ENSAYO DE VACIO Y CORTOCIRCUITO DE TRANSFORMADORES

ENSAYO DE VACIO Y CORTOCIRCUITO DE TRANSFORMADORES

I.- OBJETIVOS Determinacin de los parmetros del circuito equivalente de un transformador monofsico para operacin a frecuencia y tensin nominal. Medir las perdidas en el cobre y comprobar si se encuentran dentro de los valores calculados o garantizados. Verificar que las perdidas medidas son las mismas que se consideran para determinar el rendimiento, calentamiento y .

II.- GENERALIDADES Un trasformador est en vaco cuando uno de sus bobinas est conectado a la red de alimentacin, y las otras bobinas abierta o desconectada .la prueba en vaco, tambin conocido como ensayo en circuito abierto se realiza para determinar las prdidas en el ncleo o prdidas en el fierro (PFe).En los ensayos a los trasformadores se presenta una serie de perdidas tipo como :perdidas por efecto joule, perdidas por dispersin de flujo ,perdidas magnticas , perdidas por corrientes parasitas entre otras ;pero unas tienen valores apreciables mientras que las otras son de valores pequeos que pueden no ser tomados en cuenta .Las prdidas en vaco fundamentalmente se componen de las perdidas por histresis que dependen del valor mximo de la induccin y de las perdidas por corriente de Foucault.Cuando realice este ensayo debe considerar lecturas validas entre el 80% y el 120% de su tensin nominal.En la prueba de corto circuito debe efectuarse por lo menos tres juegos de lecturas de corriente, potencias y tensiones; haciendo variar la corriente que circula por el primario (secundario) dentro de un 25% y125% de la corriente nominal .si el trasformador tiene varias tomas (taps) en algunos de los devanados debe ser conectado en la toma normal. La `potencia medida en el ensayo en corto circuito corresponde a las perdidas en el cobre del transformador .esta prueba consiste en poner uno de los bobinados en corto circuito del trasformador. Y aplicarle una tensin reducida al otro devanado de forma que circule por los bobinados del trasformados las corrientes nominales.Tambin es conveniente distinguir dos conceptos que lleva a confusin; corto circuito de un transformador es el que se produce cuando este se encuentre en servicio puede suceder intencionalmente o fortuito, es decir el secundario tiene una carga cero o pequea el que ser considerado como un accidente o avera; durante el cual se presentaran grandes cantidades de calor por el efecto joule. En cambio en el ensayo de corto circuito consiste en aplicarse una tensin reducida comprendida entre el 2% y 10% de tal manera que circule por los devanados las i nominal.Otra forma de encontrar las perdidas en el cobre es aplicarse carga al bobinado y conociendo su resistencia de las bobinas se aplica la siguiente relacin.

IIa.-ENSAYO DE VACIOLa potencia absorbida por el transformador trabajando en vaco es aproximadamente igual a las prdidas en el hierro (las nominales si se aplica la tensin nominal en el primario) y se desprecian la pequeas prdidas que puede haber en el cobre. Para efectuar el ensayo de vaco, el transformador se dispone como se indica en la siguiente figura:

La potencia Po que absorbe el transformador en vaco la indica el vatmetro. La lectura del ampermetro A1 es la corriente I1o absorbida desde el primario y los voltmetros V1 y V2, indican respectivamente, la tensin V1o a la que hemos conectado el transformador y la tensin V2o de circuito abierto en el secundario.

IIb.-ENSAYO DE CORTOCIRCUITO

Para realizar este ensayo, el primario ha de alimentarse a una tensin reducida de modo que al poner el secundario en cortocircuito pase por l su corriente nominal. El esquema de un ensayo de cortocircuito es el representado en la figura siguiente:

III.- MATERIALES Transformador monofsico

Vatmetros monofsicos

Cables de conexin Transformador de corriente Voltmetros, ampermetros de hierro mvil Herramientas bsicas

III.- PROCEDIMIENTO

Realizar los ensayos con mucho cuidado porque se presentan grandes corrientes. En base a los esquemas mostrados y Alimentar por la bobina de alta y/o baja tensin. En algunos casos es necesario hacer uso del transformador de medida para que las lecturas en los instrumentos sean buenas. En este caso llegar a un 150% de su tensin nominal. Para cada caso anotar la lectura de los instrumentos para confeccionar las grficas respectivas. En el ensayo de cortocircuito antes de aplicar tensin previamente deben haber calculado los valores que esperaos alcanzar. Con el regulador de tensin aplicar una tensin reducida desde 5%Vn hasta alcanzar los valores calculados. Es recomendable por seguridad de los equipos e instrumentos tomar lectura lo ms rpido posible no debe de sobrepasar a los 2 minutos. Para hallar la eficiencia, el factor de potencia debe variar la carga que se aplica al secundario del transformador.

IV.- ESQUEMA

Ensayo de vaco

Ensayo de cortocircuito

V.- TOMA DE DATOS

Prueba de Vaco

Prueba en el lado de baja tensin del transformador utilizando las mediciones de control

Intensidad de corriente (A)Voltaje (V)Potencia (P)

0.14139.26.54

0.11130.35.60

0.09120.34.71

0.07109.93.98

0.06101.23.40

0.0590.12.68

0.0580.12.15

De los datos obtenidos, se obtiene la siguiente grfica:

Prueba en el lado de baja tensin del transformador utilizando las mediciones de control

Intensidad de corriente (A)Voltaje (V)Potencia (P)

0.9413.3612.42

1.4418.8629.03

1.8325.0446.47

De los datos obtenidos, se obtiene la siguiente grfica:

Prueba de corto sin carga

10.762.17253.2

9.071.96202.90

8.631.69152.5

7.751.5512.52.3

7.461.37102

6.771.38.751.9

6.061.27.51.8

4.830.9751.45

3.330.72.51

2.40.541.50.8

Ecuaciones a utilizar:

Calculo de los parmetros del circuito mediante las ecuaciones:

253.22.44

202.902.39

152.52.40

12.52.32.36

1022.50

8.751.92.42

7.51.82.31

51.452.39

2.512.50

1.50.82.60

Hallamos la impedancia

10.763.23.36

9.072.903.13

8.632.53.45

7.752.33.37

7.4623.73

6.771.93.56

6.061.83.36

4.831.453.33

3.3313.33

2.400.83

Hallamos la reactancia

3.362.442.31

3.132.392.02

3.452.402.48

3.372.362.40

3.732.502.76

3.562.422.61

3.362.312.44

3.332.392.32

3.332.502.20

32.601.5

VI.- CUESTIONARIO PRUEBA DE VACO

1. Explique cul es la influencia de la seccin recta del ncleo del transformador.La influencia de la seccin recta radica bsicamente en la reduccin de las prdidas de energa potencia.

Para reducir la prdida de energa, y la consiguiente prdida de potencia, es necesario que los ncleos que estn bajo un flujo variable no sean macizos; debern estar construidos con chapas magnticas de espesores mnimos, apiladas y aisladas entre s.

La corriente elctrica, al no poder circular de unas chapas a otras, tiene que hacerlo independientemente en cada una de ellas, con lo que se induce menos corriente y disminuye la potencia perdida por corrientes de Foucault. En la Figura 4.4 podemos observar cmo circula la corriente por ambos ncleos magnticos.

2. Qu es la direccin magntica preferencial de los materiales ferromagnticos?

Los materiales ferromagnticos interaccionan fuertemente con el campo magntico, entre ellos se encuentran los imanes naturales. Para un campo aplicado las fuerzas de interaccin pueden ser atractivas o repulsivas y tener valores muy grandes 1 N/g.

3. cules son los elementos que producen prdidas en el transformador?

Los elementos que componen las prdidas generadas en un transformador son las siguientes:

Perdidas en el hierro. Las prdidas de potencia en el hierro (PFe) en un transformador en vaco se producen por las corrientes de Foucault (PF) y por el fenmeno de histresis (PH).

Las corrientes de Foucault se producen en cualquier material conductor cuando se encuentra sometido a una variacin del flujo magntico. Como los materiales magnticos son buenos conductores elctricos, en los ncleos magnticos de los transformadores se genera una fuerza electromotriz inducida que origina corriente de circulacin en los mismos, lo que da lugar a prdidas de energa por efecto de joule. Las prdidas por corrientes parasitas o de Foucault dependern del material del que est construido el ncleo magntico.

La histresis magntica es el fenmeno que se produce cuando la imantacin de los materiales ferromagnticos no solo dependen del valor del flujo, sino tambin de los estados magnticos anteriores, en el caso de los transformadores, al someter el material magntico a un flujo variable se produce una imantacin que se mantiene al cesar el flujo variable, lo que provoca una prdida de energa que se justifica en forma de calor.

4. qu componentes integran la corriente de excitacin de un transformador?

Est compuesta por:

La componente de prdidas en el hierro

La componente de magnetizacin.

PRUEBA DE CORTOCIRCUITO

1.- graficar las curvas caractersticas para esto ensayos

Grafica de

Grafica de

2.- Qu es el flujo de dispersin de un transformador.

La porcin del flujo que va a travs de una de las bobinas, pero no de la otra se llamaflujo de dispersin.

Este flujo depende de cunto del flujo producido por el primario alcanza a la bobina secundaria; algunas de las lneas del flujo dejan elhierrodel ncleo y ms bien pasan a travs del aire. El flujo en la bobina primaria del transformador, puede as, dividirse en dos componentes: unflujo mutuo, que permanece en el ncleo y conecta las dos bobinas y un pequeoflujo de dispersin, que pasa a travs de la bobina primaria pero regresa a travs del aire, desvindose de la bobina secundaria.

3.-De qu manera afecta la temperatura en el funcionamiento del transformador.

La temperatura del transformador est directamente relacionada con la duracin de los materiales de aislamiento, por lo que es necesario prestarle atencin.

Uno de los factores que ms afectan la vida de los aislamientos, es la temperatura de operacin de las mquinas elctricas, esta temperatura est producida principalmente por las prdidas y en el caso especfico de los transformadores, durante su operacin, estas prdidas estn localizadas en los siguientes elementos principales:

El ncleo o circuito magntico, aqu las prdidas son producidas por el efecto de histresis y las corrientes circulantes en las laminaciones, son dependientes de la induccin, es decir, que influye el voltaje de operacin. Los devanados, aqu las prdidas se deben principalmente al efecto joule y en menos medida por corrientes de Foucault, estas prdidas en los devanados son dependientes de la carga en el transformador. Se presentan tambin prdidas en las uniones o conexiones que se conocen tambin como puntos calientes as como en los cambiadores de derivaciones.

Todas estas prdidas producen calentamiento en los transformadores, y se debe elimina este calentamiento a valores que no resultan peligrosos para los aislamientos, por medio de la aplicacin de distintos medios de enfriamiento.

Con el propsito de mantener en forma confiable y satisfactoria la operacin de las maquinas elctricas, el calentamiento de cada una de sus partes, se debe controlar dentro de ciertos lmites previamente definidos. Las perdidas en una mquina elctrica son importantes no tanto porque constituyan una fuente de ineficiencia, sino porque pueden representar una fuente importante de elevacin de temperatura para los devanado, esta elevacin de temperatura puede producir efectos en los aislamientos de los propios devanados, o bien en los aislamientos entre devanados y el ncleo, por esta razn, es siempre importante que todos los aislamientos entre devanados y el ncleo, por esta razn, es siempre importante que todos los aislamientos ese mantengan dentro de los lmites de temperatura que garanticen su correcta operacin, sin perder su efectividad.

4.- De qu dependo el factor de correccin del transformador.

Factor de correccin del transformador (FCT)El factor de correccin de un transformador, ya sea en un transformador de potencial o un transformador de corriente, es el producto del factor de correccin de relacin y el factor de correccin de ngulo para un factor de potencia especificado en el circuito primario. Los factores de correccin del transformador se pueden incorporar en el multiplicador de la medicin para mejorar la precisin en la medicin.

a) Factor de correccin de relacinEs la relacin de la relacin real o medida a la relacin terica o marcada en el transformador.b) factor de correccin de ngulo de faseEs la relacin del factor de potencia terico ala factor de potencia medido. Es una fusin tanto del ngulo de fase del transformador de instrumento y el factor de potencia del circuito primario que se est midiendo.5.- Explicar comparativamente las ventajas y desventajas de los autotransformadores VENTAJASDESVENTAJAS

Mayor rendimiento, menos costo.Lado de alta tensin est conectado elctricamente al lado de baja tensin.

Menor tamao y peso.La tensin de alimentacin puede aparecer en la salida.

Menor corriente de excitacin y mayor regulacin.Mayor corriente de cortocircuito.

VI. BIBLIOGRAFA

Transformadores de distribucin: Autor: Avelino Prez Pedro http://www.tecnun.es/asignaturas/SistElec/Practicas/PR_SIS_01.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador http://www.unicrom.com/Tut_transformador.asp http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090121232654AAXU9f4 Circuitos magnticos y transformadores E.E. STAFF DEL M.I.T http://apuntes.rincondelvago.com/transformador-monofasico.html http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_electrica_y_electronica/conceptoselectronica/