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LABORATORIO # 6

ENSAYO EN VACIO DE

TRANSFORMADORES MONOFASICOS

1. OBJETIVO

Consideracione del transformador ideal y real Conoser las corrientes de magnetizacon de un transformador real Conoser el circuito equivalente del transformador Determinar la relacion de transfornador Determinar los parametros del circuito magnetico de un transformador

2. MARCO TEÓRICO

Para obtener la relación de transformación se puede realizar la misma analizando el circuito ideal de un transformador.

Para tensiones:

a=V p( t )V s( t )

=N pN s ……………………………..(1)

V p=a∗V S ; ip=

i sa

Para Corrientes:

N p∗ip ( t )=N s∗is( t )1a=ip( t )is( t )

=N sNp

……………………………….(2)

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Cuando:

ZL=V L

I L ;

Z 'L=V pip

=aV S

(isa

)=a2

V Sis

=a2ZL

Z 'L=a2ZL

Cuando se conecta una tensión de C.A. a un transformador, circula una corriente ene le circuito primario, incluso si el circuito secundario esta abierto. Esta corriente es la que se requiere para producir flujo en un núcleo y consta de 2 componentes:a) La corriente de magnetización Im que es la requerida para producir el flujo en el nucleo del transformador.b) La corriente de perdidas en el núcleo i mte que es la requerida para compensar las perdidas por histéresis y las perdidas por corrientes parasitas del transformador.La corriente del vacio total en el núcleo se llama corriente de excitación del transformador y es igual; i exc=im + e, por lo que tenemos el siguiente circuito:

Req=Rp+a2R sReq=

Rpa2 +Rs

X eq=XP+a2 X s Xeq=

X pa2 +R s

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3. CIRCUITO DE MONTAJE.

Calcular RN y X N

La relación de transformación es de valor unitario o mayor a la unidad.

a=Valor mayor de tensiónValor menor de tensión

a=V 1

V 2

=N1

N 2

=I2I1

=E1

E2

El valor de cos θ, se obtiene de:

Poc=Voc*Ioc * cos θoc

Cos θoc = Poc/(Voc*Ioc)

Después Io=Ioc<θocIo=Ihist+jImag

Finalmente los parámetros representativos del circuito se obtienen de:

Voc=Hist.*RmVoc=Imag*Xm

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4. MATERIAL Y EQUIPO.

Un transformador monofásico con las siguientes características:o Tensión nominal: Vn = 400-230 [V]

o Corriente nominal: In = 6.25-10.9[A]

o Potencia nominal: Pn = 2.5 [kVA]

o Frecuencia nominal: f = 50 [Hz]

Variador de tensión.o Tención: V = 0-240 [V]o Capacidad : S = 1000 [VA]

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Instrumentos de medición

Interruptores termomagneticos.

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Datos nominales

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5. DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO.

Realizar el circuito de laboratorio, como se indica en el puto 3 Realizar la lectura de datos, comenzando con la tencion mas reducida Incrementar susecivamente la tencion aplicada Cave mencionar que este ensayo se ejecuta en el lado menor voltaje

6. LECTURAS OBTENIDAS EN EL LABORATORIO

Lectura V [V] Io [A] Po[W] V2[V] a

1 23.5 0.046 0.4 40.73 1,73319149

2 59.4 0.069 2.1 103 1,73400673

3 100.3 0.099 5.1 174.11 1,73579262

4 160 0.204 11.7 276.2 1,72625

5 220 0.589 21.9 381.2 1,73272727

cos φ=017

Q=129 [VAR ]

S=131 [VA ]

7. CALCULOS.Introducimos los resultados anteriores en la ecuación sgte.:

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Y E=I oV

=0.589220

=0.0028

φo=cos−1 poV I o

=80.27 °

Se tiene,

0.0028∡−80.27 °= 1RN

− j 1XM

0.0004∡− j∗0.0028= 1RN

− j 1XM

Luego, por comparación resulta evidente que:

RN=2250.24[Ω]

XM=361.73 [Ω ]

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Con el presente ensayo de laboratorio, se logró conocer el circuito experimental de un transformador monofásico en vacío, para la determinación de la resistencia y de la reactancia equivalentes.

Se calculó la relación de transformación "a" a partir de las corrientes en el secundario y primario del transformador, obteniendo resultados bastante cercanos entre sí, es decir un error muy pequeño para el valor de este parámetro

Finalmente se logró comprender que para las líneas de transmisión a la salida de las generadoras eléctricas, se eleva la tensión mediante transformadores a 69[kV], 130[kV] o más, para disminuir la corriente en las líneas de transmisión y así poder minimizar el diámetro de los conductores, con el fin de abaratar su costo.

9. BIBLIOGRAFIA.Chapman Stephen MÁQUINAS ELÉCTRICAS

McGrawHill, Segunda edición1993, México

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