Ejercicios Con Resultados Correspondientes Al TP 11

 

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ELECTRICA

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EJERCICIOS CON RESULTADOS TRABAJO PRACTICO Nº 11

ENSAYO DE TRANSFORMADORES  Ejercicio Nº 1

Un transformador de 100 kVA, de relación 6/0.42 kV, se le han realizado los ensayos de vacío y de cortocircuito en condiciones nominales, con los siguientes resultados: re sultados: En vacío:

En Cortocircuito

Po = 1,8 kW Pcc = 4823 W Io = 0,4 A Icc = 16,67 A Uo = 6 kV cos φcc = 0,643 Se solicita determinar: a) Parámetros del del circuito circuito equivalente, referidos al primario. primario. b) Tensión de cortocircuito cortocircuito del transformador expresada en %. c) Rendimiento del transformador cuando está conectado a una carga inductiva de 120 A con factor de potencia 0.90. Result: a)   go = 5x10 -5 S ; bo = 4.41x10 -5 S ; Iw =0.30 A ; I  μ =0.265 A ; Rcc = 17.356 Ω ; Xcc = 0.037 Ω  b)   u ccc  c % = 4.82 c)   η = 93.75 % Ejercicio Nº 2

 Al ensayar un transformador de 10 kVA, monofásico, relación 7.62/0.231 7. 62/0.231 kV, 50 c/s, se obtienen los siguientes resultados: Potencia en vacío 45 W Potencia en cortocircuito 290 W Tensión de Cortocircuito 4,5 % Determinar: a) Relación de Transformación b) Impedancia de cortocircuito y las caídas caídas de tensión de sus componentes c) Dibujar los esquemas de conexión y los instrumentos supuestamente empleados d) Pérdidas porcentuales por Foucault Result: a)   a = 32.99 b)   Zcc = 261.29 Ω ; ur = 220.98 V ; ux = 262.20 V   c)   Esquemas

Ensayo en vacío

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Ensayo en CC

d)   wfo% = 0.45 Ejercicio Nº 3

Dado el circuito equivalente como el de la figura y los datos de la chapa característica del transformador,

Calcular: a) Potencia consumida en el Hierro : Pfe b) Potencia consumida por los bobinados: Pcu c) Potencia magnetizante: Pµ d) Rendimiento de la máquina para cos φ = 0.80 inductivo, a plena carga: ɳ % e) Coeficiente de regulación para la misma condición de carga: u % Result: a)   Pfe = Wo  = 2 000 W b)   Pcu = Wcc  = 2 000 W  μ = W   μ = c)   P  d)    μ = 95.24 %  e)   u = 3.69 % 

4 000 W

Ejercicio Nº 4

Calcular la tensión de cortocircuito y el coeficiente de regulación a plena carga; cos φ = 0.80, de un transformador monofásico de 66 kVA, de 7600/462 V, 50 Hz, cuyos datos complementarios son: Resistencia del devanado primario: 10,65 Ω Resistencia del devanado secundario: 0,0338 Ω Reactancia del devanado primario: 15,1 Ω Reactancia del devanado secundario: 0,0368 Ω Result: a)   Ucc = 277,33 V b)   u  = 16.3 V (3.53 %)

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Ejercicio Nº 5

De un transformador monofásico de 66 kVA, de 7600/462 V, 50 Hz, se obtienen los siguientes datos: Número de espiras del dev. primario: 1941 Número de espiras del dev. secundario: 118 Resistencia del devanado primario: 10,65 Ω Resistencia del devanado secundario: 0,0338 Ω Reactancia del devanado primario: Reactancia del devanado secundario: Corriente magnetizante: Corriente vatiada:

15,1 Ω 0,0368 Ω 6,55% de Ipc 0,472% de Ipc

Se solicita: a) Determinar las tensiones te nsiones inducidas en cada uno de los lados de bobina en vacío  vacío  b) Indicar cuál es el flujo máximo puesto en juego c) Determinar las pérdidas en el hierro d) Dibujar el circuito equivalente del transformador mencionado, reducido al primario, con sus valores Result: a)   b)   c)   d)  

Ep = 7 589.46 V ; Es = 461.39 V   =   = 1.76 x 10 7  Mx Wo = 311.52 W Esquema – Incorporar los valores indicados

Ejercicio Nº 6

Un transformador monofásico de 5000 kVA, 12000/30000 V, 50 Hz consume 15 kW y 12 A cuando funciona en vacío y tiene estos parámetros de cortocircuito: Zcc = 1,25 Ω y Rcc = 0,125 Ω. Calcular para este transformador: a) Los parámetros go y bo y las pérdidas pérd idas en el cobre b) La tensión te nsión porcentual de cortocircuito ucc. c) La tensión que existe en el secundario cuando el primario está conectado a la tensión asignada y el transformador alimenta una carga de 4000 kVA con factor de potencia 0,75 capacitivo. d) El rendimiento cuando alimenta a una carga de 3500 kW con factor de potencia 0,8 inductivo. e) La potencia aparente de máximo rendimiento re ndimiento y rendimiento máximo con factor de potencia unidad. Result: a)   b)   c)   d)  

go = 1.04 x 10 -4  S ; bo = 9.95 x 10 -4  S ; Wcc = 21 701.39 W ucc % = 4.34   Us = 30 607.42 V   η = 99.09 %  

 

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e)   S oopt pt = 4 157 kVA f)   ηmáx   = = 99.28 %   Ejercicio Nº 7

Un transformador monofásico de 3000 kVA 132/38 kV y 50 Hz dio los siguientes resultados en ensayos:   ensayos: - Ensayo de vacío por el lado de baja: 38 kV, 4 A, 16,67 kW. - Ensayo de cortocircuito por el lado de alta: 5,5 kV, 11,5 A, 10 kW. Determinar: El circuito equivalente referido al primario, indicando la resistencia y reactancia de dispersión de cada devanado. (tomar como dato, que los valores de la resistencia y reactancia del secundario son un 10% de los correspondientes al primario: R 2=0,1R 1 y X2=0,1X1 ).

Result: a)   R 11    = 34.27 Ω ; R 2  2   = 3.427 Ω ; X 1  1   = 214.00 Ω ; X 2 2    = 21.40 Ω  b)   g’ 00   = = 0.00014 S ; b’     = = 0.00126 S   0  0  c)   I’ ww  = 0.126 A ; I’  μ = 1.145 A ; I’o = 1.152 A Ejercicio Nº 8

Un transformador monofásico de 10 kVA, relación 6000/240 V - 50 Hz se ensaya en cortocircuito conectándolo a una fuente de tensión regulada por el lado de alta tensión. Los aparatos indican 252  V; 180 W y 1.67 A. El ensayo en vacío se realiza conectando el devanado de baja tensión a una tensión alterna senoidal de 240 V, siendo la intensidad 1.5 A y la potencia consumida 60 W. Realizar el esquema de conexiones empleado en cada ensayo. e nsayo. Calcular: a)  Tensión en bornes del secundario a media carga con factor de potencia unidad. b)  Rendimiento del transformador a plena carga con factor de potencia unidad. c)  Rendimiento máximo con factor de potencia p otencia unidad. Result:

Ensayo en vacío

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Ensayo en CC

a)   Us = 237.84 V b)   η  = 97.66 %   c)   ηmáx  =  = 97.96 %   Ejercicio Nº 9

Un transformador monofásico de 10 kVA, relación 6000/230 V - 50 Hz se ensaya en cortocircuito conectándolo a una fuente de tensión regulada por el lado de alta tensión. Los aparatos indican 250  V; 170 W y 1,67 A. Calcular: a) Intensidad nominal del primario b) Tensión porcentual de cortocircuito c) Resistencia, Impedancia y reactancia de cortocircuito d) Caída de tensión porcentual en la resistencia y en la reactancia e) Factor de potencia del ensayo en cortocircuito f) Variación porcentual de la tensión secundaria y tensión en bornes trabando a plena carga con un factor de potencia 0,80 en retraso Result: a)   Ip = 1,67 A   b)   ucc % = 4.17 c)   Rcc = 60.96 Ω ; Xcc = 136.73 Ω ; Zcc = 149.70 Ω  d)   ur % = 1.693 ; ux % = 3.798 e)   cos  ccc   = 0.407 c  = f)   Us = 221.64 V Ejercicio Nº 10

Un transformador monofásico de 16 kVA, relación 7620/231 V - 50 Hz se ensaya en cortocircuito conectándolo a una fuente de tensión regulada por el lado de alta tensión. Los aparatos indican 305  V; 230 W y 2,01A. El ensayo en vacío se realiza conectando el devanado de baja tensión a una tensión alterna senoidal de 240 V, siendo la intensidad 1 A y la potencia consumida 85 W. Se desea calcular: a) b) c)

Regulación de tensión a plena carga, para un factor de potencia potencia 0,80 con carga inductiva Tensión en bornes del secundario a media carga con factor de potencia unidad Rendimiento del transformador a 60% de carga carga con factor de potencia 0,95 inductivo

d)

Rendimiento máximo con factor de potencia unidad

 

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Result: a)   b)   c)   d)  

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u% = 3.4275   Us = 236.28 V η  = 97.97 %   ηmáx  =  = 98.19 %  

Ejercicio Nº 11

Un transformador de 16 kVA, de relación 13.2/0.231 kV, se conecta a una línea de 50 c/s y con el secundario abierto indica una potencia de entrada de 130 W y una corriente de vacío equivalente al 3% de la nominal. Determinar el factor de potencia de la máquina en esas condiciones. Expresar los valores obtenidos en un diagrama vectorial incluidos el flujo y las tensiones inducidas. (sin escala) Result: a)   cos  o   = 0.2708   o  =

Ejercicio Nº 12

Se necesita determinar, en qué condiciones de carga de un transformador monofásico de 75 kVA, tensión 11000/525 V - 50 Hz, alcanza el rendimiento y la potencia máximas para un cos φ = 0,85 inductivo, siendo las pérdidas:  pérdidas:  En el hierro: 0.48 % En el cobre: 1.57 % Determinar numéricamente el valor alcanzado, y el rendimiento en % Result: a)   S máx  máx  = 41.47 kVA   b)   ηmáx  = 97.68 %  

Mayo 2019

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