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TALLER DE MQUINAS ELCTRICAS I. Abril de 2011.Profesor: Jairo Fabin Jaimes Rojas

Un transformador monofsico de 1000 kVA, 63500/33000 V es sometido a los ensayosde vaco y cortocircuito por el lado de baja tensin, obteniendo los siguientesresultados: Vaco: 33 kV, 1,24 A, 5.3 kW; Cortocircuito: 2640 V, 30,3 A, 9,81 kW. Sise trabaja a una frecuencia de 50 Hz la resistencia y reactancia del secundario son de5,2 y 40,3 respectivamente. a.) Dibuje el circuito equivalente referido al lado de

alta tensin. b.) Calcule la eficiencia y regulacin del transformador si en elsecundario se conecta una carga de 580 kVAr con f.p. 0,7 en atraso. (Suponga que latensin del secundario es de 31 kV) c.) Si ahora en el secundario se conecta una cargade 900 kVA, a tensin nominal, cul es la mxima regulacin del transformador?

El rendimiento mximo de un transformador monofsico de 500 kVA, 3300/500 V, 50Hz es del 97 % y sucede a los de plena carga, con factor de potencia unitario. Si laimpedancia equivalente es de 10 %, calcule la regulacin para plena carga y factor depotencia 0,8 inductiva. b.) Realice un grfico de Eficiencia vs Potencia nominal deltransformador para un factor de potencia de 0,9 en atraso. (Utilice como mnimo 5puntos para construir la grfica).

Se tiene un transformador monofsico de 50KVA, 15000/300. A tensin nominal yplena carga, las prdidas medidas fueron Pfe = 500W; Pcu = 600W. Si se alimenta auna tensin 20% menor de la nominal, pero se mantiene la potencia de salidaconstante a plena carga y factor de potencia unitario. Calcule, suponiendodespreciable la cada de tensin: a.) El factor de utilizacin ptimo. b.) La potencia derendimiento mximo. c.) El rendimiento mximo. d.) El rendimiento a plena carga.

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Transformador Tensin Aplicada Potencia Entrada

I 30 V 1200 W

II 90 V 1800 W

Un transformador monofsico tiene el doble nmero de espiras en el devanadosecundario que en el primario y se alimenta a una tensin primaria de 125 V y 60 Hz.En un ensayo de cortocircuito se obtuve el valor de la tensin aplicada al primario de30 V, circulando una corriente de 15 A por el devanado secundario. Si la resistencia

del transformador referida al secundario es de 0,66 . Calcule: a.) La regulacin detensin del transformador cuando se alimenta una carga inductiva de f.p. 0,5,suponiendo el primario a tensin y corriente nominal. b.) Cul es el valor de latensin aplicada al primario, al elevar el factor de potencia a 0,8 manteniendoconstante el valor de la tensin secundaria y la intensidad de 15 A. c.) Cul es el valorde la tensin aplicada al primario cuando el transformador alimenta una cargacapacitiva pura, que absorbe una corriente de 20 A a una tensin de 200 V.

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Se tienen tres transformadores monofsicos de 30, 40 y 50 kVA. Las relaciones detodos los transformadores son iguales a 15000/380 V. Se efectu la prueba decortocircuito con intensidad nominal, dando como resultado las tensiones decortocircuito 600, 500 y 700 W respectivamente. Se desea acoplar en paralelo dichostransformadores para transformar una potencia de 90 kVA. a.) Calcule las corrientes

nominales primarias y secundarias de cada transformador. B.) Potencia quesuministra cada transformador e ndique si alguno de ellos est sobrecargado. C.)Cul ser la potencia mxima que podr entregar el conjunto sin que por ninguno deellos se supere la corriente nominal?

Un transformador monofsico de 15000 VA 60 Hz tiene las siguientes caractersticas.Primario: 1500 espiras, 8 , j10. Secundario: 150 espiras, 0,08 , j 0,1 . La

corriente de vacio es de 0,15 A y las prdidas en el hierro son de 100 W. Para unfactor de potencia de 0,8 en atraso y una tensin secundaria en la carga de 380 V.Dibuje el diagrama vectorial completo del transformador.

Se utilizar un transformador de 120/480 V, 10 kVA como un autotransformador

para abastecer a 480 V un circuito a partir de una fuente de 600 V. Cuando se leprueba como transformador de dos devanados a plena carga y con factor de potenciaunitario su eficiencia es de 0,979. a.) Realice un diagrama de conexiones como si fueraun autotransformador. b.) Determine su eficiencia como autotransformador a plenacarga con un factor de potencia 0,85 en atraso.

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La placa de un transformador monofsico de 50 MVA, 60 Hz indica que ste presentaun voltaje nominal de 8/78 kV. Se realiza una prueba de circuito abierto en el lado debaja tensin, en donde las lecturas son 8 kV, 62,1 A y 206 kW. De manera similar,una prueba de cortocircuito en el lado de baja tensin proporciona lecturas de 674 V,6,25 kA y 187 kW. a.) Determine la eficiencia y regulacin de tensin si el

transformador opera con una tensin en el secundario de 75 kV para alimentar unacarga de 45 MVA con un factor de potencia 0,9 en adelanto. b.) Si el transformadorahora se conecta como autotransformador, cual es la relacin de tensin y lacapacidad de la conexin del autotransformador. c.) Dibuje el modelo completo delautotransformador referido al primario. d.) Calcule la eficiencia delautotransformador cuando abastece una carga nominal con factor de potenciaunitario a tensin de 86 kV.

Un transformador monofsico de distribucin de 5 KVA, 50 Hz tiene una relacin detransformacin de 2300/230 voltios, las prdidas en el hierro en vaco son de 400W, lacorriente de vaco de 0,3A, la resistencia del devanado primario 5 y su reactancia dedispersin de 25 . Calcular: a.) El factor de potencia impuesto por el transformadoren vaco. b.) La regulacin de tensin del transformador, si la tensin aplicada enprimario es de 2100 voltios. c.) Dibuje el circuito equivalente en por unidad del equipo

si ahora se conecta como autotransformador 2300/2530 V. d.) Cul es la mximaeficiencia del autotransformador si funciona con una carga de factor de potencia 0,9en atraso?

En un transformador monofsico de 50KVA, 15000/380 voltios, las prdidas en elhierro y en el cobre a plena carga fueron 500 y 800 W respectivamente. Calcular: a.)El factor de utilizacin ptimo (Coeficiente de cargabilidad). b.) La potencia aparentede mximo rendimiento. c.) Las prdidas en el cobre y en el hierro para rendimientomximo. d.) El rendimiento mximo para factor de potencia la unidad.

A un transformador monofsico de 50 kVA, 2400/240 y 60Hz se le hace un ensayo envaco a 50 Hz y la potencia absorbida es 220W con un factor de potencia de 0,3. Aplena carga cae un 1,2% y un 1,8% del voltaje nominal en la resistencia y reactanciaserie. Si el transformador alimenta a 250 V, 60 Hz a una carga de 30 kW y factor depotencia 0,8. Calcule: a.) La regulacin de tensin del transformador. b.) Si ahora seconecta una carga con coeficiente de cargabilidad de , cual es la mxima regulacinde tensin del transformador? c.) Si el transformador se conecta como

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autotransformador, cul es la capacidad del autotransformador y la eficienciamxima al conectar una carga con factor de potencia unitario?

Se dispone de un transformador correctamente diseado, con factor de utilizacinptimo de 0,8 y rendimiento mximo de 0,9. a.) Calcule el rendimiento a la mitad de

la potencia nominal. b) Razone lo que ocurrira en el caso de mantener la mismapotencia nominal y: b.1) Se disminuye la seccin de ambos devanados. b.2) Seaumenta la seccin del ncleo de hierro.

Un transformador reductor de dos devanados y 230 kVA, 2300/230 V y 60 Hz tiene lossiguientes parmetros: Lado de alta: 0,6 y j 1,2 ; Lado de baja: 0,1 y j 0,3 ;Rc=3,2 k y Xm= 1,2 k. a.) Si el transformador opera a media carga a tensinnominal con factor de potencia unitario, calcule su eficiencia. b.) Si el transformadorse conecta para trabajar como autotransformador de 2300/2530 V, determine laregulacin de tensin y la eficiencia con la carga especificada cuando el factor de

potencia es de 0,8 en atraso. Utilice el circuito equivalente referido al lado primariodel autotransformador.

Un autotransformador monofsico de 20 kVA, 8000/240 V, 60 Hz tiene una resistenciaserie de 1,2 % y una reactancia serie de 5 %. Su reactancia de magnetizacin es de j20 pu y su resistencia por prdida en el ncleo es de 45 pu. a.) Dibuje el circuitoequivalente completo referido al lado de baja tensin. b.) S al primario se conectauna fuente constante de 8000 V de c.a. y si una carga de 6 + j 2 se conecta alsecundario, calcule la regulacin de tensin del autotransformador.

Un transformador monofsico de 10 kVA, 480/120 V se va a usar comoautotransformador convencional atando una lnea de distribucin de 600 V a unacarga de 480 V. Cuando se prob como transformador convencional, se midieron lossiguientes valores en el lado primario del transformador. Ensayo de circuito abierto:480 V, 0,41 A, 38 W. Ensayo de cortocircuito: 10 V, 10,6 A, 26 W. a.) Calcule elcircuito equivalente en por unidad de este transformador, cuando se conecta en formaconvencional Cul es la eficiencia del transformador en condiciones nominales y elfactor de potencia 0,9?Cul es la regulacin de tensin en estas condiciones? b.) Cul

es el kVA nominal de este transformador cuando se usa en la conexin deautotransformador?. c.) Dibuje la Eficiencia vs Sn para el caso que se usa comoautotransformador, utilizando como mnimo 5 puntos (Cargabilidad de , , 1, 5/4, ycargabilidad de mxima eficiencia)

Un transformador monofsico de 1000 kVA y tensiones 63500/33000 V, es sometido alos ensayo de vaco obteniendo los siguientes valores: 33 kV, 1,24 A y 5,3 kW.

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Posteriormente se realiz la prueba de cortocircuito y se obtuvo 2640 V, 30,303 A y9,81 kW. Si el transformador trabaja a una frecuencia de 60 Hz y los valores de laresistencia y reactancia del secundario son: R2=5,2 y X2=40,3 . Calcule: a.)Dibuje el circuito equivalente del transformador en por unidad. b.) A quporcentaje de plena carga, se presenta la mxima eficiencia? c.) Si el transformador

es conectado ahora como autotransformador elevador V1/(V1+V2), calcule laregulacin de tensin, si en el primario del secundario se conecta una fuente de 60 kVy el autotransformador trabaja a plena carga con factor de potencia la unidad.