[Informe Nº4] Transformador monofásico - Prueba en cortocircuito.docx

8/11/2019 [Informe N4] Transformador monofsico - Prueba en cortocircuito.docx

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TRANSFORMADOR MONOFSICOENSAYO EN CORTOCIRCUITO

1. Objetivos.-

Determinar las constantes en cortocircuito del transformador en sus diversas

conexiones posibles a tensin (Entrada = 220[V]

Salida = 60[V]; 160[V]; 220[V];

380[V]) y frecuencia nominal.

Dibujar el diagrama vectorial y el circuito equivalente simplificado del transformador

en cortocircuito.

Utilizar debidamente los instrumentos de medicin en la determinacin de las

relaciones de transformacin.

2. Fundamento Terico.-

Circuito equivalente:

En la prueba de cortocircuito se hace un cortocircuito en las terminales

secundarias de un transformador y las terminales primarias se conectan a una fuente de

voltaje, con un valor bastante bajo. Se ajusta el nivel de voltaje de entrada hasta que la

corriente en los devanados en cortocircuito sea igual a su valor nominal (es muy necesario

asegurarse de mantener el voltaje del primario en un nivel seguro, de otra manera los

devanados del transformador pueden quemarse).

Durante el ensayo nuevamente se deben medir la corriente, el voltaje y la potencia de

entrada. Debido a que el voltaje es tan bajo durante la prueba de cortocircuito, la

corriente que fluye a travs de la rama de excitacin es despreciable. Si se ignora la


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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 primario del transformador es:

||

El factor de potencia de la corriente esta dado por:

Y esta en retraso. Por tanto, el ngulo de corriente es negativo y el ngulo de impedancia

total es positivo: ( )

Por tanto:

La impedancia en serie es igual a:

Se puede determinar la impedancia en serie total referida al primario por media de esta

tcnica, pero no hay forma fcil de dividir la impedancia en serie de sus componentes

primario y secundario. Por fortuna, no se requiere de esta separacin para resolver los

problemas normales.

Se puede realizar esta misma prueba del lado secundario del transformador si es ms

conveniente debido a los niveles de voltaje u otras razones. Si la prueba se realiza en el

lado secundario, naturalmente los resultados darn las impedancias del circuito

equivalente referido al secundario del transformador en lugar del lado primario.


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3.

Procedimiento experimental.-

3.1

Material a utilizar.- Inspeccione el respectivo puesto de trabajo y corrobore la

existencia de todos los componentes e instrumentos que la gua propone para esta

sesin de laboratorio. En caso de no ser aso, informe de inmediato a su docente en

forma ordenada y detallada a fin de solucionar eventuales inconvenientes que se

presenten.

a)

Mdulo banco de transformadores: BIM 1420

b)

Instrumentos de medicin:

Mdulo A-V de hierro mvil BIM 1421

Mdulo vatmetro monofsico BIM 1425

c)

Mdulo fuente de poder BIM 1408

3.2

Montaje del circuito.- Efectuar el montaje del circuito, tal como se muestra a

continuacin respetando las normas de seguridad generales y de acuerdo a las

indicaciones de la secuencia operativa.

3.3Desarrollo del laboratorio.-

Efectuando el montaje segn el diagrama anterior, verificar el conexionado tomando

en cuenta:

Alcance del voltmetro HM 250[V], ( ). Alcance del ampermetro HM 1[A], ( ). Alcance del vatmetro 0.5[A] x 250[V] (llave en 0.5[A]),

0 a 250V50Hz

V

AW


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Posicin del Variac en 0[V].

Primario del transformador borne de 220[V].

Secundario de 60[V] (luego 160; 220 y 380[V]) cortocircuitando.

Considere las relaciones de transformacin para: 220 60; 220 160; 220

220; 220380 [V]. Donde k = 3.667; 1.375; 1; 0.579 respectivamente.

4. Tabla de registros medidos y calculados.-

Anota en la siguiente tabla, los valores medidos de acuerdo al proceso de medicin y

proceda con los clculos necesarios, grficas y diagramas solicitados en el apartado del

cuestionario.

N

TENSIN PRIMARIO INTENSIDAD DE CORRIENTE POTENCIA LEDA

1 42

0.73

2.67 1

2 21 1.01

53 17 0.74

4 16 0.42


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5.

Cuestionario.-

5.1

Calcular y tabular: La tensin de cortocircuito aplicada en el primario para quepor este circule la corriente nominal con el secundario cortocircuitado; la potencia

absorbida por el transformador en cortocircuito ; la impedancia equivalente decortocircuito del transformador en cortocircuito; la resistencia equivalente deprdidas de cortocircuito ; la reactancia equivalente de cortocircuito deltransformador en cortocircuito; el factor de potencia del transformador en

cortocircuito y la potencia absorbida en cortocircuito para cubrir lasprdidas en el cobre a temperatura ambiente .

N[A]

[V]

[W]

[V]

[W]

[W]

1 0.73 42 24.52 11.45 24.45 4.29 3.43 2.57 0.8 24.49

2 0.73 21 12.26 15.27 12.33 15.12 12.1 9.07 0.8 13.32

3 0.73 17 9.93 17 10.06 22.97 18.38 13.78 0.8 10.06

4 0.73 16 9.34 27.63 9.28 65.78 52.63 39.47 0.8 9.28

5.2

Dibujar el diagrama vectorial y el circuito equivalente simplificado del transformador

en cortocircuito.


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6.

Conclusiones.-

Se ha logrado realizar con xito el ensayo en cortocircuito, a travs de los datos

obtenidos se pudo dar una estimacin a las prdidas generadas por el cobre.

El ensayo se debe realizar con mucha precaucin, sobre todo a la hora de alimentar el

lado primario del transformador, el cual debe mantenerse en niveles seguros de lo

contrario los devanados del transformador pueden quemarse.

7.

Bibliografa.-

Chapman, Steepheen: Mquinas Elctricas. McGraw-Hill, Interamericana de Mxico, S.

A. de C. V., 1997.

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