Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

Universidad Nacional Pedro Ruiz GalloFACULTAD DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

DOCENTE:

ING. OLIDEN NUEZ HCTOR.

ALUMNOS:

MONTALVO CSPEDES MARCO ANTONIO.

CURSO:

LABORATORIO DE MEDIDAS ELCTRICAS.

FECHA :

Lambayeque febrero del 2015

LABORATORIO 02 PRUEBAS ELECTRICAS EN TRANSFORMADORES

I.- OBJETIVOS: - Determinar los valores de los componentes en el modelo de un transformador con los datos obtenidos en el laboratorio.II.- FUNDAMENTO TERICO:Es posible determinar experimentalmente los valores de las impedancias y resistencias en el modelo del transformador. S e puede obtener una aproximacin adecuada de estos valores con nicamente dos pruebas: la prueba del circuito abierto y la prueba de cortocircuito.En la prueba de circuito abierto se deja abierto el circuito del devanado secundario del transformador y su devanado primario se conecta a una lnea de voltaje pleno. Obsrvese el siguiente circuito:En las condiciones descritas toda la corriente de entrada debe fluir a travs de la rama de excitacin hacia el transformador. Los elementos en serie y son demasiado pequeos en comparacin con (resistencia debida a la corriente de prdidas en el ncleo) y (reactancia debida a la corriente de magnetizacin) como para causar una cada significativa de voltaje, por lo que esencialmente todo el voltaje de entrada cae a travs de la rama de excitacin.Las conexiones de la prueba de circuito abierto se muestran en la figura anterior. Se aplica una lnea de voltaje pleno al primario del transformador y se miden el voltaje de entrada, la corriente de entrada y la potencia de entrada al transformador. (Esta medicin se hace normalmente en el lado de bajo voltaje del transformador, ya que los voltajes ms bajos son ms fciles de trabajar.) Con esta informacin se puede determinar el factor de potencia de la corriente de entrada y, por lo tanto, la magnitud y el ngulo de la impedancia de excitacin.La manera ms fcil de calcular los valores de y de consiste en estimar primero la admitancia de la rama de excitacin. La conductancia del resistor de prdidas en el ncleo est dada por: = Mientras que la susceptancia del inductor de magnetizacin est dada por: = Puesto que los dos elementos estn en paralelo, se suman sus admitancias y la admitancia de excitacin total es: = - j = - J La magnitud de la admitancia de excitacin (referida al lado del transformador usado para la medicin) puede calcularse con base en el voltaje y corriente de la prueba de circuito abierto: = El ngulo de admitancia se puede calcular con base en el factor de potencia del circuito. El factor de potencia (FP) del circuito abierto est dado por: FP = =Y el ngulo del factor de potencia est dado por: =

El factor de potencia siempre est en retraso en un transformador real, por lo que el ngulo de la corriente siempre est en retraso con respecto al ngulo de voltaje en grados. Por lo tanto, la admitancia es: = /_- = /_-Comparando las ecuaciones anteriores es posible determinar los valores de y directamente de los datos de la prueba de circuito abierto.

En la prueba de cortocircuito se hace un cortocircuito en las terminales de bajo voltaje de un transformador y las terminales de alto voltaje se conectan a una fuente de voltaje variable, como se muestra en la figura:Esta medicin se hace normalmente en el lado de alto voltaje del transformador, ya que las corrientes sern ms bajas en aquel lado y las corrientes ms bajas son ms fciles para trabajar. Se ajusta el voltaje de entrada hasta que la corriente en los devanados en cortocircuito sea igual a su valor nominal. (Es necesario asegurarse de mantener el voltaje primario en un nivel seguro, pues no es una buena idea quemar los devanados del transformador en la prueba.) De nuevo se miden el voltaje, la corriente y la potencia de entrada.Debido a que el voltaje de entrada es tan bajo durante la prueba de cortocircuito, la corriente que fluye por la rama de excitacin es despreciable. Si se ignora la corriente de excitacin, entonces toda la cada de voltaje en el transformador se puede atribuir a los elementos en serie en el circuito.La magnitud de las impedancias en serie referidas al lado primario del transformador es: = El factor de potencia de la corriente est dado por: FP = = Y est en retraso. Por lo tanto, el ngulo de corriente es negativo y el ngulo de impedancia total es positivo: = Por lo tanto: = = /_La impedancia en serie es igual a: = + j = ( + ) + j( + )

Se puede determinar la impedancia en serie total referida al lado de alto voltaje por medio de esta tcnica, pero no hay una forma fcil de dividir la impedancia en serie en sus componentes primario y secundario. Por fortuna no se requiere de esta separacin para resolver los problemas normales.Observe que la prueba de circuito abierto normalmente se realiza en el lado de bajo voltaje del transformador, y la prueba de cortocircuito por lo comn se realiza en el lado de alto voltaje, de modo que y por lo general se encuentran referidos al lado de bajo voltaje y y por lo comn se refieren al lado de alto voltaje. Todos los elementos se deben de referir al mismo lado (ya sea alto o bajo) para crear el circuito equivalente final.

III.- INSTRUMENTOS: Para realizar este laboratorio se utilizaron los siguientes instrumentos y dispositivos: Un analizador de calidad de energa para medir los parmetros de voltaje, corriente y potencia elctrica. Tiene tambin la caracterstica de poder medir la potencia reactiva inductiva y potencia reactiva capacitiva, su forma de conexin se hace a travs de sus terminales de puntas para medir voltaje y adems permite la conexin de una pinza amperimtrica.

Un autotransformador como fuente.

Un transformador reductor de 220V a 110V, con una potencia nominal de 500W.

Una lmpara incandescente.

Un tablero de conexin.

IV.- PROCEDIMIENTO: Como primer paso se presentaron los distintos dispositivos e instrumentos a utilizar as como su respectiva manipulacin. Se procedi a armar los circuitos para las pruebas de circuito abierto y cortocircuito, obteniendo los siguientes: Para la prueba de circuito abierto.

Para el cortocircuito.

Haciendo las pruebas en circuito abierto y cortocircuito se obtuvieron los siguientes datos:

Prueba en Circuito Abierto Prueba en Cortocircuito

= 219.9V = 9.94V

= 0.176A = 2.255A

= 10W = 18.7W

FP = 0.28

Se procede a encontrar las impedancias del circuito equivalente referido al lado primario.

a.- La razn de vueltas de este transformador es a = = 2. El factor de potencia durante la prueba de circuito abierto es: FP = = = 0.258.

En este laboratorio el FP que se obtuvo fue de 0.28

b.- La admitancia de excitacin est dada por: = /_- 0.000224 j000768 = -

= /_- = 4464.3 = 0.0008 /_-73.74 = 1302.08

= 0.000224 J0.000768 Y = 0.000224 b = 1302.08

c.- El FP de potencia durante la prueba de cortocircuito es: FP = = = = 0.83 en retraso d.- La impedancia en serie est dada por: = /_ = /_ = 4.41 /_33.9 = 3.7 + j2.46

e.- Por lo tanto la resistencia y la reactancia equivalentes referidas al lado de alto voltaje (primario) son: = 3.7 = 2.46f.- El circuito equivalente simplificado resultante que se refiere al lado de alto voltaje (primario) se puede determinar convirtiendo los valores de la rama de excitacin al lado de alto voltaje. = = (4464.3) = 17857.2 = = (1302.08) = 52083

V.- CONCLUSIONES. - Se reconoci un nuevo dispositivo de medicin como el analizador de energa de calidad, as como tambin su manipulacin. - Se calcularon las variables que se originan al representar un transformador mediante su modelo de circuito.