MAQUINAS ELECTRICAS. Trabajo Práctico Nº 5: Transformador Prototipo: Ensayos de Vacío y de Cortocircuito

Transcripción

1 TN FM LABOATOO EPEMENTAL MAQNAS ELECTCAS Alumno:. Hoja N 1 OBJETO: Estudiar las características, conexiones y mantenimiento de los transformadores de distribución. Ensayar un transformador trifásico. Obtener el circuito equivalente por fase. 1. Generalidades Los transformadores son máquinas eléctricas sin partes continuamente móviles que, por induión electromagnética, transforman energía eléctrica de un circuito en energía eléctrica en otro u otros circuitos, a la misma frecuencia y con intensidad y tensión, en general, diferentes. Existen numerosos tipos constructivos; como los utilizados en los sistemas de distribución de energía eléctrica y otros, especiales y muy diferentes entre si, como los utilizados en hornos eléctricos, instalaciones de señalización, medidas eléctricas, traión eléctrica, formando parte de equipos electrónicos, etc.. De acuerdo al medio en el que está dispuesto el núcleo y montaje.de los arrollamientos, estas máquinas suelen clasificarse en: transformadores en aire; en baño de aceite u otro liquido aislante, y encapsulados o cerrados. En los primeros, los yugos del núcleo y los arrollamientos están a la vista; en los segundos están sumergidos en un recipiente (cuba del transformador) con líquido aislante cuya función es aumentar y preservar la rigidez dieléctrica y facilitar la refrigeración, y, los últimos, se construyen blindados en una caja rellena con material aislante sólido o bien directamente moldeados (material termoplástico, resina epoxi, etc.).. Denominación normalizada de los bornes de conexión Letras mayúsculas. lado de mayor tensión. Letras minúsculas. lado de menor tensión. Neutro: letra. TANSFOMADOES TFÁSCOS

2 TN FM LABOATOO EPEMENTAL MAQNAS ELECTCAS Alumno:. Hoja N 1 TANSFOMADOES MONOFÁSCOS 3. Características generales y aesorios Este punto lo desarrollaremos refiriéndonos a los transformadores de potencia utilizados en media tensión; es decir, los instalados para servicio eléctrico de establecimientos industriales, grandes edificios y, en general, para alimentar redes de distribución de baja tensión. Por esto, se denominan transformadores de distribución. Las tensiones nominales normalizadas son: primaria 13. V; secundaria 4/31 V. Las potencias: desde 5 hasta 1. kva. Son trifásicos. También se construyen monofásicos y trifásicos de menor potencia. Además poseen: Conectores de tierra, conexión a tierra (de la cuba); Conmutador de tensión (generalmente ±,5 % y ± 5% u n ). 4. Mantenimiento Vigilancia de la carga. No debe superar n. Se admiten sobrecargas transitorias. Control de rigidez dieléctrica aceite aislante. Limpieza. Control pérdidas de aceite. Control toma de tierra. (Conexión de tierra). 5. Paralelo de transformadores - gual relación de transformación, con las mismas tensiones. - Si son de diferente potencia, la relación de las potencias nominales no debe ser superior a 3 : 1. - Las tensiones de cortocircuito no deben diferir entre sí más de un 1 %. - Deben conectarse en coincidencia de fases. - Sí se trata de transformadores trifásicos han de coincidir los índices (números) de sus grupos de conexiones (para que coincidan también los ángulos de fase de las tensiones secundarias). 6. ENSAYO NDECTO DE N TANSFOMADO MONOFÁSCO 6.1. Generalidades Con este ensayo se determinan todos los parámetros característicos de un transformador, que son los del circuito equivalente. En tal forma se conocen las condiciones de funcionamiento sin necesidad de cargar la máquina. -Medida de la resistencia de los arrollamientos; -Determinación de la relación de transformación; -Ensayo en vacío; y

3 TN FM LABOATOO EPEMENTAL MAQNAS ELECTCAS Alumno:. Hoja N 1 -Ensayo en cortocircuito. Con la información obtenida se puede confeionar el circuito equivalente; y calcular el rendimiento y la regulación del transformador. 6.. Ensayo en vacío La Norma AM Nº 16 especifica que debe aplicarse tensión nominal, senoidal, de frecuencia nominal, preferentemente en el devanado de menor tensión. El otro devanado debe estar abierto. Se disponen los instrumentos en la forma indicada en el esquema; deben ser clase,5. Las conexiones voltimétricas deben estar del lado del transformador. Debe efectuarse correión del error sistemático de medidas por el consumo o resistencia interna de los instrumentos, a saber: o o ' ' ; P P' P P P' W V W V W V W La corriente en vacío, expresada en tanto por ciento de la intensidad nominal es: o o%.1 n Las pérdidas en el hierro correspondiente a las condiciones del ensayo son: P Fe P. 1 Como o es muy pequeña, las pérdidas por efecto Joule (transformador en vacío) serán P Fe P despreciables, por ello: La pérdidas en el hierro son iguales a las que tendrá el transformador en condiciones nominales de funcionamiento, ya que en vacío la tensión aplicada es la nominal n.- Po cos ;. o o m sen (Corriente magnetizante, la que crea el flujo) ; h cos (Corriente histerética, la que al circular por o representa las P Fe ) P Y ; G ; B Y G Las constantes de excitación en vacío, se obtienen: 6.3. Ensayo en cortocircuito Se conecta el transformador con el secundario en cortocircuito y se aplica en el primario tensión progresiva, partiendo de V, hasta que el amperímetro indique ntensidad nominal ( = n ). V

4 TN FM LABOATOO EPEMENTAL MAQNAS ELECTCAS Alumno:. Hoja N 1 A la tensión necesaria para ello, se la denomina tensión de cortocircuito. Se deben utilizar instrumentos clase,5; la tensión debe ser sinusoidal de frecuencia igual a la nominal y se aplica el circuito mostrado en el esquema. Los instrumentos deben leerse simultáneamente y según ellos, son las correiones de los errores sistemáticos correspondientes, se mide a temperatura ambiente y se deben corregir a 75 C: P n ; ; P y se calculan cos ; u %. 1. n Esta potencia, demandada por el transformador en cortocircuito, corresponde a las pérdidas en el cobre de la máquina (pérdidas en el cobre nominales, a plena carga) debido a que = n y es muy pequeña con respecto a n (lo que implica pérdidas en el hierro despreciables) Se calculan: la resistencia equivalente reducida al primario; la impedancia y la reactancia a temperatura ambiente del ensayo: P ; Z ; Z Luego se refiere la a 75 C mediante la siguiente expresión: ( 75C ). ( tc) tc 6.4. Circuito equivalente, rendimiento; regulación El circuito equivalente (circuito eléctrico de igual comportamiento que el transformador) es el representado en el esquema: En la mayor parte de los transformadores, por construión, resulta: 1 = 1 y 1 = 1 ; por ello 1 1 k. y 1 1 k.

5 TN FM LABOATOO EPEMENTAL MAQNAS ELECTCAS Alumno:. Hoja N 1 endimiento Potencia cedida Potencia absorbida n. n n. n.cos.cos P P CC egulación u% u (%).cos u (%). sen u (%).cos u (%). sen Siendo: u (%).cos. 1 y u (%). sen. 1 1 ENSAYOS DE TANSFOMADOES TFÁSCOS: El alumno luego de un análisis y comprensión de los temas y ensayos expuestos debe: a) Diseñar las planillas de recoleión de datos para efectuar todos los ensayos de la máquina trifásica, teniendo la precaución de especificar las constantes de los instrumentos que lee. b) Dibujar los cambios que surgirán en el circuito esquemático, circuito real, instrumental y método de medición de la máquina trifásica respecto de una máquina monofásica. c) ndicar cómo interpretará las lecturas de los instrumentos y qué procede efectuar con estas lecturas. d) Explicar con las deduiones necesarias qué parámetros calculará y con que fórmulas para lograr similares objetivos que los expuestos en la experiencia detallada. e) Dibujar el circuito equivalente por fase con los parámetros referidos al primario. f) edactar un informe con todos estos datos y presentarlo a la brevedad... ooooo--.. 1