Sistemas Electricos de Potencia Laboratorio 3

 

  “PRUEBAS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO EN TRANSFORMADORES” 

1. OBJETIVOS: -

Obtener los parámetros de un transformador t ransformador de potencia. potencia. Obtener las impedancias de secuencia cero del transformador.

2. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: Es posible determinar experimentalmente los valores de las inductancias y resistencias en el modelo de transformador. Veamos el circuito equivalente en la Figura 1.

Figura 1 Una aproximación adecuada de estos valores se puede obtener con dos ensayos solamente: a) El ensayo de circuito abierto. b) El ensayo de corto circuito.

En el ensayo de circuito abierto, la bobina secundaria de transformador está en circuito abierto y su bobina primaria está conectada a una línea con voltaje nominal. Bajo las condiciones descritas, toda la corriente de alimentación debe estar fluyendo a través de la rama de excitación del transformador. Los elementos en serie RP y XP son demasiado pequeños en comparación con R C y XM para causar una caída significativa de voltaje, así que esencialmente todo el voltaje de alimentación se aplica a través de la rama de excitación. El voltaje total de la línea se aplica al primario del transformador y se miden voltaje de alimentación, corriente de alimentación y potencia de entrada al transformador. De esta información es posible determinar el factor de potencia de la corriente de alimentación y por consiguiente, tanto la magnitud como el ángulo de la impedancia de excitación.

 

 

Es posible determinar los valores de R C y XM, mediante este ensayo. 

En el ensayo de cortocircuito, los terminales secundarios del transformador están en cortocircuito y los terminales primarios están conectados justamente a una fuente de bajo voltaje. El voltaje de alimentación se ajusta hasta que la corriente en el secundario sea igual a su valor nominal. Puesto que el voltaje de alimentación es de valor reducido durante el ensayo de cortocircuito, una corriente muy baja fluye a través de la rama de excitación. Si la corriente de excitación se ignora, entonces la caída de voltaje en el transformador se le puede atribuir a los elementos en serie en el circuito. Es posible determinar la impedancia serie total, referida al lado primario, usando esta técnica, pero no hay una manera fácil de dividir la impedancia serie entre componentes primario y secundario. Afortunadamente, tal separación no es necesaria para resolver problemas normales, ya que estas se pueden considerar del mismo valor.

Para complementar y profundizar el aprendizaje de este tema se sugiere que lea las siguientes referencias:

Elementos de centrales eléctricas II, Enriquez Harper. Capitulo 1 El Generador G enerador.. http://endrino.cnice.mecd.es/~jhem0027/trans http://endrino.cnice.mecd.es/~jhe m0027/transformador/eltran formador/eltransformador.htm sformador.htm http://garaje.ya.com/migotera/trafomonof.htm   http://garaje.ya.com/migotera/trafomonof.htm

Máquinas eléctricas, Irving L. Kosow. pg. 184. Máquinas eléctricas, Stephen Chapman. pg. 71.

 

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3. EQUIPOS Y MATERIALES:

Cantida d 01 02 01 01

Descripción Transformador trifásico. Multímetros. Vatímetro. Pinza amperimétrica

Marca

Modelo

TERCO FLUKE. AEMC AMPROB E

4. PROCEDIMIENTO:

4.1. ENSAYO DE VACÍO. a). Conectar un vatímetro, tres amperímetros y un voltímetro en el

lado de menor tensión del circuito de conexión de un transformador, además, conectar un voltímetro en el lado del circuito abierto. Ver Figura 2. (También se puede conectar dos vatímetros por el método de Aarón).

L1

S1

I* I L1 L2 L3

220/380 V

0 - 220 V

L2

B

L3

Figura 2. Circuito de conexión en vacío.

 

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Prueba en Vacío

A

Ia

B

Ib

C

Ic

T W

 

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 3     =     200. 3 3 3  ( ⁄√ 3)    =  = 12.8 =.  Vo

I fe

Io

Im

 =  = 115. 3.12464 = 0.037 037    =     −     =42.04 A  =  0. 0.056 −0.037 3 = 4,76   =  = 42,200, 04  76 Ω  CORTOCIRCUITO. 4.2. ENSAYO DE CORTOCIRCUITO.

Realizar la conexión de acuerdo a la Figura 6.

L1

S1

I* I L1 L2 L3

380/220 V L2

0 - 220 V L3

Figura 5. Circuito de conexión de equipos para la prueba de cortocircuito.

 

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Prueba en cortocircuito

4

A

Ia

B

Ib

C

Ic

T Zcc

W

Xc

Rcc

 +  +      =  3=3 =0.442   

 

 

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 =  = . =.   23.53    =  = 0.442 =.   =.   =  = .    =    −   =  53. 53.24 − 20.477 = 49,1 49,155 Ω  Cálculo de la (Relación de Transformación)

1 1   = 2400= 2  = 200 = 2  Cálculo de la resistencia y reactancia

 =  + ′   = ′ = 2 =10,24Ω   = ′ = 10,424 =2,56Ω    =  + ′    = ′ =  2 =24,58Ω    = ′ = 24,458 =6,15Ω 

 

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Parámetros Calculados. PARÁMETROS

VALORES

U0  Ucc

200,3 V 23,53 V

Icc P0 Pcc R1 R2 X1 X2 Rfe Xm

0,442 A 12,8 W 12 W 10,24 Ω  Ω  2,56 Ω  Ω   j24,58 Ω  Ω   j6,15 Ω  Ω  3,138 KΩ  KΩ  J 4,76 KΩ  KΩ 

5. CONCLUSIONES  

Los trasformadores tienen que ser alimentad alimentados os con tensi tensión ón alterna para que

genere un flujo variable, y con esto producirse una tensión inducida, lo cual no ocurriría si se alimenta al imenta el transformador con una fuente continua.     El flujo de dispersión origin origina a caída de tensión, lo cual se puede puede llamar REACTANCIA.   

Las pérdidas del entrehierro (Pfe) s son on menores a las perdidas en cobre (Pcu) porque la corriente fluye por el conductor y esta genera una perdida por “efecto joule” y se transforma en calor y esta energía perdida se disipa en el medio ambiente.