Univeridad Nacional del Centro del PerFacultad de Ingenieria Elctrica y Electrnica

EJERCICIOS TRANSFORMADORESCatedra: MQUINAS ELCTRICAS ICatedratico: ING. PEDRO RAMIRO MARAV GUTARRAAlumno: MEDINA RIVEROS MARCO ANTONIO

Huancayo-2013EJERCICIOS MQUINAS ELCTRICAS ITRANSFORMADORESPROBLEMA 2UN TRANSFORMADOR DE 7.5 KVA 2080/208 V 60 C/S TIENE LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS: RESISTENCIA DEL PRIMARIO 7,5; RACTANCIA DE DISPERSION DEL PRIMARIO 14; RESISTENCIA DEL SECUNDARIO 0.07; REACTANCIA DE DISPERSION DEL SECUNDARIO 0.15; CORRIENTE DE PERDIDAS EN EL HIERRO 1.0 A .CORRIENTE DE MAGNETIZACION 2.0 A A) GRAFICA EL CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO DEL TRANSFORMADOR, B) DETERMINA LA TENSION QUE DEBE APLICARSE AL PRIMARIO PARA MANTENER EN EL SECUNDARIO 208 V CON UNA CARGA RESISTIVA DE 40 AMP (LA CORRIENTE DE EXCITACIN PUEDE SUPONERSE CONSTANTE).C)GRAFICA EL DIAGRAMA VECTORIAL COMPLETO D) GRAFICA EL CIRCUITO EQUIVALENTE APROXIMADO DEL TRANSFORMADOR Y DETERMINA LA TENSION EN EL PRIMARIO.

A) CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO DEL TRANSFORMADOR

B) TENSIN QUE DEBE APLICARSE AL PRIMARIO

C) DIAGRAMA VECTORIAL

2132 2.74 66.21 64.98 47.64 61.82 2080

D) GRFICA DEL CIRCUITO EQUIVALENTE

PROBLEMA 4LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE CIRCUITO ABIERTO Y DE CORTOCIRCUITO EN UN TRAFO DE 25KVA, 440 V/220 V, 60 HZ SON:PRUEBA DE CIRCUITO ABIERTO: CIRCUITO PRIMARIO ABIERTO, CON INSTRUMENTACION EN EL LADO DE BAJO VOLTAJE, VOLTAJE DE ENTRADA 220V; CORRIENTE DE ENTRADA 9.6 A; POTENCIA DE ENTRADA 710W.PRUEBA DE CORTOCIRCUITO: SECUNDARIO EN CORTO CORTOCIRCUITO.- CON INSTRUMENTACION EN EL LADO DE ALTO VOLTAJE. VOLTAJE DE ENTRADA 42V; CORRIENTE DE ENTRADA 57; POTENCIA DE ENTRADA 1030W.OBTENGA LOS PARAMETROS DEL CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO, REFERIDOS AL LADO DE A.T. SUPONGASE QUE Y QUE .SOLUCINPrueba de circuito abierto en el primario

Prueba de corto circuito en secundario

Por lo tanto R y X en el primario:

CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO, REFERIDOS AL LADO DE A.T.

PROBLEMA 8

UN TRAFO DE 60 KVA, 50 HZ, 10/0.23, 898 W DE PERDIDAS NOMINALES EN EL COBRE Y 403 W EN EL HIERRO, SIENDO SU Vcc % = 4.5% PARA UNA CARGA DE 54 KVA.DETERMINA:A) SI LA TENSION APLICADA ES DE 10 KV, QUE TENSION SE TIENE EN LA CARGA SI EL F.D.P. ES DE 0.8 INDUCTIVO?B) SI EL TRANSFORMADOR TIENE 5 TOMAS DE REGULACION EN EL LADO PRIMARIO (10 000 +/ - 2*2,5%/230V), EN QUE TAP CONVIENE DEJAR EL REGULADOR PARA TENER UNA TENSION EN LA CARGA DE 230? C) PARA EL CASO ANTERIOR SI SE ANULA LA CARGA, QUE TENSION SECUNDARIA SE TIENE?D) PARA EL CASO A) CUAL SERIA EL RENDIMIENTO DE OPERACIN, Y CUAL SERIA EL RENDIMIENTO MAXIMO?

SOLUCION:

Vcc% = 4.5 % = Vcc *100% Vcc =4.5% /100% =0.045Vcc=Vcc1/Vn1 Vcc1 = Vcc* Vn1 = 0.045*10000 =450vIn1 =S /Vn1= 60000VA/10000V =6A =arc cos (898/(450*6)) = 70.5737Zeq = Vcc1/In1 = 450/6 =24.9445+ j70.7302Req=24.9445, Xeq = 70.7302V1 = Req*IL +J*XeqIL +V2 0IL = 54000/10000 = 5.4A cos()=0.8 IL = 5.4

Diagrama Fasorial:

= 134.7 + 381=405 = =0.023 =Aplicamos el teorema de Pitgoras en el tringulo proyectado por la lnea azul:

VOLTAJE CUANDO NO SE CONECTA NADA EN EL SECUNDARIO:

Calculo de la rendimiento:

PROBLEMA 15

Un transformador reductor de 23KVA, 23000/230 V, 60Hz tiene los valores siguientes de resistencias y reactancia de dispersin: R1= 4; R2=0.04; X1=12; X2=0.12; la resistencia equivalente de prdidas en el ncleo y la reactancia de magnetizacin en el lado primario son respectivamente 20k y 15k. El transformador opera a 75% de su carga especificada. Si el factor de potencia de la carga es de 0.886 en adelanto, determine:A. La potencia suministrada a la carga.B. La potencia de entrada.

SOLUCION:Circuito equivalente:

Y = 1/(20K) j/(15k) =

Req = 4+ 100*0.04 = 8 , Xeq = 12+100*0.12 = 24 Z = I(2)=75*I(n)/100 00.75 S/ V(n2) = 0.75*23000/230 =75AI(L)=75/10 = 7.5

Circuito Reflejado al primario: I1=I2 =IL

Diagrama fasorial:

Ley de senos en los tringulos:

2300/sin(78.44) = 189.73/sin() sin()= 0.0808 =4.63V2/sin(196.939 189/sin(4.63) V2 = 2333.3 volt V2 = V2/a 233.33Pcarga =233.33 *75*cos(30) =15.155KwSent=V2*(IL+I0)I0=V2* Y =

Sent=2333.3 (0.1943 -48.5 + 7.5 30)= 17595.74 28.55S= 17.6kVAPROBLEMA 8: Un trafo de 60kVA, 50Hz, 898w de perdidas nominales en el cobre y 403w de prdidas en el hierro, siendo su Vcc%= 4.5% para una carga de 54KvaDetermina:a) Si la tensin aplicada es de 10Kv, que tensin se tiene en la carga si el f.d.p. es de 0.8 inductivo.b) Si el transformador tiene 5 tomas de regulacin en el lado primario (10 000 +/- 2*2.5%/230V), en que tap conviene dejar el regulador para tener una tensin en la carga de 230V.c) Para el caso anterior si se anula la carga, que tensin secundaria se tiene.d) Para el caso, a) Cul sera el rendimiento de operacin, y cul sera el rendimiento mximo?

SOLUCION:

Vcc% = 4.5 % = Vcc *100% Vcc =4.5% /100% =0.045Vcc=Vcc1/Vn1 Vcc1 = Vcc* Vn1 = 0.045*10000 =450vIn1 =S /Vn1= 60000VA/10000V =6A =arc cos (898/(450*6)) = 70.5737Zeq = Vcc1/In1 70.5737 = 450/6 70.5737 =24.9445+ j70.7302Req=24.9445, Xeq = 70.7302V1 = Req*IL +J*XeqIL +V2 0IL = 54000/10000 = 5.4A cos()=0.8 IL = 5.4 -36.87

Diagrama Fasorial:

Vz= 134.7 -36.87 + 38153.13 =405 33.7037Vz/sin()= 10000/sin(145.3)

PROBLEMA 21UN TRANSFORMADOR IDEAL ES ALIMENTADO POR UNA FUENTE DE TENSION DE 460VOLTIOS, EL PRIMARIO TIENE UNA IMPEDANCIA RESISTIVA DE 3.5, EL SECUNDARIO UNA REACTANCIA INDUCTIVA DE 300 Y UNA CARGA RESISTIVA DE 160. SI N1/N2 = 0.2; DETERMINA LA TENSION EN LA CARGA.

SOLUCIN

PROBLEMA 22

UN TRANSFORMADOR DE 10KVAR 60HZ FUE SOMETIDO A ENSAYOS DE LABORATORIO OBTENINDOSE LOS SIGUIENTES RESULTADOS: PRUEBA EN VACO: V=230V; IN1 = 1.30A; WCU =150 WATTS PRUEBA EN CORTOCIRCUITO: V=600V; IN2 = 1.5A; WFE =815 WATTSSI EL TRANSFORMADOR ALIMENTA UNA CARGA DE 15KVA FP=0.81 CAPACITIVA Y LA TENSIN APLICADA ES LA NOMINAL:a) Calcular la tensin en la carga

a==43.47

circuito abierto:G2=150/2302=2835x10-3-1Y2=1.3/230=5.652x10-3 -1

B2= =4.889x10-3 -1

Corto circuito:

Req1=815/1052=362.2 Zeq1=600/1.5 =400 Xeq1= =169.69

R1=0.0958X100.04488R2=111.111/4302=0.0957

ZEQ2=0.2115825.1019230 =(1500035.094/V2)X(0.211525.1)+V20V2=222.759 voltiosIL=67.33732302=(317205COS61.006/V2)+(3172.5sen61.006/v2)2

b) calcular el voltaje de regulacin y la eficiencia

n=

= 15xV1/10x V1=1.5POT cu=815x1/1.52=362.22Y=VR=X100%=3.20%c) si se mantiene la tensin y la corriente de carga constante y solo se varia el FP .Determinar el ngulo de la carga para regulacin cero.Si:VL=IL=CTEr=(IC/V2N)XzEQ2cos(-)-=/2=25.019-90=-64.82

FIN