Manual de Sem

UNIVERSIDAD TECNICA LATINOAMERICANA

FACULTAD DE INGENIERIA

Hacia el desarrollo a través

de la formación integral

ALUMN@:__________________________________________

CICLO:________________ TURNO:_____________________

SERVLAB – PRC - 01 – FOR - 03

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CONTENIDO PAG.

REGLAMENTO DEL LABORATORIO Y SISTEMA DE EVALUACION 4

GUIA 1 PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR 4

GUIA 2 POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION 8

GUIA 3 CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES DELTA-DELTA 13

GUIA 4 CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES ESTRELLA-ESTRELLA 16

GUIA 5 MEDICION DE SISTEMAS DE PUESTAS A TIERRA 19

GUIA 6 CONTROL AUTOMATICO DE MOTORES 22


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REGLAMENTO DEL LABORATORIO Y SISTEMA DE EVALUACION

Del reglamente interno del laboratorio de Eléctrica electrónica y Física. Se establecen las siguientes medidas de seguridad y protección durante la realización de las prácticas en los laboratorios.

a) En el laboratorio no se puede ingerir ningún alimento o bebida.

b) No se repiten prácticas de laboratorio solo se realizaran en la fechas programadas(ver reglamente )

c) Está prohibido fumar.

d) Las sustancias no se pueden probar, ni oler.

e) Al comenzar cada sesión del laboratorio el docente/instructor podrá

evaluar la preparación del estudiante en lo referente a la práctica a realizar

f) Una vez transcurrido quince minutos después del inicio de la práctica de

laboratorio el estudiante pierde el derecho a la misma

g) Cada estudiante debe tener su propia guía de laboratorio durante la practica

h) No se permite intercambio de información ni la intervención en otros

grupos de trabajo

i) Los estudiantes no podrán comenzar las prácticas y experimentos sin la presencia, orientación y autorización del docente o instructor.

j) Si algún equipo presenta algún problema en su funcionamiento se debe

desconectar de la fuente de corriente eléctrica y reportarla al jefe del laboratorio para que la revise un personal calificado

Sistema de evaluación:

60%: participación en la práctica (20%), asistencia, (20%) reporte de laboratorio (20%)

40%: evaluación práctica de los temas desarrollados primer evaluado (10%) segundo (15%) tercer evaluado (15%)


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I. OBJETIVOS

1. Obtener la relación de voltaje y corriente de un transformador 2. Estudiar las corrientes de excitación, la capacidad de volt-amperes y las corrientes de

cortocircuito en un transformador.

II. INTRODUCCIÓN.

Los transformadores varían en tamaño y peso de acuerdo a su uso, desde unidades muy pequeñas para equipos electrónicos hasta unidades gigantescas utilizadas en estaciones centrales; Sin embargo todos los transformadores presentan las mismas características. Cuando existe una inducción mutua entre dos bobinas o devanados, un cambio en la corriente que pasa por una de ellas, induce un voltaje en la otra. Todos los transformadores poseen un devanado primario y uno o mas devanados secundarios; el devanado primario recibe un voltaje ac. Y lo acopla a un devanado secundario mediante un campo magnético variable. La energía toma la forma de una fuerza electromotriz que pasa por el devanado secundario y puede ser transferida a una carga. Así pues la energía eléctrica se puede transferir de un circuito a otro sin que exista una conexión eléctrica entre ambos. Cuando un transformador esta funcionando, pasa corriente alterna por sus devanados y se establece un campo magnético a través del núcleo de hierro; como resultado se producen pérdidas tanto en el cobre como en el hierro; que son parte de la potencia real y hacen que el transformador se caliente. Para establecer un campo magnético se requiere de una potencia reactiva, la cual se obtiene de la línea de alimentación; por esta razón la potencia total entregada al devanado primario es siempre ligeramente mayor que la potencia total entregada por el devanado secundario. Los transformadores pueden sufrir cortocircuitos accidentales causado por desastres naturales o motivados por el hombre. Las corrientes de cortocircuito son muy elevadas y a menos que se interrumpan, queman el transformador en poco tiempo.

III. MATERIALES Y EQUIPO.

1-transformador 120/12 150VA 1-Multimetro digital 1-amperimetro 1-fuente variable variac Conectores varios

UNIVERSIDAD TECNICA LATINOAMERICANA FACULTAD DE INGENIERIA

MATERIA:SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 1 TEMA: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR

LUGAR DE EJECUCION: LABORATORIO DE ELECTRICA


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IV. PROCEDIMIENTO.

1. Siga de manera ordenada los procedimientos descritos y recuerde NO energizar sin la autorización del instructor de laboratorio

2. Identificar las terminales de los transformadores Primario H1 - H2; y secundario X1 - X2 - X3

3. Anotar el voltaje nominal del transformador proporcionado

Primario H1 - H2 ____________V

Secundario X1 - X3 __________ V

4. Anotar la corriente nominal del transformador. Primario ______________A Secundario _____________A

5. Medir la resistencia de cada uno de los devanados. Devanado primario ________________Ώ Devanado secundario ______________Ώ

6. Medir el voltaje secundario sin carga cuando se aplican 12 V al devanado primario.

Secundario _______ V

7. Medir corriente de cortocircuito en el secundario realizando en la conexión mostrada en la figura 1

Figura 1. Conexión de amperímetro en cortocircuito

8. Conecte el circuito de la figura y aumente gradualmente el voltaje en pasos de 2

voltios, hasta que la corriente de cortocircuito I2 sea de 2 A


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Anotar: I1__________A V1__________V

9. Determinar el efecto de saturación del núcleo en la corriente de excitación de un transformador, ver figura 2.

Figura 2. Prueba de circuito abierto

V1_______V I1________A V2________V

10. Aumentar en pasos de dos voltios la fuente y hacer las anotaciones de la corriente de excitación I1 y el voltaje de salida V2 para cada voltaje de entrada. Anotar los datos en tabla 1.

V1

(Volt) AC

I1 (A)

V2 (Volt) AC

6 8 10 12

Tabla 1 circuito de saturación 11. Observe que la corriente de magnetización aumenta rápidamente después de alcanzar

cierto voltaje de entrada.


7

V. PRUEBA DE CONOCIMIENTO.

1. Porqué se realizan estas pruebas con la mayor rapidez posible

2. Para que sirven las pruebas de cortocircuito

3. Varía la relación de voltaje entre los dos devanados debido a la saturación del núcleo

4. Cuál de los devanados del transformador disipa mayor calor


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MATERIA: SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 2 TEMA:

POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION


I. OBJETIVOS.

1. Determinar si la polaridad de un transformador es aditiva o sustractiva.

2. Designar el orden de la numeración de los terminales secundarios del transformador de

acuerdo a su polaridad

II. INTRODUCCCION.

Cuando se energiza el devanado primario de un transformador por medio de una fuente de corriente alterna, se establece un flujo magnético alterno en el núcleo del transformador; este flujo alterno concatena las vueltas de cada devanado del transformador induciendo así voltaje de corriente alterna en ellos. Para el caso, la polaridad en un transformador indica el sentido relativo instantáneo del flujo de corriente en los terminales de alta tensión con respecto a la dirección del flujo de corriente en los terminales de baja tensión. La polaridad de un transformador puede ser aditiva o sustractiva. A continuación se presenta una prueba para determinarla. Se conectan dos Bornes adyacentes de los devanados de alta y baja tensión y se aplica un voltaje reducido a cualquiera de los devanados

III. MATERIALES Y EQUIPOS.

Transformador de distribución

Fuente de corriente alterna

Conectores

Multimetro

IV. PROCEDIMIENTOS.

1. Con el transformador proporcionado anote los datos proporcionados por la placa

completando la tabla 1.


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Datos de Placa

Marca

Potencia Nominal

Tensión Nominal

Corriente Nominal

Frecuencia Nominal

Impedancia de Cortocircuito

Conexión Nominal

Tabla 1

2. Dibuje el diagrama de distribución de los devanados según placa y completar la

tabla 2

Distribución de los Devanados

Tabla 2

3. Armar el circuito de conexión lo muestra la figura 1no energizar sin la previa

revisión del instructor


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Figura 2

4. Anote los valores de salida del voltimetro si marca el V mayore que la fuente que

ploraidad tendra el transformador __________________ si V es menor que la

fuente que polaridad tendra:___________________________

Figura 3

5. Los terminales se designan según normas industriales y se procede en la siguiente

forma:

6. Los terminales de alta tensión se designan por la letra H y se numeran de derecha a

izquierda, así el terminal H1 es el de la derecha visto el transformador desde el lado

de alta.


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7. Los terminales de baja tensión se designan con la letra X. Así X1 está situado a la

derecha visto el transformador desde el lado de baja tensión; esto es así si el

transformador es de polaridad aditiva.

Figura 4

8. Si el transformador es de polaridad substractiva X1 se encontrara situado al lado

izquierdo visto el transformador desde el lado de baja tensión.

Figura 5


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V. PRUEBA DE CONOCIMIENTOS.

1. A que se debe la polaridad de los transformadores

2. Investigue sobre el efecto de la saturación del núcleo de un transformador al

aplicar sobretensión al primario. Explique el efecto de la saturación sobre la

operación del transformador.

3. Que es el BIL en un transformador de distribución

4. De los tres transformadores ensayados es posible la conexión entre ellos explique


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MATERIA: SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 3 TEMA: CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES DELTA - DELTA

LUGAR DE EJECUCION: LABORATORIO DE ELECTRICA I. OBJETIVOS.

1. Efectuar una conexión de tres transformadores monofásicos en delta-delta

2. Monitorear la capacidad de la sub-estación tomando el voltaje y la corriente.

II. INTRODUCCCION.

Los tres transformadores se conectan en serie en un circuito cerrado y cada conductor de línea esta conectado a la unión entre dos de los transformadores. Este sistema es empleado para el suministro de carga trifásica y obtener cargas equilibradas. Se tiene la ventaja de evitar el sobre-tensión producido por la tercera armónica.... Se puede operar a potencia reducida con una pequeña carga desequilibrada. Para poder tener un sistema trifásico en delta-delta se debe tener presente las siguientes condiciones:

1. Los transformadores deben tener la misma impedancia. 2. Deberán tener la misma relación de voltaje. 3. Las tres unidades deben estar conectadas al mismo toma de derivación.

Los transformadores tienen que estar conectadas a los mismos tomas de regulación;

de lo contrario pueden producirse elevadas corrientes de circulación.

Se debe tener presente también y tomar muy en cuenta las condiciones de

funcionamiento.

III. MATERIAL Y EQUIPO.

Módulo de sub-estación trifásica

Voltaje primario 120/240.

3 Transformadores de 100 va de 12/24.

1 Voltímetro.

1 Amperímetro.


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IV.PROCEDIMIENTO.

1. Por el lado de alta tensión se conectarán las terminales en serie. 2. H1 del primer transformador con H2 del tercer transformador a la línea A. 3. conectar H2 del primer trasformador con H1 del segundo transformador a la

línea B. 4. H2 del segundo transformador con H1 del tercer transformador a línea C. 5. por el lado de baja tensión se conectaran las terminales en serie. 6. X3 del primer transformador con X1 del segundo transformador y esta unión a

la línea b. 7. X1 del primer transformador con X3 del tercer transformador, y esta unión a la

línea a. 8. X3 del segundo transformador con X1 del tercer transformador y esta unión a la

línea C.

H

X

1 2

3

a

b

c

A

B

C

H H 1 2 H H 1 2 H

1 X 2

X 3 X X 2

X 1 3 X X 2

X 1

24 volt 24 volt 24 volt

Secundario en triángulo

Primario en triángulo

A

B

C a c

b

Desplazamiento angular 0

Figura 1

9. Medición de tensión complete la tabla 1 de la conexión delta delta


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Fases tensión

[volt]

Fases tensión

[volt]

A – B a – b

B – C b – c

A - C a – c

Tabla 1

10. Medición de corriente complete la tabla 2 de la conexión delta-delta

Fases corriente

[A]

Fases corriente

[A]

A a

B b

A a

Tabla 2

V.PRUEBA DE CONOCIMIENTO.

1. El voltaje en un transformador es igual al concepto de relación de vueltas,

explique

2. Escribe la fórmula para hallar la potencia de salida de la sub-estación

3. Cuál sería la potencia de entrega de la sub-estación si la corriente atrasa al

voltaje en 0.8

4. Porque el factor de potencia de la carga afecta la regulación de la carga


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MATERIA: SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 4 TEMA: CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES ESTRELLA -ESTRELL A


1. Conectar tres transformadores monofásicos en estrella-estrella.

2. Monitorear los voltajes de línea y voltajes de fase.

II. INTRODUCCION.

Es una de las conexiones más comúnmente usadas en el ámbito comercial e industrial. Se

recomienda este tipo de conexión mientras la carga por el lado secundario este equilibrada.

Presenta la desventaja que cuando fluye una corriente desbalanceada por una fase afecta a

las demás.

Es importante hacer notar que para evitar desbalances en la carga se tiene que usar un

cuarto alambre o neutro, el que se debe conectar a la fuente y al punto del neutro común.

Este tipo de conexión es utilizada para proveer carga monofásica y trifásica con múltiples

puestas a tierra por el lado primario y secundario. También podrían producirse inestabilidad

en el suministro cuando se producen desbalances en el voltaje primario.

Precauciona

1. Deben hacerse múltiples puestas a tierra del neutro del sistema para evitar

sobretensiones.

2. Recordar y tener presente la revisión anticipada del circuito antes de energetizar la

sub-estación.

III. MATERIAL Y EQUIPO

� Módulo de sub-estación trifásica

� Voltaje primario 120/240 Vac

� Tres transformadores de 100 Vac

� 1 voltímetro

� 1 amperímetro


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IV. PROCEDIMIENTO.

1- Por el lado primario se conectarán los circuitos en paralelo. 2- H1 del primer trasformador con la línea A. 3- H1 del segundo trasformador a la línea B. 4- H1 del tercer trasformador a la línea C. 5- Conectar H2 del primer trasformador con H2 del segundo transformador, con

H2 del tercer transformador, esta unión al neutro del sistema. 6- En lado de baja tensión se conectarán también las terminales en paralelo. 7- X1 del primer transformador a la línea a. 8- X1 del segundo transformador a la línea b. 9- X1 del tercer transformador a la línea c. 10- X2 del primer transformador con X2 del segundo transformador, con X2 del

tercer transformador, esta unión al neutro del sistema. 11- Realice la conexión de los transformadores en lado de baja tensión

Figura 1


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12. Medición de tensión complete la tabla 1 de la conexión estrella-estrella

Fases tensión

[volt]

Fases tensión

[volt]

A – B a – b

B – C b – c

A - C a – c

A - N a – n

B – N b – n

C – N c – n

Tabla 1

13. Medición de corriente complete la tabla 2 de la conexión estrella-estrella

Fases corriente

[A]

Fases corriente

[A]

A a

B b

A a

Tabla 2

V.PRUEBA DE CONOCIMIENTOS.

1. Demuestre porque la tensión de fase no esigual a la tensión de línea

2. Encuentre la relación de transformación para el sistema estrella - estrella.

3. Porqué en este sistema los voltajes de terceras armónicas pueden llegar a ser

grandes.

4. Qué solución propones para evitar el desbalance el voltaje producido por la

tercera armónica.

5. en caso de avería de una unidad de transformación se podría tener estrella

abierta – estrella abierta, explique su respuesta.


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MATERIA: SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 5 TEMA: MEDICION DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA


I. OBJETIVO

1. Utilizar el instrumento de medición de resistencia de tierra

2. Determinar el valor óhmico de la resistencia de tierra interconectando dos o más electrodos de puesta a tierra

II. INTRODUCCIÓN

La puesta a tierra de una instalación es la unión eléctrica directa, mediante conductores

eléctricos sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico y/o de las

partes conductoras no perteneciente al mismo, a una toma de tierra constituida por un

electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. El sistema de puesta a tierra deberá

evitar que aparezcan diferencias de potencial peligrosas en las masas metálicas de la

instalación, y permitirá el paso a tierra de las corrientes de fuga de los receptores

electrónicos, así como de las altas corrientes de descarga de origen atmosférico. Con el

propósito de asegurar la fiabilidad permanente de los sistemas de puesta a tierra, hay

estándares de ingeniería y normas nacionales que definen los correspondientes

procedimientos de mantenimiento de las tomas de tierra. Para ello, se medirá la resistencia

de tierra, y se repararán con carácter urgente los defectos que se encuentren.”

III. MATERIALES Y EQUIPO

Telurometro (medidor de la resistencia de tierra) Navaja de electricista Llave fija Cepos de 5/8 Barras de cobre


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IV. PROCEDIMIENTO.

1. Para verificar las condiciones de la resistencia de una puesta a tierra, debe tener en cuenta lo siguiente:

a) La instalación debe estar des-energizada

b) Debe retirar todas las conexiones a la puesta a tierra

c) La medición debe efectuarla con un medidor de tierra, bajo las condiciones de seguridad

2. Conectar el medidor de resistencia de tierra en base al diagrama de conexión de la

figura 1.

Figura 1

3. Medir la resistencia de tierra de la subestación eléctrica siguiendo las normas de

seguridad e indicaciones dadas por el instructor.

4. Interconecte las barras y mida la resistencia de la tierra correspondiente a cada caso

en base a la tabla 1


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configuración de electrodos valor de la red de tierra

Tabla 1

V. PRUEBA DE CONOCIMIENTO

1. Con el procedimiento de medición de la resistencia de la puesta a tierra, obtener el

valor teórico

2. Investigar que otro tipo de elementos se utilizan como redes de tierra

3. Investigar los tratamientos químicos existentes para reducir el valor de la resistencia de tierra y que proveedores existen en el país

4. Si no se tuviera telurometro que otros instrumentos se puede utilizar


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MATERIA: SISTEMAS ELECTROMECANICOS PRACTICA N° 6 TEMA: CONTROL AUTOMATICO DE MOTORES


1. Conocer cómo opera un circuito automático de control de dos alambres de un motor eléctrico.

2. Capacitar al estudiante para que sea capaz d conectar un control automático

II. INTRODUCCIÓN.

El control de dos alambres también se conocer como paro y marcha de un motor eléctrico

este método de control significa que el arrancador se desconecta cuando ocurre una falla

de voltaje y se conecta tan pronto se restablece la energía. Una ventaja de este método de

conexión es que un operario no tendrá que volver arrancar una maquina de producción si

esto es deseable

III. MATERIALES Y EQUIPO.

Caja de corte Contactor Rele de sobrecarga Pulsadores paro y marcha Riel DIN Multimetro Vatímetro IV. PROCEDIMIENTO.

Siga el procedimiento que se describen y recuerde no energizar sin previa revisión y autorización Parte I 1. Alambrar el circuito que se muestra en el diagrama 2. Medir continuidad en el circuito 3. Pedir revisión del circuito para su aprobación 4. Energizar el circuito de control 5. Alambrar el circuito de fuerza 6. Conectar el circuito al alimentador del motor 7. Ponga en marcha el motor


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Diagrama de circuito de control

Diagrama de circuito de fuerza.

Parte II. Corrección del factor de potencia 1. Con los aparatos de medición complete lo datos que se piden en el cuadro 1

magnitudes Cos θ 1 Cos θ 2 corriente a plena carga potencia activa potencia aparente potencia reactiva factor de potencia voltaje línea a línea Factor de potencia

3. con el factor de potencia1 medido calcule el valor de los capacitores para mejorar el factor de potencia a 0.95


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V. PRUEBA DE CONOCIMIENTOS.

1. Describa el funcionamiento de circuito de control y que aplicaciones tiene.

2. Describa el funcionamiento de circuito de fuerza.

3. Investigue que otros tipos de controles existen para motores eléctricos.

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