Informe Trafo-2012

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Laboratorio de conversión electromecánica de la energía Informe Transformadores Nombres: Gustavo Hunter Pablo Fuentealba Cristóbal Garcés Profesor: Rubén Peña Leonardo Palma Ayudante: Pablo Castro Fecha: 11-07-2012

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  • Laboratorio de conversin

    electromecnica de la

    energa

    Informe

    Transformadores

    Nombres: Gustavo Hunter

    Pablo Fuentealba

    Cristbal Garcs

    Profesor: Rubn Pea

    Leonardo Palma

    Ayudante: Pablo Castro

    Fecha: 11-07-2012

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    Tabla de contenido Primera Sesin: Transformadores Monofsicos (TR-1) ...................................................................... 4

    Actividades Previas .......................................................................................................................... 4

    i) Caractersticas de placa y constructivas del transformador ............................................... 4

    ii) Tipo de reactores, resistencias y varias para implementar carga variable ......................... 5

    iii) Panel de comando y disposicin de circuitos...................................................................... 5

    Trabajo de Laboratorio .................................................................................................................... 6

    1.- Aislacin, Polaridad y Caractersticas de Excitacin .............................................................. 6

    a) Mediciones de Aislacin del transformador ........................................................................... 6

    b) Polaridad de los devanados y su registro................................................................................ 6

    c) Curva excitacin en vaco, para valores crecientes y decrecientes ........................................ 6

    2.- Forma Corriente Excitacin y voltaje inducido nominal primario ......................................... 8

    3.- Corriente y Potencia en vaco para distintas conexiones .................................................... 10

    4.-Determinacin parmetros Transformador Ensayo Coci y Circuito Abierto ....................... 11

    5.- Transformador con carga resistiva y con fp=0.8 inductivo .................................................. 12

    Segunda Sesin: Transformador Trifsico (TR-2) ...................................................................... 13

    Actividades Previas .................................................................................................................... 13

    i) Caractersticas de placa y constructivas del transformador ....................................... 13

    ii) Tipo de reactores, resistencias y varias para implementar carga variable ............ 13

    iii) Panel de comando y disposicin de circuitos .............................................................. 15

    Trabajo en Laboratorio ............................................................................................................. 16

    1.- Transformador trifsico conexin Y-d-11 .................................................................... 16

    a) Efectuar conexin y verificar desfases entre tensiones primarias y secundarias .. 16

    b) Prdidas y parmetros circuito equivalente ................................................................. 18

    c) Forma de onda corriente y voltajes (prim y sec) delta abierta y sin neutro en el

    primario, analizar tercera armnica ................................................................................... 20

    d) Forma voltaje fase neutro de la estrella cuando se cierra delta y ver tercera

    armnica .................................................................................................................................. 22

    e) Forma voltaje en el delta abierto, al conectar neutro de estrella .......................... 23

    2.- Transformador trifsico conexin Y-y-6 ....................................................................... 25

    a) Efectuar conexin y verificar desfases entre tensiones primarias y secundarias .. 26

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    b) Formas de onda de corriente y voltajes (fase- neutro y entre fases) para tensin

    nominal, sin neutro primario en Vaco, aproximadamente Carga nominal y Carga

    nominal en una fase ............................................................................................................... 27

    c) Con neutro en el primario en estrella repetir mediciones anteriores agregando

    corriente del neutro............................................................................................................... 33

    Anexos 1 ....................................................................................................................................... 42

    Lista de Instrumentos 1 ................................................................................................................. 54

    Anexos 2 ....................................................................................................................................... 55

    Lista de instrumentos 2 ............................................................................................................. 65

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    Primera Sesin: Transformadores Monofsicos (TR-1)

    Actividades Previas

    i) Caractersticas de placa y constructivas del transformador

    Los datos de placa y caractersticas constructivas del trasformador utilizado se

    muestran en las siguientes tablas.

    Tabla N1: Datos de placa del Transformador.

    N de serie No mostrado

    Tipo Monofsico

    Frecuencia 50 Hz

    Relacin del trasformador 220/120 V

    Potencia nominal 2 (KVA)

    Tabla N2: Caractersticas constructivas del Transformador.

    Tipo de construccin Tipo ncleo

    Disposicin de bobinas Concntricas

    Designacin de terminales U-V: Primario

    u-v: Secundario

    El transformador monofsico utilizado en el presente informe consta de 4 bobinas,

    dos en el primario y dos en el secundario, en las actividades posteriores se mostrara la

    utilizacin de estas.

    Figura N1: Transformador monofsico.

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    Por otra parte, para la carga se utilizaron un set de inductancias y 4 restatos (cada

    uno de ellos con idnticas caractersticas) cuyas caractersticas se presentan a continuacin.

    ii) Tipo de reactores, resistencias y varias para implementar carga

    variable

    Tabla N3: Datos del set de inductores.

    Inductancias 55, 62, 58 y 53 (mH)

    Tabla N4: Datos de placa Variac trifsico

    Tipo TDSPK

    N de serie 31866/ 56

    Fabricante Gebr. RuhstratGttingen

    Potencia 0-15 [kVA]

    Frecuencia 50 [Hz]

    Voltaje primario 3x380/ 220 [V]

    Voltaje secundario 3x0/ 220 [V]

    Corriente 0-22 A]

    Tabla N5: Datos de placa restatos.

    Valor hmico 16 ()

    Potencia nominal 192 (W)

    Corriente nominal 12 (A)

    iii) Panel de comando y disposicin de circuitos

    Figura N2: Panel de control transformador monofsico

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    Trabajo de Laboratorio

    1.- Aislacin, Polaridad y Caractersticas de Excitacin

    a) Mediciones de Aislacin del transformador

    Tabla N6: Prueba de aislacin

    Punto de medicin Aislacin (M)

    Primario-Secundario

    Primario-Ncleo

    Secundario-Ncleo

    En vista de que hay muy buena aislacin se puede trabajar con tranquilidad en el

    transformador.

    b) Polaridad de los devanados y su registro

    Haciendo la prueba de continuidad se han ubicado las bobinas correspondientes al

    primario y el secundario del transformador, luego mediante el mtodo de la pila se

    encontraron las polaridades de este. La siguiente figura muestra los terminales positivos de

    cada bobina, las lneas rojas las bobinas del primario y las lneas verdes las de secundario.

    Figura N3: Identificacin de bobinas y polaridad de los devanados.

    c) Curva excitacin en vaco, para valores crecientes y decrecientes

    En los siguientes graficos de presentan las curvas de excitacin medidas en foma

    ascendente y descendente, para el primario y el secundario del transformador.

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    Figura N4: Curvas de excitacin del Primario .

    Figura N5: Curvas de excitacin del secundario.

    Es notorio que en ambos casos al llegar a valores cercanos del voltaje nominal(220

    V primario,120 V secundario) la relacin entre la corriente y el voltaje deja de ser lineal,

    esto se debe a la saturacin del fierro en el transformador.

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    2.- Forma Corriente Excitacin y voltaje inducido nominal primario

    Para 100% del voltaje nominal se obtienen las siguientes seales de tensin de

    entrada y corriente de excitacin.

    Figura N6: Tensin en el primario y corriente de excitacin.

    La corriente de excitacin alcanza un valor mximo RMS de y no es sinusoidal, ya que hay armnicos presentes.

    La frecuencia fundamental es de 50 Hz, donde la armnica con ms aporte en

    amplitud es la tercera despus de la fundamental, este contenido armnico permite que la

    tensin de salida del transformador sea sinusoidal. Se puede ver que la octava armnica

    figura en el grafico, esta debe ser despreciada por que no es posible que exista, su aparicin

    se puede deber a una seal contaminada.

    Figura N7: Transformada de Fourier de la corriente para 100% de tensin nominal.

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    Para 150% del voltaje nominal se obtienen las siguientes curvas de tensin, y

    corriente de excitacin.

    Figura N8: Tensin en el primario y corriente de excitacin.

    Figura N7: Transformada de Fourier de la corriente para 150% de tensin nominal.

    Se puede apreciar que la seal de corriente a 150% de tensin nominal comparada con

    la seal de la corriente a 100% de tensin nominal son diferentes, esto se debe a la

    saturacin del fierro, como el flujo cambia la forma de onda de la corriente tambin lo hace.

    Cmo afecta este contenido armnico en la lectura de un ampermetro?

    La gran mayora de los ampermetros muestra el valor de corriente en RMS y lo

    hacen utilizando el valor peak de la seal sinusoidal y dividindola por . Cuando hay contenido armnico, la forma de corriente cambia y esta ya no tiene forma sinusoidal por lo

    tanto el valor peak presente en la onda no es vlido para calcular el valor RMS, es decir que

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    el valor entregado por un ampermetro comn para una corriente con armnicos no es el

    real.

    Qu tipo de instrumentacin es la adecuada para realizar esta medida?

    Para realizar esta medida se deben utilizar ampermetros adecuados para corrientes

    que contienen armnicos. Estos ampermetros entregan un valor RMS real y no calculado

    en base a la amplitud de corriente. Una buena herramienta para determinar la corriente

    RMS, es el osciloscopio ya que entrega la forma de onda y el aporte en amplitud de cada

    onda presente para la frecuencia fundamental, componente de triple frecuencia, quntuple

    frecuencia, etc.

    A cunto corresponde el desfase entre voltaje y corriente de excitacin?

    El desfase entre la corriente de excitacin y el voltaje es de 90 grados ya que el

    transformador es una carga inductiva por lo tanto la corriente est atrasada del voltaje en 5

    milisegundos (a 50 Hz).

    Cul es el armnico dominante en la corriente de excitacin?

    En ambos casos el armnico dominante es el tercero que corresponde a la

    componente de triple frecuencia, es decir 150Hz que es el triple de frecuencia de la

    fundamental (50Hz), la presencia de este armnico permite obtener una tensin sinusoidal

    en el secundario.

    3.- Corriente y Potencia en vaco para distintas conexiones

    En la siguiente tabla se muestran los distintos factores de potencia para los cuatro

    tipos de conexiones realizadas en el laboratorio.

    Tabla N7: Factor de potencia para cada conexin.

    Conexin Factor de Potencia

    Primario y secundario serie 0.478

    Primario serie y secundario paralelo 0.478

    Primario paralelo y secundario serie 0.373

    Primario y secundario paralelo 0.368

    Los valores de factor de potencia cuando el primario esta en paralelo son menores a

    cuando este est en serie ya que al aumentar la corriente en el primario, mas es la corriente

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    que pasa por la impedancia del transformador, esta impedancia es altamente inductiva por

    lo tanto el ngulo de la corriente respecto al voltaje aumenta, por lo tanto el factor de

    potencia disminuye. Cabe destacar de las tablas anteriores se puede ver que la nica

    configuracin que no es reductora es primario paralelo secundario serie.

    Afecta un bajo f.p. en la precisin del Wattmetro?

    Si, ya que en general los wattimetros estn diseados para factores de potencia

    relativamente altos, ya que la mayora de las cargas utilizadas son resistivas. Para este

    experimento inicialmente se utiliz un wattimetro comn, dado que la potencia activa

    medida era bastante menor a la esperada, se repitieron las mediciones utilizando un

    wattimetro diseado para bajo factor de potencia consiguiendo as resultados razonables.

    4.-Determinacin parmetros Transformador Ensayo Coci y Circuito Abierto

    Tabla N8: Parmetros del transformador

    Parmetros Impedancia () Impedancia (pu)

    R1 0.1135 0.004690

    X1 j0.1705 j0.007045

    Rc 2442.16 100.916

    Xm j1420.36 j58.6926

    R2 0.03377 0.004690

    X2 j0.05073 j0.007045

    Figura N8: Parmetros del transformador en ohm.

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    Figura N9: Parmetros del transformador en por unidad.

    Los parmetros del circuito fueron determinados por los ensayos de cortocircuito y

    circuito abierto, al calcularlos en por unidad se comprob que los valores obtenidos estaban

    bien ya que se obtuvieron las mismas impedancias en primario que en secundario.

    La precisin del rendimiento obtenido se ve en el grafico presente en la figura N10.

    5.- Transformador con carga resistiva y con fp=0.8 inductivo

    Figura N10: Curvas de potencia de salida vs regulacin de tensin.

    Se puede ver que para carga resistiva los valores de regulacin e tensin no varan

    mucho al variar la frecuencia, para 0.8 inductivo los puntos estn ms cerca de la curva

    terica.

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    Segunda Sesin: Transformador Trifsico (TR-2)

    Actividades Previas

    i) Caractersticas de placa y constructivas del transformador

    Los datos de placa y constructivas del transformador son presentados en la tabla

    2.A.1 y 2.A.1 .

    Tabla 2.A.1. Datos de Placa del Transformador

    Tipo Trifsico

    Potencia Nominal 8 [kVA]

    Voltaje primario nominal 380 [V]

    Voltaje secundario 1 nominal 130-150-170-190-210-230-250

    Voltaje secundario 2 nominal 130-150-170-190-210-230-250

    Frecuencia 50 [Hz]

    Corriente primario nominal 12 [A]

    Corriente secundario 1 nominal 3.95 [A]

    Corriente secundario 2 nominal 3.95 [A]

    Tabla 2.A.2 Caractersticas Constructivas del Transformador

    Tipo de ncleo Ncleo de tres columnas

    Disposicin de bobinas Concntricas

    Designacin de terminales Primario: R-S-T Secundario 1: R1-S1-T1 Secundario 2: R2-S2-T2

    ii) Tipo de reactores, resistencias y varias para implementar carga variable

    La carga que se le conecto al transformador, consisti en un banco de

    resistencia, y la utilizacin de un variac trifsico como carga inductiva. Las imgenes de

    cada uno de ellos son presentados en la figura 2.A.1. Las caractersticas de placa de

    cada uno de ellos son mostradas en las tablas 2.A.3 y 2.A.4 respectivamente.

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    a) b)

    Figura 2.A.1 a) Banco de resistencia b) Variac Trifsico

    Tabla 2.A.3 Datos Banco Resistencia

    Potencia 0-4kW

    Voltaje Nominal 230 Vac

    Tabla 2.A.4 Datos Variac Trifsico

    Tipo TDSPK

    N de serie 31866/ 56

    Fabricante Gebr. Ruhstrat Gttingen

    Potencia 0-15 [kVA]

    Frecuencia 50 [Hz]

    Voltaje primario 3x380/ 220 [V]

    Voltaje secundario 3x0/ 220 [V]

    Corriente 0-22 [A]

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    iii) Panel de comando y disposicin de circuitos

    El panel de Comando y la disposicin de circuitos, son presentados en la figura

    2.A.2 y 2.A.3 respectivamente, tambin se muestra las caractersticas de las

    protecciones en la tabla 2.A.5

    Figura 2.A.2 Panel de Comando

    Figura 2.A.3 Tap del transformador

    Tabla 2.A.5 Caractersticas de Protecciones

    Circuito de control Disyuntor 25 [A]/ 250 [Vac]

    Circuito de fuerza Disyuntor Fusible

    Protector Diferencial

    40 [A]/ 415 [Vac] 16 [A]/ 415 [Vac]

    220-415 [V]/ 40[A]/ 15 [Hz]

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    Circuito auxiliar Disyuntor 10 [A]/ 250 [Vac]

    Trabajo en Laboratorio

    En este laboratorio, el transformador se conecto para trabajar con 250 V

    en el secundario, y las conexiones de cada una de las experiencias realizadas se

    muestran en la seccin Anexos 2. Los valores rms de cada una de las seales en

    las experiencias fueron medidos, por instrumentos anlogos, mientras que las

    formas de onda son mostradas en el osciloscopio. El voltaje impuesto en el lado

    del primario, debi ser realizado gradualmente, lo cual se hizo a travs de un

    variac trifsico.

    1.- Transformador trifsico conexin Y-d-11

    La conexin Y-d-11 es una de las conexiones ms comunes en

    transformadores, y para esta experiencia se realizo con el primario en el lado

    de alta tensin y el secundario en el lado de baja tensin. La conexin Y-d-11

    mostrada en la figura 2.1.1 del anexo indica un desfase de voltajes de fase de

    11*30=330(en sentido horario Fig.2.1.1.a) , que es lo mismo que tener un

    desfase de -30. Esto se logra conectando el transformador en su lado primario a

    estrella, y en su lado secundario a conexin delta, para lograr una representacin

    fasorial como indicada en la figura 2.1.1.b de a continuacin:

    a) b)

    Figura 2.1.1.a) desfase 330 b) Diagrama fasorial voltaje, RST(pri) rst (Sec)

    a) Efectuar conexin y verificar desfases entre tensiones primarias y

    secundarias

    Las conexiones mostradas en los anexos 2, en la figura A2.1.2 son los

    realizados, para medir el desfase entre primario y secundario. Hay que notar que

    r

    R

    StT

    s

    Dep. responsable

    {dep}

    Referencia tcnica

    {techRef}

    Creado por Aprobado por

    {approved}

    Tipo de documento

    {docType}

    Estado del documento

    {docStatus}

    Ttulo, ttulo suplementario

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    {titleSup}

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    {rev}

    Rev.

    Fecha de edicin Idioma

    20/05/2011 {lng}

    Hoja

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    para esta conexin la razn de transformacin de los voltajes de lnea, queda

    multiplicada por como queda de manifiesto a continuacin:

    La figura 2.1.2, muestra las seales de voltaje tanto en el primario como

    el secundario, como el primario, para tener una visualizacin ms precisa se

    analiza la figura 2.1.3

    Figura 2.1.2 CH1-Voltaje lnea Primario CH2-Voltaje lnea Secundario

    Figura 2.1.3 CH1-Voltaje lnea Primario CH2-Voltaje lnea Secundario

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    En la Figura 2.1.3 se aprecia que al posicionarse en los valores peak de

    cada una de las seales, la diferencia de tiempo indicada por los cursores es

    igual a (5-3.3)ms, que son 1.7 ms, transformados a ngulo, y sabiendo que la

    frecuencia de la red es de 50 Hz, indica un desfase de:

    El valor calculado, es aproximadamente el valor esperado de 30, el error,

    es inducido, por la poca precisin de posicionamiento del cursor, que fue puesto

    manual en el valor peak de cada seal. A pesar de esto de esto, con la Figura

    2.1.3 queda claro que el voltaje del primario esta en adelanto (en 30), respecto

    al secundario.

    b) Prdidas y parmetros circuito equivalente

    Los parmetros del circuito equivalente son calculados en los Anexos 2

    Parte 1.b) y son mostrados en la Tabla 2.1.1. Estos valores fueron Calculados a

    travs de dos pruebas. Las pruebas de Cortocircuito y Prueba en Vaco del

    transformador, descritas tambin en el Anexo 2.

    Los parmetros analizados en la tabla 2.1.1. indican claramente que la

    resistencia del devanado secundario es prcticamente la mitad del valor

    encontrado en el enrollado del primario, esto es debido a la ausencia de vueltas

    que presenta, ya que la razn de vueltas para esta conexin del tap en 250 V, es

    1.52, lo que quiere decir, que el nmero de vueltas es 1.52 veces, las del

    secundario.

    Tabla 2.1.1 Valores Parmetros Transformador Trifsico

    R1 0.31474 [ ] R2 0.13622 [ ] X1 1.51515 [ ] X2 0.65579[ ] 178.08

    189.15

    Los valores en por unidad son mostrados en la tabla 2.1.2, estos valores

    son ms utilizados cuando se quiere trabajar en un SEP, ya que con los valores

    como tal y definidos con los valores bases del transformador, queda un anlisis

    ms fcil a la hora del calculo de impedancias y tambin olvidndose si las

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    impedancias estn referenciadas a un lado u otro, como se aprecia en la tabla.

    Otro punto a considerar es el valor de los valores de la rama de magnetizacin,

    que son mucho mayores a los de los enrollados, lo que no ocurre en los motores

    como los de induccin, en los cuales los valores de las del fierro no son tan

    grandes en pu.

    Tabla 2.1.2. Valores Transformador en p.u.

    Parmetro Cantidad [p.u.]

    0.01743 0.01743 0.08339 0.08339 9.8659

    10.4792

    Las prdidas para los puntos de valores nominales son las mostradas en la

    tabla 2.1.3, y la eficiencia calculada debajo de ella, la cual es de 96.3%

    concuerda con la eficiencia esperada de un transformador, ya que suelen ser

    mquina de eficiencias mayores a 96%.

    Hay que se notar estos valores de prdidas para el transformador son a

    valores nominales, por ende, no entregan seguridad al conectar algn tipo de

    carga, se concluye que si nosotros inyectamos una carga que consuma mayor

    potencia o sea muy inductiva, esta nos aumentar el valor de la corriente y por

    ende las prdidas en el cobre, siendo menor la eficiencia. Al hablar de la

    eficiencia de un transformador, en funcin de la carga, se debe analizar, el

    factor de potencia de esta, y cuanta potencia activa consuma o su corriente .

    Tabla 2.1.3 Prdidas del Transformador

    Tipo de perdida Valor[W]

    Cobre 10

    Ncleo 285

    Total 296

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    c) Forma de onda corriente y voltajes (prim y sec) delta abierta y sin neutro

    en el primario, analizar tercera armnica

    La conexin Y-d-11 es mostrada en el Anexo 2 en la figura A2.1.7 y las

    formas de onda en la Figura 2.1.4 , 2.1.5 y 2.1.6

    Figura 2.1.4 CH1-Voltaje lnea Primario CH2-Voltaje lnea Secundario CH3-

    Voltaje Esquina Abierto CH3- Medicin Corriente (errneo, no considerar)

    Figura 2.1.5 Transformada Fourier Voltaje Delta Abierto

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    Figura 2.1.6 CH1- Voltaje lnea Primario CH2- Corriente Lnea Primario

    Tabla 2.1.4 Valores Voltaje delta abierto

    Voltaje Lnea Pri Corriente Lnea

    Pri Voltaje Delta Ab

    Sec Voltaje Lnea Sec

    365 V 0.15 A 70.7 V 237 V

    Comentarios:

    Gracias a la grfica de las figuras 2.1.4 se puede ver claramente la

    componente de tercera armnica en la salida del delta abierto, la cual queda de

    manifiesto en la figura 2.1.5 donde la componente de tercera, en magnitud tiene

    un valor tan o ms grande que la fundamental. El valor Rms de dicha seal es

    calculado a travs de matlab, gracias al registro de valores que entrega el

    osciloscopio, dando valor RMS de delta de abierto 70.7 V.

    Primero que todo para analizar la forma de onda de 3 armnica, se debe

    recordar que para que el voltaje en la salida de un transformador, sea sinusoidal,

    el flujo de que atraviese al fierro de debe ser tambin (debido a la ley de

    Faraday

    ), pero como el flujo y la corriente en un fierro, no varan de

    forma lineal entre ellas, sino que ms bien varan de en forma de curva de

    histresis, la corriente que debe circular por el transformador debe tener 3

    armnica. Ahora bien en este caso como no existe neutro en el primario, la

    corriente de tercera armnica no puede circular, ya que corresponde a una

    corriente de secuencia cero, y por ende el voltaje inducido en el devanado

    abierto del delta es de tipo sinusoidal mas una componente de tercera armnica,

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    el cual tambin corresponde a un voltaje de secuencia cero, el cual no se ve al

    analizar el voltaje de lnea ya que se anulan entre si, vindose una seal

    sinusoidal.

    d) Forma voltaje fase neutro de la estrella cuando se cierra delta y ver

    tercera armnica

    La conexin Y-d-11 con delta cerrada mostrada en la figura A2.1.8 y la

    salida de seales es mostrada en la figura 2.1.9.

    Figura 2.1.9 CH1- Voltaje Lnea Prim CH2-Voltaje lnea Secundario CH3- Voltaje Fase

    Prim CH4- Corriente Fase Secundario

    Figura 2.1.10 Espectro Corriente Delta fase

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    23

    Figura 2.2.10 CH1-Corriente Lnea Sec CH2- Tensin Fase Sec

    Tabla 2.1.5 Valores Voltaje delta cerrado

    Voltaje Lnea Prim Voltaje Lnea Sec Voltaje Fase Prim Corriente Fase Sec

    367 V 213 V 211 V 1 A

    Comentarios:

    Como era de esperar en esta configuracin, la corriente de tercera

    armnica del secundario circula solamente, en el delta cerrado, mientras que el

    voltaje de fase en el primario, aparece la componente de tercera armnica,

    debido a que ahora el transformador esta contaminando la red introduciendo la

    componente de tercera armnica pero en fase, ya que en el secundario en fase

    no se produce dicha armnica, si en lnea, entonces la seal de entrada del

    voltaje no es completamente sinusoidal.

    e) Forma voltaje en el delta abierto, al conectar neutro de estrella

    La conexin con delta abierto y estrella con neutro es mostrado en la

    figura A2.1.9, y los resultados las corriente son mostrados en las figuras Figura

    2.1.11 y Figura 2.1.12.

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    24

    Figura 2.1.11 CH1- Voltaje Lnea Primario CH2- Voltaje Lnea CH3- Corriente

    Neutro Prim

    Figura 2.1.12 CH1- Voltaje Lnea Primario CH2- Voltaje Lnea CH3- Corriente

    Lnea Prim

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    25

    Figura 2.1.13 Espectro Corriente Lnea Primario

    Comentarios:

    Como se ha comentado en las ultimas experiencia, como el flujo que ve el

    devanando primario es sinusoidal, es porque existe una corriente de tercera

    armnica, que circula en el neutro. Por lo tanto con el delta abierto del

    secundario, se ve que por la lnea del primario pase una seal sinusoidal, sumado

    a su componente de tercera armnica ( ver TFF) y en la lnea de neutro solo se

    ve la corriente de tercera armnica, que es la nica de secuencia cero (mayor

    valor de modulo respecto dems armnicas) . Lo que ocurre en el secundario

    respecto el voltaje, es que el de lnea se mantiene sinusoidal.

    2.- Transformador trifsico conexin Y-y-6

    La conexin Y-y-6 al igual que la experiencia anterior, el nmero que

    incluye el nombre de la conexin, indica el desfase que existe entre los voltajes

    de primario y secundario que en este caso correspondera a un desfase de

    30*6=180 en sentido horario, lo que indica que el voltaje de fase de primario

    esta 180 adelante del secundario (mostrada Fig.2.2.1), desfase logrado gracias a

    la conexin estrella- estrella de los devanados, mostradas en el anexo, en la

    figura A2.2.1.

    Figura 2.2.1 Diagrama Fasorial Voltajes Primario y Secundario conexin Y-y-6

    r

    R

    StT

    s

    R

    ST

    s t

    r

    Dep. responsable

    {dep}

    Referencia tcnica

    {techRef}

    Creado por Aprobado por

    {approved}

    Tipo de documento

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    Estado del documento

    {docStatus}

    Ttulo, ttulo suplementario

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    {titleSup}

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    {sht}

    {rev}

    Rev.

    Fecha de edicin Idioma

    20/05/2011 {lng}

    Hoja

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    26

    a) Efectuar conexin y verificar desfases entre tensiones primarias y

    secundarias

    La conexin ya sealada anteriormente en la figura A2.2.1 del anexo, es la

    que permite el desfase entre las tensiones de fase del transformacin. Ahora

    bien la razn de transformacin de la transformacin vara respecto a la

    conexin vista anteriormente, de la seccin uno, ya que se tiene:

    La corroboracin del desfase de los voltajes es mostrado en la Figura

    2.2.2, cuya conexin para realizar esta en la Figura A2.2.2 del anexo, donde se

    ocupo igual que antes, un variac para hacer variar el voltaje de entrada.

    Figura 2.2.2 Desfase voltajes Conexin Y-y-y6

    Con los cursores en los valores mnimos respectivos de cada una de las

    seales se toma que la diferencia en segundo entre las seales es de 10.4 ms

    El valor encontrado es cercano al valor querido, el cual es de 180, este

    error se debe a que el cursor tiene un error grande, debido que su posicin

    depende del movimiento que se pueda realizar por el operario.

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    27

    b) Formas de onda de corriente y voltajes (fase- neutro y entre fases) para

    tensin nominal, sin neutro primario en Vaco, aproximadamente Carga

    nominal y Carga nominal en una fase

    Las formas de ondas de las diferentes magnitudes para cada experiencia se

    encuentran en las figuras desde la 2.2.3 a la 2.2.11, donde a continuacin estn

    sus respectivas tablas, y la conexin para cada una de ellas se encuentran en los

    anexos 2 desde Figura A2.2.3 a la Figura A2.2.5

    Formas en Vaco:

    Figura 2.2.3 CH1-Tensin lnea Prim CH2- Tensin Fase Prim

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    28

    Figura 2.2.4 CH1-Tensin Lnea Sec CH2- Tensin Fase Sec

    Figura 2.2.5 CH1-Tensin Fase Prim CH2- Corriente lnea Prim

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    29

    Tabla 2.1.5 Valores en Vaco

    Tensin f-f- Prim[V]

    Tensin f-n Prim [V]

    Tensin f-n Sec [V]

    Tensin f-f Sec [V]

    Corriente lnea Prim

    374 215.6 138.1 238.6 0.1

    Aproximadamente valor Carga Nominal

    Figura 2.2.6 CH1-Tensin Lnea Prim CH2- Tensin Fase Prim

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    30

    Figura 2.2.7 CH1-Tensin Lnea Sec CH2- Tensin Fase Sec

    Figura 2.2.8 CH3-Corriente Lnea Prim CH4- Corriente Lnea Sec

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    31

    Tabla 2.1.6 Valores Aproximados con valores iniciales

    Tensin f-f- Prim[V]

    Tensin f-n Prim [V]

    Tensin f-n Sec [V]

    Tensin f-f Sec [V]

    Corriente lnea Prim

    [A]

    Corriente [A] Sec

    365 211 133.3 233 2.3 3.47

    Transformador operando con carga nominal en una fase, y las otras dos en vaco.

    Figura 2.2.9 CH1-Tensin Lnea Prim CH2- Tensin Fase Prim

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    32

    Figura 2.2.10 CH1-Corriente Lnea Sec CH2- Tensin Fase Sec

    Figura 2.2.11 CH3-Corriente Lnea Prim CH4- Corriente lnea Sec

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    33

    Tabla 2.1.6 Valores Voltaje delta cerrado

    Tensin f-f- Prim[V]

    Tensin f-n Prim [V]

    Tensin f-n Sec [V]

    Tensin f-f Sec [V]

    Corriente lnea Prim

    Corriente lnea Sec

    370 213 136.7 237.5 0.88 1.76

    Comentarios: Lo que se puede apreciar de los resultados, es que en esta conexin los valores de voltajes, para las tres experiencias, varan considerablemente uno respecto del otro, ms si en el caso de conexin que es aproximadamente su valor nominal. Otro punto interesante ha analizar, es que el voltaje de entrada para el estado de vaco, es mas distorsionada que para las dems situaciones.

    c) Con neutro en el primario en estrella repetir mediciones anteriores

    agregando corriente del neutro

    Las formas de ondas de las diferentes magnitudes para cada experiencia se

    encuentran en las figuras desde la 2.2.12 a la 2.2.23, donde a continuacin estn

    sus respectivas tablas, y la conexin para cada una de ellas se encuentran en los

    anexos 2 desde Figura A2.2.3 a la Figura A2.2.6.

    Vaco

    Figura 2.2.12 CH1-Tensin Fase Prim CH2- Corriente lnea Prim

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    34

    Figura 2.2.13 CH1-Corriente Lnea Prim CH2- Corriente Neutro

    Figura 2.2.14 CH1-Tensin Lnea Prim CH2- Fase Primario

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    35

    Figura 2.2.15 CH1-Tensin Lnea Sec CH2-Tensin Fase Sec

    Tabla 2.1.7 Valores Neutro Prim Vaco

    V f-f [V] p+ Prim

    V-f-n [V] Prim

    V f-n [V] Sec

    Vf-f [V] Sec

    I prim A1 [A]

    I sec A2 [A]

    368.4 213 136.7 237.5 0,88 1,76

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    36

    Transformador operando aproximadamente en carga nominal.

    Figura 2.2.16 CH1-Tensin Fase Prim CH2-Corriente Lnea Prim

    Figura 2.2.17 CH3-Corriente Lnea Prim CH4-Corriente Neutro Prim

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    37

    Figura 2.2.18 CH3-Corriente Lnea Prim CH4-Corriente Carga

    Figura 2.2.19 CH1-Tensin Lnea Prim CH2-Tensin fase Prim

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    38

    Figura 2.2.20 CH1-Tensin Lnea Sec CH2-Tensin fase Sec

    Tabla 2.1.8 Valores Neutro Prim, Aproximadamente carga Nominal

    V f-f [V] Prim

    V-f-n [V] Prim

    V f-n [V] Sec

    Vf-f [V] Sec

    I prim [A] I sec A2

    I neutro A3 [A]

    370 213.2 138 237.7 2.28 3.57 0.47

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    39

    Transformador operando con carga nominal en una fase, y las otras dos en vaco.

    Figura 2.2.21 CH1-Tensin Lnea Prim CH2-Tensin fase Prim

    Figura 2.2.21 CH3-Corriente Lnea Prim CH4-Corriente Lnea Carga

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    40

    Figura 2.2.22 CH1-Tensin Lnea Sec CH2-Tensin fase Sec

    Figura 2.2.23 CH1-Corriente de Entrada CH2-Corriente Neutro

    Tabla 2.1.9 Valores Neutro Prim, carga nominal por fase

    V f-f [V] Prim

    V-f-n [V] Prim

    V f-n [V] Sec

    Vf-f [V] Sec

    I prim [A] I sec A2

    I neutro A3 [A]

    368.5 213.5 136.4 235.4 1.14 1.76 0.94

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    41

    Comentarios: Si vemos las magnitudes del secundario, se puede apreciar claramente, que esta no varo tanto como lo fue en la conexin sin neutro. Ahora bien, la corriente del neutro tiene la forma de tercera armnica, ya que tiene la forma, de la misma corriente que se produca en los transformadores monofsicos, y como se sabe, esta corriente es de secuencia cero y afecta a la corriente de lnea del primario, ya que se suman, pero necesaria para la magnetizacin del transformador.

    Cul es el efecto del neutro primario en una conexin Y-y? El efecto de agregar el neutro a la conexin, es que permite que la corriente de tercera armnica circule por la red, por las lneas principalmente, deformando tambin dichas corrientes. Ahora bien, esta misma conexin de neutro produce, que la seal de voltaje, que se vea en el secundario, sea un poco mas sinusoidal, y que el voltaje no cambie, si esta esta trabajando en vaci o a plena carga, lo que significa que para nuestro SEP, tendramos una mejor regulacin de voltaje, en las barras que lo constituyan. Est regulacin de voltaje, esta tambin relacionada con la magnitud de la corriente que como estudiamos anteriormente, tambin disminuye, en la conexin Y-y con neutro, si la comparbamos con la sin neutro, lo que indica una baja en las prdidas de nuestro ensayo, o bien de nuestro SEP, si se quiere analizar de un punto vista prcticos. Qu conexin recomendaran para una subestacin de transformadores a la

    salida de una central generadora? Y porqu?

    Se recomendara una conexin delta-estrella aterrizada, donde el lado que contiene la estrella, este el lado de bajo de tensin y en lado primario el de alta. Esto es debido que como fuera de una central se quiere elevar el voltaje, para transmitir una corriente de menor magnitud, y as tener menos prdida, una conexin en delta- estrella, produce una elevacin mayor de voltaje entrelnea, que un delta-delta por ejemplo, ya que el razn de vueltas del transformador se

    divide por , lo que significa que el voltaje de lnea del secundario, es la del primario. Otra razn por la que es recomendable este tipo de conexin, es porque como se analiz en la primera parte del captulo de transformadores trifsicos una conexiones produce que en el lado delta, que las corrientes terceras armnicas, no aparezcan ya que se quedan en el triangulo de aquel lado del triangulo, lo que significa que las cargas, que se conecten al lado de alta tensin y que generen corriente corrientes de tercera armnicas, no afecten en la planta generadora. Asimismo la conexin del estrella aterrizado evita la sobretensiones, lo que permite tambin la rpida operacin de las protecciones que tenga el sistema, y tambin entrega un camino por el cual circulen las corrientes de tercera armnicas, produciendo una seal de voltaje mas sinusoidal, mejor, que si no lo tuviera.

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    42

    Anexos 1

    a) Efectuar las medidas de la aislacin del transformador.

    Se procedi a medir la resistencia existente entre el primario y el ncleo, el

    secundario y el ncleo y entre primario y secundario, en la prueba se utilizo un megger, este

    funcionaba gracias a un dinamo, generando una tensin de 500V y midiendo la resistencia

    entre sus dos terminales en M. Pese a la antigedad del transformador, la aislacin fue ideal, es decir la resistencia que se registro fue mxima para el dispositivo utilizado. En las

    siguientes figuras se muestran las conexiones utilizadas para las mediciones.

    Figura A.1.a.1: Esquema para medicin de aislacin entre Primario y ncleo.

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    43

    Figura A.1.a.2: Esquema para medicin de aislacin entre Secundario y ncleo.

    Figura A.1.a.3: Esquema para medicin de aislacin entre Primario y Secundario.

    b) Determinar la polaridad de sus devanados y marcar adecuadamente sus bornes.

    Se procedi a tomar una bobina como referencia y aplicarle tensin continua con

    una pila de 1,5 [V], se marc con un punto el terminal positivo de la bobina de referencia.

    Luego, se pusieron los terminales de un voltmetro anlogo en una de las tres bobinas

    restantes y se marc con un punto su polaridad, tal cual como se hizo con la bobina de

    referencia. Cuando la aguja del voltmetro subi y bajo, la bobina medida se puedo marcar

    en forma adecuada. Despus se repiti el procedimiento con el resto de las bobinas.

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    44

    Figura A.1.b.1: Esquema para determinacin de polaridad de los devanados.

    c) Determinar la curva de excitacin en vaco para valores crecientes y decrecientes de

    voltaje. Alcanzar hasta 150 % del voltaje nominal.

    Para realizar esta prueba se debi utilizar un variac trifsico conectado a la red y

    realizar las mediciones con voltajes entre lneas ya que el voltaje necesario supera el voltaje

    de fase presente en el panel (220V). Se vario la tensin de 30V a 330V tomando

    mediciones de tensin en primario y secundario y de corriente en el primario, para ambos

    casos en forma ascendente(con diferencias de 30V) y descendente de la misma forma. El

    circuito utilizado se puede ver en la figura A.1.c.1. Los valores registrados se pueden ver en

    la tabla A.1.c.1.

    Figura A.1.c.1: Esquema para obtencin de curva de excitacin.

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    45

    Tabla A.1.c.1: Resultados para obtencin de curva de excitacin.

    Voltaje creciente Voltaje decreciente

    V (V) A1 (A) V1 (V) V3 (V) A1 (A) V1 (V) V3 (V)

    0 0 3.197 1.816 0 3.39 1.914

    30 0.02 30.3 17.10 0.02 29.23 16.52

    60 0.03 60.24 33.95 0.03 59.8 33.3

    90 0.04 90 50.7 0.04 90.6 51.1

    120 0.05 121 68.2 0.05 118.8 67

    150 0.07 150.1 84.7 0.07 149.1 84.1

    180 0.09 179.5 101.3 0.09 180.6 101.7

    210 0.15 211 119 0.12 202 113.6

    240 0.25 240 135.3 0.25 240.6 135.6

    270 0.4 270.7 153 0.4 269 152

    300 0.65 300 169.9 0.64 298.5 168.3

    330 1.23 329 184 1.29 330.2 186.2

    360 3.5 357.7 201.5 3.5 357.7 201.5

    2) Por medio de un osciloscopio, observar y guardar formas de onda de la corriente de

    excitacin y el voltaje inducido para voltaje primario nominal. Repetir y observar su

    variacin al aumentar el voltaje hasta 150% del voltaje nominal.

    Con el transformador sin carga alimentado por un variac, se procedi a registrar

    mediante una sonda de corriente en el primario y puntas diferenciales de voltaje en el

    primario y secundario las formas de onda para voltaje nominal y 1.5 veces el voltaje

    nominal, el circuito utilizado se muestra en la siguiente figura.

    Figura A.2.1: Esquema circuital para registro de ondas.

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    46

    3) Para tensin nominal, determinar la corriente y potencia en vaco para distintas

    conexiones de las bobinas primarias y secundarias.

    En vista de que el transformador posee dos bobinas en el primario y dos bobinas en

    el secundario, estas se pueden conectar en serie o en paralelo para ambos lados del

    transformador, en las siguientes figuras se pueden ver las 4 conexiones posibles.

    Figura A.3.1: Conexin: Primario y secundario serie.

    Figura A.3.2: Conexin: Primario serie y secundario paralelo.

  • Universidad de Concepcin Laboratorio de CEM 2012

    47

    Figura A.3.3: Conexin: Primario paralelo y secundario serie.

    Figura A.3.4: Conexin: Primario y secundario paralelo.

    Para las conexiones mostradas anteriormente se tuvo que tener la precaucin de

    conectar para el primario en paralelo a una tensin de 110V que es la mitad de la

    tensin nominal del transformador con primario en serie ya que cada bobina est

    diseada para la mitad de la tensin nominal.

    Los valores obtenidos se resumen en las siguientes tablas.

  • Universidad de Concepcin Laboratorio de CEM 2012

    48

    Tabla A.3.1: Resultados mediciones para primario y secundario serie.

    V1 primario (V) V2 secundario (V) W1 (W) A1 (A)

    220 124.4 20 0.19

    Tabla A.3.2: Resultados mediciones para primario serie y secundario paralelo.

    V1 primario (V) V2 secundario (V) W1 (W) A1 (A)

    220 61.9 20 0.19

    Tabla A.3.3: Resultados mediciones para primario paralelo y secundario serie.

    V1 primario (V) V2 secundario (V) W1 (W) A1 (A)

    110 123 16 0.39

    Tabla A.3.4: Resultados mediciones para primario y secundario paralelo.

    V1 primario (V) V2 secundario (V) W1 (W) A1 (A)

    111.6 62.8 16 0.39

    Para el clculo de los factores de potencia correspondientes a cada tipo de conexin

    se considera:

    4) Por medio de ensayos de circuito abierto y cortocircuito determinar los parmetros del

    circuito equivalente, as como las prdidas y eficiencia del transformador.

    Ambos ensayos se realizan utilizando el transformador con la configuracin mostrada en la

    figura A.3.1.

    i. Ensayo de cortocircuito

    Mediante el variac trifsico se aplic tensin reducida en el primario hasta que

    circul corriente nominal en el cortocircuito hecho en el secundario, luego se procedi a

    hacer las mediciones mostradas en la tabla A.4.1. Las mediciones fueron hechas

    alimentando con tensin reducida el primario por lo tanto el circuito utilizado esta referido

    a primario. El circuito utilizado se muestra en la siguiente figura.

  • Universidad de Concepcin Laboratorio de CEM 2012

    49

    FiguraA.4.1: Esquema para ensayo de cortocircuito.

    Tabla A.4.1: Resultados para ensayo de cortocircuito.

    V1 (V) A1 (A) W1 (W)

    6.81 16.8 64

    Luego se tiene:

    Finalmente se tiene:

    Como la impedancia presente en la rama de magnetizacin es muy grande, la mayor parte

    de la corriente se va hacia el secundario, por lo tanto se desprecia la impedancia presente en

    dicha rama as se permiti calcular la impedancia de primario y de secundario referido a

    primario.

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    50

    ii. Ensayo de circuito abierto

    Se aplico tensin en el primario mediante una fase del variac trifsico hasta obtener

    tensin nominal en secundario, el circuito utilizado en la siguiente imagen esta referido a

    primario

    Figura A.4.2: Esquema para ensayo de circuito abierto.

    Tabla N1. Resultados para ensayo de cortocircuito.

    V1 (V) A1 (A) W1 (W)

    221 0.18 20

    Luego se tiene:

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    51

    Finalmente se tiene:

    Para calcular la impedancia de la rama de magnetizacin se desprecia la impedancia

    del primario ya que esta es mucho menor que la de magnetizacin y casi toda la cada de

    tensin est en la rama de magnetizacin

    iii. Circuito equivalente por unidad

    Los valores base de potencia, voltaje primario y voltaje secundario son los

    siguientes.

    Entonces las corrientes e impedancias base sern:

    Finalmente los parmetros por unidad (pu) quedan:

    5.- Efectuar la prueba con carga del transformador en condiciones de carga puramente

    resistiva y carga con f.p = 0.8 inductivo. Variar la carga entre 0 y 125% del valor nominal y

    medir corrientes, voltajes, potencia activa y factor de potencia, en ambos lados del

    transformador. Previo a cada medicin ajustar la tensin de entrada al valor nominal.

    i. Carga puramente resistiva

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    52

    Se procedi a alimentar el transformador con una fase del variac trifsico, y se conecto

    una resistencia variable en el secundario como carga, luego para distintos valores de carga

    se procedi a registrar los valores de potencia, corriente, tensin y factor de potencias

    mostradas en la siguiente tabla .El circuito utilizado se muestra en la figura A.5.1.

    Tabla A.5.1: mediciones realizadas para carga puramente resistiva.

    V1(V) A1(A) W1(W) V2(V) A2(A) W2(W) REG %

    219 1,47 315 123,8 2,44 300 -3,16666667

    218,8 2,9 630 122,5 4,85 600 -2,08333333

    220,3 4,25 930 122,9 7,3 900 -2,41666667

    220,5 4,9 1080 122,3 8,42 1050 -1,91666667

    220,3 5,6 1240 122 9,76 1200 -1,66666667

    220,7 9,18 2020 120,5 16,07 1920 -0,41666667

    220,4 9,5 2080 120,7 16,8 2010 -0,58333333

    ii. Carga con factor de potencia 0.8

    En este experimento se utilizo como carga un set de inductores en serie con una

    resistencia variable y en paralelo a estos un variac trifsico conectado entre 2 fases para

    poder regular el factor de potencia y mantenerlo en todas las mediciones en 0.8. En la

    siguiente tabla se muestran los valores medidos por los instrumentos sealados en la figura

    A.5.1.

    Tabla A.5.2: Mediciones paraq factor de potencia 0.8 inductivo.

    V1(V) A1(A) fp in W1(V) V2(V) A2(A) fp out W2(V) REG %

    220 1 0,79 260 124 2,5 0,8 248 0,24

    220 1,7 0,76 280 124 2,7 0,8 260 0,26

    220 5,9 0,76 1030 124 9,9 0,8 970 6,97

    220 8 0,8 1400 122 13,4 0,8 1380 8,10

    Al realizar el experimento no se pudo regular el factor de potencia usando solo el banco de

    inductores, por esta razn se utilizo un variac trifsico, conectando dos de sus fases en

    paralelo al set de inductores, los valores medidos mostrados en la tabla A.5.2 son valores

    aleatorios que se utilizaron para comparar con la curva terica de regulacin de tensin.

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    53

    Figura A.5.1Esquema para pruebas en condicin de carga.

    iii. Regulacin de tensin

    Mediante las siguientes formulas fue calculada la regulacin de tensin.

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    54

    Lista de Instrumentos 1

    - Megger 100 (M) - V1: Voltmetro anlogo DC YEW 3 (V) - Pila de 1,5 (V) - Ampermetro de induccin - Multmetro digital Meterman 37XR (2) - Variac trifsico - Sc1: Sonda de corriente Fluke i30 (2) - Sv1: Sonda diferencial de voltaje (2) - Osciloscopio digital de 4 canales - W1: Wttmetro anlogo AC YEW (2) 600 (V) / 10 (A) - A1: Ampermetro anlogo AC YEW (2) 5-20-50-100 (A) - V2: Voltmetro anlogo AC YEW (2) 300-600 (V) - C1: Cosenofmetro anlogo YEW (2) - Restato (4) 25 () / 15 (A) - Transformador de corriente 30 (A) / 5 (A)

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    Anexos 2

    1.-

    a) Transformador trifsico conexin Y-d-11

    Figura A2.1.1. Conexin Y-d-11

    Figura A2.1.2 Medicin Desfase Voltaje Primario y Secundario

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    56

    b) Prdidas y Circuito Equivalente

    El circuito equivalente por fase del transformador es mostrado en la Figura

    A2.1.3

    Figura A2.1.3. Circuito Equivalente por fase Transformador Trifsico

    Este circuito se determina mediante dos pruebas la de Cortocircuito y

    Prueba en Vaco

    Prueba en Corto Circuito:

    La prueba en Coci Consiste en dejar los terminales del transformador del

    secundario, hasta que circule la corriente nominal, lo que significa que la

    corriente que pasa por la rama de magnetizacin sea pequea, por lo tanto el

    circuito queda como el mostrado en la Fig. A2.1.5. El esquema de Conexin se

    encuentran en la Figura A2.1.4 y los datos medidos se encuentran en la tabla

    A2.1.1

    Figura A2.1.4 Esquema Conexin Cortocircuito

    Tabla A2.1.1 Datos Medidos Ensayo Coci

    Potencia [W] Corriente A1 [A] Corriente A2 [A] Tensin V1 [V]

    10 1.86 3.99 7.12

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    Figura A2.1.5 Circuito Ensayo Coci

    Luego para Calcular cada uno de los respectivos parmetros se tiene que

    analizar lo siguiente, dando los valores parmetros medidos en el ensayo en la

    Tabla A2.1.2

    Tabla A2.1.2 Valores medidos ensayo

    Zcc=Vcc/Icc Rcc=Pcc/Icc2 Xcc=(Zcc2-Rcc2)1/2

    3.095 0.62948 3.0303

    Por lo que

    siendo los siguiente valores

    los parmetros del circuito

    Tabla A2.1.3 Valores Circuito Equivalente

    R1 0.31474 [ ] R2 0.13622 [ ] X1 1.51515 [ ] X2 0.65579[ ]

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    Prueba en Circuito Abierto:

    La prueba en Vaco consiste en dejar uno de los terminales del

    transformador abierto, lo que significa que por ese devanado no circula corriente

    y no hay prdidas. Luego se tiene que solo en el circuito se consideraran, las

    perdidas producidas por el la rama de magnetizacin, y el devanado que al cual

    se le est aplicando el voltaje. El objetivo es llegar al valor nominal del

    transformador y medir, valores. El esquema de conexin de la prueba se

    muestran en la la figura A2.1.6 y los valores medidos en la tabla A2.1.4.

    Figura A2.1.6 Prueba en Vaco lado secundario

    Tabla A2.1.4 Resultados Prueba de Circuito Abierto

    Potencia [W] Corriente A1[A] Tensin V1 [V] Tensin V2 [V]

    285 1,97 380 248

    Luego para Calcular cada uno de los respectivos parmetros se tiene que

    analizar lo siguiente, dando los valores parmetros medidos en el ensayo en la

    Tabla A2.1.2

    Tabla A2.1.5 Valores medidos ensayo Cir Abierto

    Zca=Vca/Ica Rca=Pca/Ica2 Xca=(Zca2-Rca2)1/2

    218.11 73.4856 205.35

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    Tabla A2.1.5 Valores Circuito Equivalente

    178.08

    189.15

    Valores Por unidad:

    Para encontrar los valores por unidad se toman los valores bases del

    transformador ocupando los valores nominales de este:

    Ahora con los valores bases ya encontrados, se procede a dividir los valores de los parmetros del transformador anteriormente calculados, los cuales son mostrados en la tabla A2.1.6.

    Tabla A2.1.6 Valores Circuito Equivalente pu

    Parmetro Cantidad [p.u.]

    0.01743 0.01743 0.08339 0.08339 9.8659

    10.4792

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    Prdidas del Transformador

    Las Potencias medidas en los dos ensayos indican las perdidas relacionados

    a los dos diferentes puntos del transformador, pero se pueden extrapolar como

    las prdidas que tiene este al ocuparse en su valores de nominal de corriente o

    voltaje.

    Se tiene que la potencia medida en la Prueba de Cortocircuito corresponde

    a las prdidas por el cobre de los enrollados, mientras que la prueba de circuito

    abierto se tiene las prdidas del fierro

    Tabla A2.1.7 Prdidas del Transformador

    Tipo de perdida Valor[W]

    Cobre 10

    Ncleo 285

    Total 296

    c)

    Figura A2.1.7 Y-d-11 sin neutro

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    d)

    Figura A2.1.8 Y-d-11 con neutro delta cerrado

    e)

    Figura A2.1.9 Y-d-11 con neutro delta abierto

    2)

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    a) Conexin Y-y-6

    Figura A2.2.1 Conexin Y-y-6

    Figura A2.2.2 Forma conexin Y-y-6

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    b)

    Prueba Vaco

    Figura A2.2.3 Conexin en Vaco Y-y-6

    Aproximadamente carga nominal

    Figura A2.2.4 Conexin en Aproximadamente Carga nominal Y-y-6

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    Carga nominal en una fase, las otras 2 en vaco

    Figura A2.2.5 Conexin en nominal en una sola fase

    c)

    Figura A2.2.6 Conexin Y-y-6 con neutro en el primario

    Mismos circuitos anteriores con la conexin de neutro en primario

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    Lista de instrumentos 2

    Wattmetro 3 480[V]/[A]

    2 Voltmetro Anlogo 300-600 [V]

    2 Ampermetros Anlogos 5-20-50 [A]

    2 Sondas de Corriente Fluke i30

    3 Sondas diferenciales de voltajes

    Osciloscopio de 4 canales