tp_nro1_ensayo_de_un_transformador_monofasico.pdf
-
Upload
enrique-pronesti-freire -
Category
Documents
-
view
6 -
download
0
Transcript of tp_nro1_ensayo_de_un_transformador_monofasico.pdf
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 1 de 10
UNIVERSIDAD TECNLOGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA
CARRERA: INGENIERA ELCTRICA
CTEDRA: MAQUINAS ELCTRICAS I
PROFESOR: Ing. Roberto WULF
A.T.P.: Ing. Sergio ROATTA
Ing. Pablo YORNET
CURSO/AO: Q 3051 2014
GRUPO N:
INTEGRANTES LEGAJO
RESPONSABLES
TRABAJO PRCTICO N 1
ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFSICO
FECHA DE PRESENTACIN CALIFICACIN
1ra
Presentacin
OBSERVACIONES:
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 2 de 10
TRABAJO PRACTICO Nro. 1
ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO
En este trabajo prctico se determinarn los parmetros bsicos y las caractersticas de un
transformador monofsico. Con este propsito se someter un transformador de pequea
potencia a ensayos indirectos y directo, estableciendo, para el primer caso las condiciones
especiales de funcionamiento para medir los parmetros, y en al segundo, la carga a la salida
del transformador para obtener las caractersticas directamente.
En esta serie de ensayos se determinarn las resistencias de los arrollamientos, la polaridad de
los mismos, la relacin de transformacin, la corriente y las prdidas en vaco, la tensin de
cortocircuito y las prdidas en el cobre. En el ensayo directo se tomarn las caractersticas
externas y se calcular el rendimiento y la regulacin del transformador.
En base a los valores experimentales obtenidos en los ensayos se calcularn los parmetros
que permitirn establecer los distintos circuitos elctricos equivalentes y trazar sus respectivos
diagramas fasoriales.
A - PLAN DE REALIZACION DE LOS ENSAYOS
1- Ensayo en vaco del transformador
1.1- Verificacin de la polaridad de ambos arrollamientos,
1.2- Se tomarn las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema elctrico,
cuando se aplique la tensin (preferentemente lado BT) para los siguientes valores: 25%,
50%, 75%, 100% y 115% de la tensin nominal. Simultneamente con las mediciones se
observar en un osciloscopio las forma de onda de corriente de vaco.
1.3- Realizacin de la caracterstica de vaco del transformador, U=f(Io).
2- Ensayo en cortocircuito del transformador
2.1- Medicin de las resistencias de los arrollamientos de baja y alta tensin en corriente
continua.
2.2- Se tomarn las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema elctrico,
cuando aplicando tensin reducida (preferentemente lado AT) se tengan los siguientes valores
de corriente en el primario: 25%, 50%, 75%, 100% y 125% de la corriente nominal, previamente
cortocircuitado el otro arrollamiento.
3-Ensayo del transformador bajo carga variable
3.1- Se tomarn los valores de corrientes, tensiones y potencias primarias y secundarias
cuando se tenga al 25%, 50, 75%, 100% y 120% de la corriente nominal con carga resistiva,
inductiva y capacitiva.
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 3 de 10
B - PLANILLA DE MEDICIONES:
1-Ensayo en vacio:
Transformador
Marca: Potencia: VA
Tipo: Tensiones: V
Corrientes: A
Circuito de Medicin
Vmed
I o
V
Osciloscopio
Shunt
V
WA
Vef
Fuente variable V
AT
Transformador a ensayar
Instrumentos y equipo de control
MAGNITUD
INSTRUMENTO MARCA ALCANCES CLASE NUMERO
Io
Po
U1
Um
U2
Osc.
Variac
otros
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 4 de 10
Ensayo de polaridad
V V
VUd
U1 U2220V
U1=
U2=
Ud=
u
v
U
VPolaridad:
Cuadro de valores medidos y calculados
VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS
% U1
volts
I0
amp.
P0
Watt
U2
volts
Pfe
Watt Cos 0
Bm
siemens
Gp
siemens a
25
50
75
100
125
Relacin de tansformacin promedio:
Datos para construir la curva de magnetizacin :
U
(volts)
Io
(amp)
U
(volts)
Io
(amp)
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 5 de 10
2-Ensayo en cortocircuito
Transformador
Marca: Potencia: VA
Tipo: Tensiones: V
Corrientes: A
Circuito de Medicin
WA
V
Transformador
Vcc
I cc Pcc
AT BT0 a I n = I cc
0 a V cc
LL 1
Fuente variable
a ensayar
Instrumentos y equipo de control
MAGNITUD
INSTRUMENTO
MARCA
ALCANCES
CLASE
NUMERO
I1cc
Pcc
Ucc
I2cc
Tr corriente
Variac
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 6 de 10
Cuadro de valores medidos y calculados
VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS
% Icc1
amp
Ucc
volts
Pcc
watt
Icc2
volts
PCu
Watt Cos cc
Req
ohms
Xeq
ohms
Zeq
ohms
25
50
75
100
125
RATCD = -Resistencia devanado de Alta Tensin en Corriente Continua
RBTCD = -Resistencia devanado de Baja Tensin en Corriente Continua
t = C -Temperatura ambiente
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 7 de 10
3- Ensayo en carga
Transformador
Marca: Potencia: VA
Tipo: Tensiones: V
Corrientes: A
Circuito de Medicin
WA
V
Transformador
AT BT0 a I n
V n
LL 1
Fuente variable
a ensayar
V
A0 a I n
W
R
L
C
P 1 P 2 I 2I 1
V 1 V 2
Instrumentos y equipo de control
MAGNITUD
INSTRUMENTO
MARCA
ALCANCES
CLASE
NUMERO
I1
U1
P1
I2
U2
P2
Tr Corr. 1
Tr Corr. 2
Variac
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 8 de 10
Cuadro de valores medidos y calculados
Carga resistiva
Tensin secundaria en Vaco U20 =
VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS
% I1
amp
U1
volts
P1
watt
I2
amp
U2
Volts
P2
watt
(rendimiento)
(regulacin)
Cos
25
50
75
100
125
Carga inductiva pura
Tensin secundaria en Vaco U20 =
VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS
% I1
amp
U1
volts
P1
watt
I2
amp
U2
volts
P2
watt
(rendimiento)
(regulacin)
Cos
25
50
75
100
125
Carga capacitiva pura
Tensin secundaria en Vaco U20 =
VALORES MEDIDOS VALORES CALCULADOS
% I1
amp
U1
volts
P1
watt
I2
amp
U2
volts
P2
watt
(rendimiento)
(regulacin)
Cos
25
50
75
100
125
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 9 de 10
C - REDACCION DEL INFORME SOBRE EL ENSAYO
Nota: se dejar asentado la expresin y clculo con que se obtienen las distintas caractersticas
y/o parmetros, para los valores nominales (100 %) en valores absolutos y relativos (/1)
1-Ensayo en vaco:
1.1 Se calcularan los valores de Gp, Bm, Prdidas en el Hierro Pfe, y Factor de Potencia
para todos los valores registrados en el ensayo, con distintas tensiones, descontando el
consumo instrumental de los voltmetros y wattmetros. Registrar en una tabla resumen
todos los valores calculados.
1.2 Se calcularn los valores de Relacin de Transformacin y se obtendr el valor de la
relacin de transformacin promedio.
1.3 Hallar las componentes de corrientes de prdidas Ip y de magnetizacin Im en la
corriente de vaco Io para tensin nominal en valores absolutos y relativos (/1).
1.4 Trazar en un grafico los valores de Bm y Gp, en funcin de la tensin aplicada y justificar
sus formas.
1.5 Trazar en un grafico los valores de Pfe, I0 y cos0, en funcin de la tensin aplicada y justificar sus formas.
1.6 Explicar como afectan a las prdidas en el hierro la variacin de la tensin aplicada y la
variacin de la frecuencia.
1.7 Construir el grfico de forma de onda de la corriente de vaco Io, a partir de la curva de
magnetizacin y la tensin aplicada, con los datos tomados en el punto 1.2-.
1.8 Dibujar el circuito elctrico equivalente para vacio y el diagrama fasorial correspondiente.
1.9 Explicar por que se pueden despreciar las Req y Xeq cuando el transformador funciona en
vaco.
1.10 Explicar por que se deforma la onda de la corriente de vaco, an cuando la tensin
aplicada es senoidal, y por que no se deforma la onda de tensin secundaria.
1.11 Describir las conclusiones del ensayo.
2-Ensayo en cortocircuito:
2.1- Se calcularan los valores de Rcc, Xcc, Zcc equivalentes, Prdidas en el cobre, y Factor
de Potencia para todos los valores registrados en el ensayo, con distintas corrientes a
temperatura ambiente y se volcarn los resultados en una tabla resumen. Dejar registrado los
clculos en Valores Absolutos y en Valores Relativos (/1) para las condiciones nominales
(100%).
2.2- Se separarn los valores de resistencia y reactancia equivalentes para los arrollamientos
primario y secundario para valor nominal. Se deber referir las resistencias a 75C.
2.3- Se calcularn las Prdidas Adicionales Pad como la diferencia entre las prdidas en
cortocircuito Pcc y las Joule Pj calculadas con los valores de resistencias medidos en corriente
continua. Se referida el valor de las prdidas a 75 C. (segn normas).
2.4- Se graficaran en funcin de la corriente de cortocircuito, las impedancia, resistencia y
reactancia equivalentes. Se justificaran las formas de las curvas.
2.5- Se graficaran la tensin de cortocircuito, las prdidas en el cobre y el factor de potencia en
funcin de la corriente de cortocircuito. Se justificaran las formas de las curvas.
-
T.P. N1 Ensayo de un Transformador Monofsico Pgina 10 de 10
2.6- Dibujar al circuito elctrico equivalente y trazar el diagrama fasorial correspondiente al
funcionamiento en cortocircuito.
2.7- Describir las conclusiones del ensayo.
3-Ensayo en carga:
3.1- Se calcularan los valores de Rendimiento , Regulacin y Factor de Potencia en el
primario cos1, completando un cuadro de valores resultante a partir de los valores medidos en
el ensayo directo. Dejar registrado los clculos para las condiciones nominales (100%).
3.2- En un grfico se trazarn las caractersticas externas de tensin secundaria U2 en
funcin de la corriente secundaria I2, para todos los valores medidos. Se comentar lo
observado.
3.3- Se calcularan los valores de Rendimiento y Regulacin en forma indirecta (usando los parmetros calculados en los ensayos de vaco y cortocircuito). Comparar con los resultados
obtenidos en el punto 3-1.
3.4- Trazar en un grfico las curvas de Rendimiento en funcin del Factor de Carga I2(/1) para cada una de las cargas. Calcular el Factor de Carga I2(/1) para Rendimiento Mximo y el
Rendimiento Mximo max
3.5- Describir las conclusiones del ensayo
4-Circuito equivalente y diagramas vectoriales:
4.1-Trazar los siguientes circuitos equivalentes e indicar los parmetros en valores absolutos y
en valores relativos (/1) en el mismo esquema, para los siguientes casos:
a) Exacto y con transformador ideal.
b) Exacto referido al primario.
c) Aproximado y referido al primario.
4.2- Trazar los fasoriales de cada caso en escala, para plena carga y factor de potencia 0,8
inductivo en valores absolutos. Junto a cada uno, efectuar los tringulos de cadas de tensin
en escala ms visible.
5- Resumen de las caractersticas del transformador
5.1- Confeccionar una Tabla Resumen con las caractersticas del transformador ensayado en
valores absolutos y relativos (pu) de:
Sn, I1n, I2n, U1n, U2n, G, B, Y, Ucc, R1, R2, Req, X1, X2, Xeq, Clase de aislacin, Tipo de
ncleo, (Regulacin), (rendimiento), etc.