CIRCUITO')disp('en alta')Pcc=270.9412/3;Vcc=8.0092;Icc=13.38;zeq=Vcc/Icc;Req=Pcc/Icc^2Xeq=sqrt(zeq^2-Req^2) %relacion de transformacionE1=220/sqrt(3);%VE2=40*sqrt(3);%Va=E1/E2disp('PARAMETROS EN ALTA')Reat=a^2*Rpf %resistencia del nucleo reflejado del lado de altaXeat=a^2*Xm %reactancia del nucleo reflejado del lado de alta

Resultados para los parmetros del transformador:

--ENSAYO EN CORTO CIRCUITO--Req = 0.5045Xeq = j*0.3222a = 1.8543 relacin de transformacin

--PARAMETROS EN ALTA--

Reat = 1290.7Xeat = j*970.4272

PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS

disp('PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS')K=(234.5+75)/(234.5+20);K2=(234.5+75)/(234.5+26.99);Rapf75=1290.7*KRaeq75=0.5045*K2

---PARAMETROS CORREGIDOS A 75 GRADOS---

Rapf75 = 1.5696e+003 -----resistencia en el ncleo

Raeq75 = 0.5968 ------ Resistencia en el cobre en el lado alta

1.2 Presente y dibuje el circuito equivalente exacto por fase con sus respectivos parmetros del transformador corregidos a la temperatura de normalizada de 75 oC, referidos al lado de alta tensin con los datos de los ensayos de vaco y corto circuito.

Circuito equivalente

1.3. Presente grficamente el desempeo del rendimiento en funcin de las variaciones de carga para tres tipos de carga: FP=1.0, FP=0.85 en atraso y FP=0.8 en adelanto ( vs P2).

1.4 En las curvas de rendimiento determine el ndice de carga (o factor de carga) en cual se producela mxima eficiencia del transformador trifsico.

La mxima eficiencia ser para C=0.31 con una eficiencia mxima n=95.15%

1.5. Presente grficamente el desempeo de la regulacin de tensin en funcin de las variaciones de carga para tres tipos de carga: FP=1.0, FP=0.85 en atraso y FP=0.8 en adelanto ( vs P2).

f.p.=0.8 adelanto f.p.=0.85 atraso

1.6. Con los datos de ensayo elabore un protocolo de pruebas y determine los datos de caractersticas para colocar en la placa de datos del transformador trifsico.

POTENCIA NOMINAL=5100 VAFrecuencia:60 HzFases: 3Vsecundario:69.28 VV primario:220 VGrupo de conexin Yd11

Prueba de vacio Potencia de vaco: 37.5 WPrueba de corto Perdidas=37.5 W Icc= 13.38 A Ucc=8.0092 V Upu=6.306 % Potencia (75 C)= 451.1761 W

INVESTIGACIN COMPLEMENTARIA

Pesquisar sobre el conmutador o regulador de tensin bajo condiciones de carga de lossubestaciones generadoras, de transmisin, esquematiza el sistemas elctrico de conmutacin.

Los generadores elctricos voltiles son tpicos del suministro elctrico moderno y albergan nuevos retos para la automatizacin de subestaciones. La tecnologa ISM es la nueva base de hardware y software homognea que se utilizar a partir de ahora mismo para todas las soluciones de automatizacin de MR tambin en los nuevos reguladores de tensin TAPCON

Los reguladores de tensin TAPCON poseen una capacidad de comunicacin mxima y segn el tipo apoyan los protocolos del centro de control usuales IEC61850, IEC60870-5-101/103, DNP3, MODBUS y SPA-BUS. De este modo, contribuyen a la automatizacin de estaciones y pueden controlarse remotamente. Para una regulacin de tensin flexible y confortable. En la lista de abajo encontrar una comparativa de nuestros reguladores de tensin TAPCON

Regulador AC Sensor de tensin del devanado de campo: Sistema de control de excitacin de un generador sncrono. Figura modificada a partir de regulador DC. Ajusta la tensin del devanado de campo a un determinado valor de referencia, y permite el control manual de la excitacin. Se usa para controlar la excitacin en situaciones especiales como ensayos o fallos del control automatice. Sensor de tensin del devanado de campo. Este sensor permite cerrar el bucle del control manual de tensin del devanado de campo.

Limitador por excitacin mxima. Esta proteccin evita el sobrecalentamiento por exceso de corriente del devanado de campo. Tpicamente, esta proteccin acta en funcin de la corriente por el devanado de campo. Limitador por excitacin mnima. Este limitador evita que la excitacin descienda por debajo de un nivel que perjudique la estabilidad del generador, o que provoque el calentamiento del borde de la estructura del devanado inducido. La entrada se toma de la tensin y corriente en los terminales del generador.

Limitador y proteccin V/Hz. El objetivo de esta proteccin es proteger a la instalacin contra un flujo magntico elevado, que podra provocar el calentamiento del circuito magntico del generador o del transformador. La relacin entre tensin y frecuencia, designada como V/Hz, es proporcional al flujo magntico. Cortocircuito del devanado de campo (crowbar). Esta proteccin se instala en algunos generadores para evitar, en algunas circustancias especia- 15 les, una corriente negativa en el devanado de campo o una tensin excesiva en el mismo. El incidente tpico que puede producir este tipo de problemas es un cortocircuito cerca del nudo de conexin. En caso de existir, esta proteccin proporciona un paso alternativo para la corriente, actuando como un cortocircuito del devanado de campo. Este camino puede abrirse a travs de un tiristor que permita el paso de corriente a travs de una resistencia de descarga, o tambin a travs de una resistencia no lineal

Verifique a travs de un programa de simulacin (MATLAB/SIMULINK, DSIGLENT, PSIM, etc) el rendimiento y regulacin de tensin bajo condiciones de carga del transformador trifsico.

Conclusiones

Existen diversas formas de conectar los devanados del transformador trifsicoEl objetivo de estas conexiones depende de la carga o la lnea que se piensa alimentarLos grupos de conexin nos muestran el desfasamiento entre lneasEn estas conexiones tambin se ve afectada a relacin de transformacin de lnea a lnea en los transformadoresA pesar de ser sistema trifsico las prdidas se conservan tan cmo se tratasen de transformadores monofsicosPara analizar el modelamiento del transformador ser necesario llevarlo a su forma monofsica equivalente

Observaciones

No se lleg a comprender las conexiones pues solo se hizo una conexinEl gancho que acoplaba el neutro del transformador conectado en Y no daba confiabilidad pues estaba rotoEl osciloscopio mostraba muchos armnicos en una prueba posterior a esta, razn por la cual no se pudo observar detenidamente os resultado en el osciloscopio

Bibliografa: Pginas web

http://es.slideshare.net/freelay/ensayos-en-un-transformacion-trifasicohttp://sites.ieee.org/gms-pes/files/2014/11/Transformer-Design-and-Design-Parameters.pdfhttp://www.ee.uidaho.edu/ee/power/jlaw/COURSES/ECE420/S09/Lab/Lab1.pdfhttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052011000100010http://es.slideshare.net/freelay/ensayos-en-un-transformacion-trifasicohttp://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/trafo_trifasico.htmhttp://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-34612013000100003

8. BIBLIOGRAFIA:1) -Jess Fraile Mora, Mquinas Elctricas, McGraw Hill, 6ra. edicin, 2008.2) -Fitzgerald A. E. Charles Kingsley Jr, Stephen D. Umans, Mquinas Elctricas, McGraw Hill, 6ra. edicin, 2003.

Programa de Matlab para los clculos de la tabla 8.3 y las respectivas graficas

clc;clear all;Sn=5100;Up=220;Ufp=Up/sqrt(3);Us=68.5;PoT=37.5;Vof=40.33*sqrt(3);Pof=12.5;%Modelo por fasea1=Ufp/Us;In=Sn/(sqrt(3)*Us);Inf=In/sqrt(3);Io=0.51;Iof=Io/sqrt(3);Sof=Vof*Iof;Qof=sqrt(Sof^2-(Pof)^2);%Parametros en el lado de bajaRfe2=Vof^2/Pof;Xm2=Vof^2/Qof;%Parametros referidos al lado de altaRfe1=a1^2*Rfe2;Xm1=a1^2*Xm2;disp('PARAMETROS DEL NUCLEO')disp(' Rfealta Xmalta ')fprintf(' %8.2f %4.2f \n',Rfe1,Xm1)%prueba realizado en lado de altaIn1=Sn/(sqrt(3)*Up);Iccf=In1;PccT=263.18;Pccf=104.27;Vcc=8.537; %Modelo por fase Zccf=Vcc/Iccf;%parametros de cortocircuito en el lado de altaRcc1=Pccf/Iccf^2;Xcc1=sqrt(Zccf^2-Rcc1^2);R1=Rcc1/2;X1=Xcc1/2;%parametros de cortocircuito en el lado de bajaRcc2=Rcc1/a1^2;Xcc2=Xcc1/a1^2;R2=Rcc2/2;X2=Xcc2/2;disp('PARAMETROS DEL COBRE ')disp(' Rccalta Xccalta ')fprintf(' %8.4f %4.4f \n',Rcc1,Xcc1)disp('CORRECIN DE LA Pcc Y Rcc A 75C')%Temperatura final de la resistencia%Lado de altaTo=20;Roa=0.23807;Rfa=0.2523;alfa=3.9e-3;Tfa=(Rfa-Roa)/(alfa*Roa)+To;%Lado de bajaRob=0.06843;Rfb=0.0725;Tfb=(Rfb-Rob)/(alfa*Rob)+To;%temperatura a 75CTcc=75;Kt=(234.5+Tcc)/(234.5+Tfa);%Devanado de altaRat=Kt*Rfa;Rbt=Kt*Rfb;Rcc1c=Kt*Rcc1;Rcc2c=Rcc1c/a1^2;Pat=In1^2*Rfa+Inf^2*Rfb;Pad=Pccf-Pat;Pad75=Pad/KtPcc75=Pat*Kt*Kt+Pad75;% monofasicoPcc753=3*Pcc75Kcc=1;%como la Ilo=IfoPcc1=Kcc^2*Kt*PccT;% Calculo de eficiencia y regulacion de voltaje% Considerando los datos como modelo por faseS=Sn/3;Uf2=Us; % voltaje de fase del secundarioUf1=Up/sqrt(3); % voltaje de fase del primariox= [1,0.8,0.6,0.4,0.2,0];% 0:0.01:1;% Sc=S.*x; %las cargas de 0% a 100%theta=acos(1)*(180/pi);V2=a1*Uf2;I2=(Sc./Uf2).*(cosd(theta)+sind(theta)*i);I2p=I2./a1;V1=V2+(Rcc1c+Xcc1*i).*I2p;Io=V1./Rfe1+V1./(Xm1*i);I1=Io+I2p;Se=V1.*conj(I1);Sca=V2.*conj(I2p);Pca=real(Sca);Pe=real(Se);n=(x.*Sn*cosd(theta))./(x.*Sn*cosd(theta)+x.^2*Pcc1+PoT)*100;%n=Pca./Pe*100; Rv=((abs(V1)-abs(V2))./abs(V1))*100;%Rv=abs(Rv);%plot(Pca,n1,'g--')Pc=x.*Sn*cosd(theta);plot(Pca,n)axis([0 1.7e3 80 100])title(' n vs Pcarga')xlabel('potencia de carga')ylabel('Rendimiento')legend('FP=0.8 (+)')gridfigure(2)plot(Pca,Rv)title('Grfica Rv vs Pcarga')xlabel('potencia de carga')ylabel('Regulacin de voltaje')legend('FP=1')grid%disp('Eficiencia y Regulacin de voltaje')%Calculando las potencias de las perdidas en el cobre y hierrodisp('| Pfe(W) | Pcu(W) | Pca | c | V1(V) | n(%) | Rv(%) |')Pfe=3*abs(V1).^2/Rfe1;Pcu=3*abs(I2p).^2*Rcc1c;P1=Pc;V1a=abs(V1);C=abs(I2p)./abs(I1);%fprintf(' | %4.2f | %4.2f | %4.2f | %4.2f | %4.2f | %4.2f | %4.2f\n\t',Pfe,Pcu,P1,C,V1,n,Rv)disp([Pfe',Pcu',P1',C',V1a',n',Rv'])