GUÍA DE LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS ESTATICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

GUÍA DE LABORATORIO DE MÁQUINAS

ELÉCTRICAS ESTÁTICAS (ML – 223)

Elaborado por:

Ing. Bernabé Alberto Tarazona Bermúdez

Ing. Emilio Asunción Marcelo Barreto

2015

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Informe final: Este informe será realizado y presentado en forma grupal por los

alumnos que participaron en la experiencia. Sus partes serán las siguientes:

1. Carátula

2. Índice

3. Objetivo

4. Fundamento teórico

5. Solución del cuestionario que se plantea en la guía del laboratorio (los

resultados en cuadros y/o gráficos detallar la forma de cálculo de alguno de

ellos)

6. Conclusiones y recomendaciones (por separado)

7. Bibliografía

8. Hojas de datos tomados en la experiencia

Los informes finales serán entregados en versión física y digital (pdf) una

semana después, en la hora de laboratorio.

Luego de realizarse las cuatro primeras experiencias, habrá una sustentación oral

y/o escrita sobre las cuatro experiencias realizada por el grupo. La nota

individual que obtenga cada alumno en la sustentación será incrementada en la

nota de las cuatro primeras experiencias.

Igualmente luego de realizarse las cuatro últimas experiencias habrá una

sustentación oral y/o escrita sobre las últimas cuatro experiencias del

laboratorio. La nota individual será incrementada en las notas de las cuatro

últimas experiencias.

Los puntajes asignados en la calificación en las diferentes partes que

comprenden las experiencias de laboratorio son:

Informe final : 07

Participación en experiencias y evaluación oral : 03

Sustentación oral y/o escrita : 10

Se considera tardanza, el ingreso al laboratorio luego de 15 minutos de la hora

programada. La tardanza restará en menos un punto la nota del alumno.

La ausencia del alumno de los primeros 30 minutos de la hora programada será

calificada como falta.

Los informes que no fueron entregados en su oportunidad subirán una penalidad

de menos un punto por cada día transcurrido contados desde la fecha de entrega.

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS ESTATICAS ML 223 PROGRAMA DE EXPERIENCIA POR SEMANA

G/S 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1

FOR

MA

CIO

N D

E GR

UP

OS

1 2 3 4

REC

UP

ERA

CIO

NES

SUSTEN

TAC

ION

EXA

MEN

ES PA

RC

IALES

5 6 7 8

REC

UP

ERA

CIO

NES

SUSTEN

TAC

ION

SUSTEN

TAC

ION

2 2 3 4 1 6 7 8 5

3 3 4 1 2 7 8 5 6

4 4 1 2 3 8 5 6 7

G: GRUPOS S: SEMANA

EXPERIENCIAS

1. EL REACTOR DE NUCLEO DE HIERRO. 5. TRANSFORMADORES EN PARALELO

2. EL TRANSFORMADOR MONOFASICO. 6. EL AUTOTRANSFORMADOR MONOFÁSICO

3. EL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO TIPO SECO 7. EL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO EN ACEITE

4. BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS 8. BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

EN CONEXIÓN TRIFÁSICA Yy , Dd, EN CONEXIÓN TRIFÁSICA Yd , Dy

.

LABORATORIO Nº 01

EL REACTOR DE NÚCLEO DE HIERRO

I. OBJETIVO:

Empleando un transformador como reactor con núcleo de hierro, determinar las

características de magnetización de determinado material ferromagnético.

Observación del lazo de histéresis dinámico y de la forma de onda de la corriente de

excitación. Asimismo se presenta un método para efectuar la separación de pérdidas

en el núcleo.

II. EQUIPO A UTILIZAR:

1 Transformador de 1 kVA, 127/220 V, 60 Hz.

1 Autotransformador variable (Variac).

1 Resistencia variable de 1 A ( 0-4,5Ω)

1 Resistencia de 60 kΩ.

1 Condensador de 20 uF

1 Amperímetro de pinza A.C.

1 Multimetro digital

1 Vatímetro digital

1 Osciloscopio digital.

III. PROCEDIMIENTO:

3.1 OBTENCION DE LA CARACTERISTICA: B-H

Disponer el circuito siguiente:

A W

VReactor

220 V

60 HZ

Fig. 1.1

Antes de energizar el circuito de autotransformador deberá estar en la posición de

tensión de salida cero. Después de comprobar la corrección de las conexiones con la

presencia del profesor, cerrar el interruptor alimentando el autotransformador y

elevar la tensión aplicada hasta un 30% sobre la tensión nominal (127 V).

Comprobar el adecuado funcionamiento de todos los instrumentos y verificar que el

rango de trabajo de cada uno de ellos sea el que conviene.

Reducir la tensión de salida del Autotransformador a cero nuevamente elevarla

progresivamente registrando ahora valores de tensión y corriente, hacer 10

mediciones hasta un 30% sobre la tensión nominal.

Medir aproximadamente el área transversal (Am) y la longitud media (Lm) del

núcleo ferromagnético del reactor.

3.2 OBSERVACIONES DEL LAZO DE HISTÉRESIS Y FORMA DE ONDA

DE LA CORRIENTE DEL REACTOR:

3.2.1 LAZO DE HISTERESIS:

Disponer el circuito siguiente:

A W

V

Reactor

220 V

60 HZ

Fig. 1.2

Osciloscopio

20 uF 0 - 4.5 ohm

60 k

Variar la tensión de salida del autotransformador a 22, 55, 110 y 143% de a tensión

nominal y observar como variar la forma de la figura sobre la pantalla del

oscilocopio. Hacer un bosquejo aproximado de esta figura para cada caso.

3.2.2 CORRIENTE DEL REACTOR

En el circuito anterior visualizar la señal aplicada a la sonda 2 variando

la tensión desde 0 hasta a 130 % de la tensión nominal del reactor

(127V) considerar 10 puntos.

Asímismo, tomar las lecturas de los instrumentos conectados.

3.3 SEPARACION DE PÉRDIDAS

Esta parte de la experiencia será solo teórica, porque no se dispone del

alternador sincrónico.

En el circuito mostrado en la figura 1.3, utilizando como fuente de alimentación

un alternador sincrónico de tensión y frecuencia fácilmente controlable.

A W

V

Reactor

V y F

Variables

Fig. 1.3

F

Suministrar la tensión y tomar las lecturas indicadas por los instrumentos para las

cuatro situaciones regulando la tensión y frecuencia de alimentación de tal manera

que para las condiciones 1, 2, 3 y 4 se verifique:

2

1

2

1111 fkfkp eh

2

2

2

2221 fkfkp eh

2

3

2

3331 fkfkp eh

Las cuales, al resolverse como ecuaciones simultáneas, proporcionan los siguientes

resultados (donde a = f2/f1)

1

2

2

21

2

13

2

2

3

2

2

2

2

log

])1()(

)([log

PaaPaP

PaP

22

3

2

2

)1( af

PaPkh

12

2

2

2

32

a

a

f

PaPke

4. CUESTIONARIO

4.1.-La relación de los valores tomados en las experiencias efectuadas

4.2.-Trazar las características B vs H y U vs H y asimismo graficar W vs V explicar

sus tendencias y que significado tiene cada una de ellas.

4.3.-Graficar la pérdidas especificas en el fierro en (vatios 7Kg) a 60Hz, como una

función de la inducción máximas expresadas en Tesla. Explicar la tendencia.

4.4.- ¿Qué es el circuito equivalente en una maquina eléctrica? ¿En que le es

equivalente?

4.5.-Elaborar el circuito equivalente del reactor para su tensión nominal.

4.6.-Explicar el principio de funcionamiento del circuito para la observación del

lazo de histéresis.

4.7.-¿Qué función desempeña el condensador de 20 F y la resistencia de 60K ?

4.8.-Graficar con la frecuencia como abscisa los puntos P/f en donde P es la perdida

total en vacío, A partir de este gráfico determinar las pérdidas totales por corrientes

parasitas y por histéresis en el hierro del núcleo para a tensión nominal y 60Hz.

4.9.-Dar 5 conclusiones a la experiencia y plantear algunas recomendaciones.

Nota: Para la elaboración del Informe estimar el N° de vueltas probable del reactor

LABORATORIO Nº 02

EL TRANSFORMADOR MONOFASICO

I. OBJETIVO

Determinación de los parámetros del circuito equivalente de un transformador

monofásico para operación a frecuencia y tensión nominales.

Pronostico del comportamiento del transformador bajo carga, utilizando el circuito

equivalente.

Determinación de las características de regulación.

II. EQUIPOS A UTILIZAR

1 Transformador monofásico de 3 KVA, 220/110V

1 Fuente DC

1 Resistor de 250 ohms-1 A.

1 Auto transformador variable (Variac).

1 Multímetro digital.

1 Vatímetro digital.

1 Amperímetro de pinza.

1 Banco de Resistencias.

2 Condensadores de diferente capacitancia.

1 Motor eléctrico monofásico de 220V/110 V.

II. PROCEDIMIENTO

Verificar las características físicas del transformador trifásico, sus datos de placa

e identificar sus partes principales.

Medir con el multímetro y anotar las resistencias de los bobinados de los lados

de alta y baja del trasformador, asimismo anotar la temperatura ambiente.

Medir y anotar las resistencias de aislamiento: AT-BT, AT-Masa, BT-Masa.

3.1 OBTENCION DE RESISTENCIAS EN D.C.

Este ensayo debe ser el primero en realizarse, y para efectuarlo el transformador

debe de haber estado desconectado de la red lo suficiente para garantizar que el

bobinado se encuentre a la temperatura ambiente y desenergizado (al menos 4

horas).

Se utiliza el método de la caída de potencial acorde a la norma IEC-60076. Para

llevarlo a cabo es necesario enseriar una resistencia a dos terminales

cualesquiera del transformador, y alimentar esta conexión con una fuente de

tensión continua. Se debe tomar en cuenta la conexión de las bobinas tanto en el

primario como en el secundario para obtener el valor resistivo de cada una.

El valor de la resistencia en serie es de gran importancia, ya que permite

estabilizar más rápido el transitorio del circuito R-L formado, de manera que los

instrumentos usados no se dañen.

Corregir los valores de las resistencias medidas a la temperatura de 75°C.

3.2 ENSAYO EN LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

Conectar el autotransformador (Variac) al lado de baja tensión del transformador

luego regular el voltaje de salida del autotransformador empezando de 220 y

disminuyendo cada 10 voltios hasta 180 voltios, anotar el voltaje en el lado de

alta tensión del transformador.

3.3 ENSAYO EN VACIO

Utilizar el circuito de la figura 2.1

V

WA

VF220V

60Hz

110/220V

FIGURA 2.1

Ajustando el auto transformador, variar la tensión hasta que el voltímetro

indique el valor nominal (220) voltios.

Mediante el mismo proceso, reducir la tensión desde 110% de la tensión

nominal hasta cero voltios y registrar 10 lecturas de corriente, tensión y

potencia.

3.4 ENSAYO EN CORTOCIRCUITO:

Utilizar el esquema circuital de la figura 2.2

60 HZ

220 V

Fig. 2.2

220/110

A

WA

VF

A partir de cero voltios aumentar gradualmente la tensión hasta lograr la

corriente nominal en el lado de 220 v.

Registrar las lecturas de tensión, corrientes y las pérdidas en carga dada por

el vatímetro en condiciones de corrientes nominales.

Cambiar la corriente del lado de 220 voltios en etapas desde 110% hasta

70% de la corriente nominal y registrar las lecturas de los instrumentos.

3.5 ENSAYO CON CARGA:

Con el circuito anterior desenergizado, conectar a la salida la resistencia

de carga. Excitar el transformador a tensión y frecuencias nominales.

Ajustar el valor de la resistencia de carga para obtener 5 valores de

corriente en el secundario en un rango del 20% al 100% de la intensidad

nominal secundaria, registrando la intensidad nominal secundaria y las

lecturas de los demás instrumentos.

Desconectar la carga y medir la tensión del primario para los valores

anotados en las diferentes condiciones de cargas fijadas anteriormente.

Repetir los pasos anteriores conectando en paralelo un motor eléctrico de

110 voltios.

Repetir los pasos anteriores conectando en paralelo un motor eléctrico de

110 voltios con un condensador.

IV CUESTIONARIO:

1. A qué se debe la diferencia entre los resultados obtenidos al medir las

resistencias de los arrollamientos con el multímetro y con el método

empleado? ¿Cuál es más confiable y por qué?

2. De la prueba de relación de transformación, graficar la relación de

transformación vs Voltaje de entrada y explicar los resultados.

3. Tabular las resistencias medidas a los arrollamientos de las bobinas (lados de

alta y de baja) y determinar las resistencias promedios (lados de alta y de

baja), asimismo, determinar dichas resistencias referidos a la temperatura de

75° ¿Para los cálculos, cuál de las resistencias se utiliza?

4. Del ensayo de vacío trazar las curvas de factor de potencia Cos θo (%),

potencia consumida Po (W) y corriente en vacío Io (A) como funciones de la

tensión de alimentación, asimismo graficar la curva relación de

transformación.

5. Del ensayo de cortocircuito graficar a partir de las lecturas la potencia

consumida Pcc (W), la tensión de impedancia Vcc (V) y el factor de potencia

de cortocircuito Cos θcc (%) como funciones de la corriente de cortocircuito

Icc (A).

6. Utilizando los datos de las dos primeras pruebas hallar el circuito

equivalente exacto del transformador para condiciones nominales.

7. Con el circuito equivalente aproximado trazar el diagrama circular del

transformador, es decir, Va vs Ia.

8. Con los datos del ensayo con carga a factor de potencia 1, graficar la curva

Va vs Ia, y compararlo con el gráfico encontrado en 4.5 Explicar las

diferencias.

9. Para las diversas cargas determinar la caída de tensión interna μ en % según

la expresión:

100(%)2

22 xV

VV

O

O

10. Calcular la regulación de tensión para carga nominal con Cos φ = 0.8

capacitivo.

Asimismo calcular la eficiencia del transformador para estas condiciones:

)º75(22 CPPCosIV

CosIV

LONN

ANAN

11. Comparar las pérdidas en el cobre (I1N)2 RT (W) con las pérdidas de carga PL

(75ºC) dada por la expresión:

)75235(

)235())((

)235(

)75235(1

2

11

2

1)º75(

tRItP

tRIP NCCNCL

Donde: I1N: Corriente nominal en el primario

Rt: resistencia equivalente en el arrollamiento primario a tºC = R1t +a2 R2t

12. Comparar los valores obtenidos con los valores indicados en el protocolo de

Pruebas del transformador, indicar % de error y explicar las posibles causas

de la diferencia.

13. Para el ensayo con carga y tomando como referencia los voltajes

suministrados por la red, las corrientes medidas por el amperímetro y el

circuito equivalente aproximado del transformador, plantear y resolver el

circuito respectivo. Determinar las potencias consumidas por cada carga y su

respectivo factor de potencia. Comparar, los resultados obtenidos al resolver

el circuito, con los medidos por los respectivos instrumentos (vatímetro y

cosfímetro), indicar % de error y las posibles causas de los mismos.

LABORATORIO Nº 03

EL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO TIPO SECO

I. Objetivos

Realizar el ensayo de vacío y de cortocircuito en el transformador

trifásico (3Ø) para determinar los parámetros del circuito equivalente del

transformador.

Determinar las pérdidas en el hierro y en el cobre, que ocurren en el

transformador.

Hallar el rendimiento del transformador.

Familiarización con el transformador trifásico, relacionado a las formas

de conexión posibles y diferencias entre ellas.

Identificación de bornes homólogos (igual polaridad relativa).

Pronosticar el comportamiento del transformador trifásico bajo carga,

utilizando el circuito equivalente.


II. Equipos a Utilizar

1 Transformador trifásico de 5 KVA; 220/380V

1 Fuente DC y 1 Resistor de 250 ohms-1A

1 Autotransformador trifásico (Variac) de 5 KVA

1 Multímetro digital

1 Vatímetro trifásico (Analizador de Calidad).

1 Amperímetro de pinza.

1 Banco de Resistencias (Focos incandescentes).

3 Condensadores de 20 microfaradios

1 Motor trifásico de 380 V

1 Motor monofásico

III. Procedimiento

Verificar las características físicas del transformador trifásico, sus datos

de placa e identificar sus partes principales.

Medir con el multímetro y anotar las resistencias de los bobinados de los

lados de alta y baja del trasformador, asimismo anotar la temperatura

ambiente.

Medir y anotar las resistencias de aislamiento: AT-BT, AT-Masa, BT-

Masa.

a) Medición de resistencia eléctrica en los arrollamientos



bobinado se encuentre a la temperatura ambiente y des energizado (al menos 4

horas).










b) Prueba de Relación de Transformación

Conectar el autotransformador (Variac) al lado de baja tensión del transformador




c) Prueba de Vacío

Armar el circuito que se muestra en la figura, conectar el lado de baja (220 V) al

autotransformador (Variac), el que a su vez debe estar alimentado con la energía

de la red y dejar abierto los bornes del lado de alta (380 voltios). Luego, insertar

en el lado de baja tensión (220 V) un vatímetro trifásico el cual nos dará

directamente las pérdidas totales en el fierro (PFe), para medir las corrientes en

cada fase usar la pinza amperimétrica y para medir los voltajes usar el

multímetro digital. Si utiliza el analizador de calidad conectarlo tal como se

muestra en la siguiente figura, y anotar la lectura de potencia, factor de potencia,

corrientes y voltajes.

Va

riac.

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1R

S

T

V1

V2

V3

r

s

t

Una vez armado el circuito de acuerdo a las indicaciones dadas en el párrafo

anterior, se debe graduar el voltaje de salida del autotransformador de manera

que se obtengan en el lado de baja (220 V), 5 voltajes en un rango del 75% y

100% del voltaje nominal (medida por el multímetro), para cada caso anotar la

lectura de todos los instrumentos.

d) Prueba de Cortocircuito

Previamente se deben de calcular las corrientes nominales de alta y baja tensión

del transformador trifásico.

Con el circuito desenergizado, armar el circuito que se muestra en la figura,

conectar el lado de baja (220 V) al autotransformador (Variac), el que a su vez

debe estar alimentado con la energía de la red y dejar cortocircuitado los bornes

del lado de alta (380 voltios). Luego, insertar en el lado de baja tensión (220 V)

un vatímetro trifásico el cual nos dará directamente las pérdidas totales en el

cobre (Pcu), para medir las corrientes en cada fase usar la pinza amperimétrica y

para medir los voltajes usar el multímetro digital. Si utiliza el analizador de

calidad conectarlo tal como se muestra en la siguiente figura, y anotar la lectura

de potencia, factor de potencia, corrientes y voltajes.

Va

riac.

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1R

S

T

V1

V2

V3

r

s

t


anterior, hay que aplicar al lado de baja (220 V) una tensión reducida (empezar

de 0 voltios), graduando el voltaje de salida del autotransformador (Variac), de

manera de obtener en dicho lado la corriente nominal, luego, anotar la lectura de

los instrumentos.

Regular el voltaje de salida del Variac (empezar de 0 voltios) a fin de obtener 5

diferentes valores de corriente en un rango del 75 al 110% de la corriente

nominal (medida por el amperímetro de pinza), para cada caso anotar la lectura

de los instrumentos.

e) Prueba con Carga:

Retirar el Variac, luego, conectar directamente a la red el lado de baja del

transformador (lado 220 V) y a la carga el lado de alta del transformador (lado

380 V), finalmente, insertar el vatímetro en el lado de alta (380 V) mostrado

esquemáticamente en la figura siguiente.

La carga eléctrica a conectar en el lado de alta tensión del transformador será:

Resistencias ó focos incandescentes iguales conectadas en delta y/o en

estrella.

Condensadores iguales conectados en delta y/o en estrella.

01 motor eléctrico trifásico de 380 voltios.

Nota: Tomar en cuenta que los focos incandescentes trabajan a 220 voltios, por

lo tanto el circuito debe adecuarse de tal manera de asegurar estos 220 Voltios

¿Qué cambios haría?. Asimismo, en el caso de utilizar el neutro del

transformador, deberá utilizar el neutro del vatímetro digital.

Re

d2

20

V

R

S

T

r

s

t

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1V1

V2

V3

Carg

a

- Se deben conectar las resistencias ó los focos incandescentes para obtener 4

diferentes % de la intensidad nominal secundaria, es decir, con diferentes

índices de carga a fin de evaluar posteriormente bajo que índice presenta una

mayor eficiencia. Para cada caso medir potencia, factor de potencia

consumida por la carga, asimismo, medir las corrientes y voltajes de línea y

de fase en el primario y secundario.

- Armar una carga trifásica desbalanceada que contenga focos incandescentes,

condensadores y 01 motor eléctrico, luego, medir potencia, factor de

potencia consumida por la carga, asimismo, medir las corrientes y voltajes de

línea y de fase en el primario y secundario.

IV. Cuestionario

Medición de Resistencia, Pruebas de vacío y cortocircuito:


resistencias de los arrollamientos con el multímetro y con el método empleado?

¿Cuál es más confiable y por qué?

2. De la prueba de relación de transformación, graficar la relación de

transformación vs Voltaje de entrada y explicar los resultados.

3. Tabular las resistencias medidas a los arrollamientos de las bobinas (lados de

alta y de baja) y determinar las resistencias promedios (lados de alta y de baja),

asimismo, determinar dichas resistencias referidos a la temperatura de 75° ¿Para

los cálculos, cuál de las resistencias se utiliza?

4. Realizar el esquema de conexiones para realizar la prueba de Circuito Abierto en

un transformador, que condiciones son validas para realizar la prueba de vacío.

5. Realizar el esquema de conexiones para realizar la prueba de Cortocircuito en un

transformador, que condiciones son validas para realizar la prueba de

Cortocircuito.

6. Determinar los parámetros que representan el transformador real, las pérdidas en

el mismo y la eficiencia del transformador trifásico.

7. Del ensayo de vacío trazar las curvas del factor de potencia Cos θ (%); Potencia

consumida P0 (W) y corriente en vacío I0 (A) en función de la tensión de

alimentación.


consumida PCC (W), la tensión de la impedancia VCC (V) como funciones de la

corriente de cortocircuito ICC (A)

9. Calcular la regulación de tensión para una carga nominal con Cos θ = 0.91

inductivo. Asímismo calcular la eficiencia del transformador para estas

condiciones:


Pruebas del transformador, indicar % de error y explicar las posibles causas de la

diferencia.

Ensayo con carga:

1) Elaborar una síntesis de los pasos realizados para la implementar la conexión

trifásica requerida (Dy5).

2) Con los datos del ensayo con carga a factor de potencia 1, graficar la curva V vs

I.

3) Para las diversas cargas resistivas dispuestas, construir el circuito monofásico

equivalente y determinar: La regulación de tensión

4) La eficiencia del transformador para estas condiciones:

5) Comparar las pérdidas en el cobre con las pérdidas de carga

(75°C) dada por la expresión:

Donde:

6) Grafique la curva índice de carga vs. Rendimiento. ¿Qué puede notar?, Sustente

su repuesta y desarrolle la expresión analítica adecuada.

7) ¿Qué particularidades tiene la conexión usada?

8) Elabore un diagrama fasorial total, tomando en cuenta los desfasajes entre fases

originados por el tipo de conexión usada.

9) Para las condiciones de la carga usada y en base a su análisis anterior, diga usted

si sería favorable usar otro tipo de conexión, de ser así indique cual sería y que

ventajas y desventajas obtendría respecto al caso ensayado.

10) Haga un estudio teórico empleando el circuito equivalente exacto (con la rama

de excitación), indicar los porcentajes de variación. ¿Es viable despreciar dicha

rama en la práctica?

11) Tomando como referencia los voltajes suministrados por la red, las corrientes

medidas por el amperímetro y el circuito equivalente aproximado del

transformador, plantear y resolver el circuito respectivo. Determinar las

potencias consumidas por cada carga y su respectivo factor de potencia.

Comparar, los resultados obtenidos al resolver el circuito, con los medidos por

los respectivos instrumentos (vatímetro y cosfímetro), indicar % de error y las

posibles causas de los mismos.

LABORATORIO Nº 04

BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS EN CONEXIÓN TRIFÁSICA: Yy, Dd

I. OBJETIVOS

Analizar y evaluar el comportamiento en forma experimental de las conexiones

tipo Yy y Dd de dos bancos trifasicos.

Realizar el ensayo de cortocircuito y de circuito abierto de un banco trifasico y

calcular el valor de sus parametros respectivamente.

Determinar el circuito equivalente y verificar el reparto de carga trifásica.

II. MATERIALES Y EQUIPO NECESARIO

3 transformadores monofásicos de 1 KVA, 220/127

2 Multímetros Digitales.

1 Vatímetro monofásico


1 Autotransformador (Variac) trifásico

1 Autotransformador (Variac) monofásico

3 Resistencias variables ó Focos incandescentes

3 Condensadores de 20 µF.

1 Motor eléctrico trifásico 220 V.

III. PROCEDIMIENTO

1. Verificar el funcionamiento correcto de los instrumentos de medida antes de

realizar los ensayos

2. Medicion de resistencias en corriente continua: Con la ayuda del multimetro

medir las resistencias en corriente continua de cada arrollamiento de los

transformadores a la temperatura de ambiente.

3. Verificar que la relación de transformación de cada transformador monofásico

sean del mismo valor.

4. Realizar la prueba de cortocircuito de cada transformador monofásico.

5. Conectar los circuitos de acuerdo con las figura y determinar las polaridades y

relación de transformación de c/u de los transformadores monofásicos de

acuerdo con el método de los 3 voltímetros y utilizando las siguientes

ecuaciones:

FIGURA 1

a = V1 / V2

Si: V12 = V1 + V2 la polaridad es aditiva

Si: V12 = V1 - V2 la polaridad es sustractiva

Transformador

Serie No

V1

voltios

V2

voltios

V3

voltios

a = relación de

transformación

Polaridad Observaciones

6. Realizar la conexión mostrada en la figura 2 para formar un banco trifasico en

conexión Dd0 luego medir en la salida las tensiones en cada fase del sistema y

comprobar con la parte teorica.

U

V

W

u

v

w

ACOPLAMIENTO

FIGURA N°2

7. Implementar el circuito de la figura 3, donde el banco de transformadores

monofásicos está en conexión trifásica Dd0, conectar el lado de baja tensión

(110 V) al Variac y el lado da alta tensión (220 V) a la carga eléctrica trifásica,

insertar el vatímetro trifásico en el lado de alta tensión (220 V), finalmente

regular el variac a un voltaje de 110 voltios y realizar las pruebas, la carga

trifásica estará formada por:

Caso 01: 03 Lamparas incandescentes conectadas en delta y/o en estrella.

Caso 02: 01 Motor eléctrico trifásico 220 V.

Caso 03: Conexión en paralelo de las cargas del caso 01 y caso 02.

Realizar las mediciones de potencia, factor de potencia, y todas las corrientes y

voltajes tanto de línea como de fase.

Va

riac.

R

S

T

r

s

t

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1V1

V2

V3

Ca

rga

FIGURA 3

8. Repetir solamente el caso 03, pero ahora deberá conectar los transformadores

monofásicos en:

Conexión trifásica D-d invirtiendo polaridad del secundario de manera que

los voltajes del primario y secundario estén desfasados 180° (Conexión Dd6).

Conexión trifásica en delta abierto ó conexión V.

Conexión trifásica Y-y (Figura 4) de manera que los voltajes del primario y

secundario estén en fase (Conexión Yy0).

Conexión trifásica Y-y invirtiendo polaridad del secundario de manera que

los voltajes del primario y secundario estén desfasados 180° (Conexión Yy6)

U

V

W

u

v

w

ACOPLAMIENTO Y Y

FIGURA N°4

IV. CUESTIONARIO

1. Presentar en forma tabulada, todas las lecturas de los instrumentos obtenidas en

los ensayos realizados, asimismo, determinar el circuito equivalente aproximado

de cada transformador, también indicar la forma como se determinó la polaridad

de cada transformador.

2. ¿Qué tipos de conexiones trifásicas de transformadores monofásicos existen?

¿para qué sirven?

3. ¿Se pueden obtener diferentes relaciones de transformación con un

transformador trifásico? ¿Y con un monofásico? Explícalo.

4. ¿Qué requisitos deben cumplir los transformadores monofásicos para formar la

conexión trifásica?

5. Si formamos un transformador trifásico a partir de tres transformadores

monofásicos iguales y lo alimentamos con un sistema trifásico equilibrado de

secuencia directa, ¿obtendremos a la salida siempre un sistema equilibrado

de tensiones de secuencia directa?.

6. Indique las ventajas y desventajas de los bancos monofásicos en conexión

trifásica respecto a los transformadores trifásicos.

7. ¿En qué casos es conveniente usar la conexión Yy y Dd?

8. ¿Qué diferencias relevantes se encontraron al trabajar con la conexión Yy0 y

Yy6?

9. ¿Qué diferencias relevantes se encontraron al trabajar con la conexión Dd0 y

Dd6?

10. Enumera algunas de las normas de seguridad a tener en cuenta en los ensayos de

transformadores.

11. En qué casos se utiliza la conexión Delta abierto?

12. Para las pruebas con carga y tomando como referencia los voltajes suministrados

por la red, las corrientes medidas por el amperímetro y el circuito equivalente

aproximado de cada transformador, plantear y resolver el circuito respectivo.

Determinar las potencias consumidas por cada carga y su respectivo factor de

potencia. Comparar los resultados obtenidos al resolver el circuito con los

medidos por los respectivos instrumentos (vatímetro y cosfímetro), indicar % de

error y las posibles causas de los mismos.

LABORATORIO Nº 05

PARTE A:

TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN PARALELO

1. OBJETIVOS:

Verificar el reparto de carga en dos transformadores de distinta tensión de

cortocircuito funcionando en paralelo.

2. EQUIPOS A UTILIZARSE:

2 Transformadores monofásicos de 1 KVA; 220/110 V

1 Transformador monofásico de 3 KVA; 220/110 V

1 Autotransformador variable (Variac); 220 V; 0-20 A

1 Multímetro digital

1 Amperímetro de pinza

1 Vatímetro monofásico

1 Banco de Focos Incandescentes de 1000 Watts

1 Motor Eléctrico de 220 voltios

3. PROCEDIMIENTO:

3.1.- Verificación de la polaridad de los transformadores.

FIGURA 1

Conectar los circuitos de acuerdo con las figura 1 y determinar las polaridades

y relación de transformación de c/u de los transformadores monofásicos de acuerdo

con el método de los 3 voltímetros y utilizando las siguientes ecuaciones:

a = V1 / V2

V12 = V1 + V2 la polaridad es aditiva

V12 = V1 - V2 la polaridad es sustractiva

Transformador

Serie No

V1

voltios

V2

voltios

V3

voltios

a = relación de

transformación

Polaridad Observaciones

3.2.- Regular el autotransformador (Variac) empezando de 0 voltios y aumentando

gradualmente hasta obtener la tensión, corriente y potencia de cortocircuito de

cada transformador conforme se muestra en la figura 2.

3.3.- Regular el autotransformador a un voltaje de 110 voltios y conectar los 2

transformadores monofásicos en paralelo de acuerdo con la figura 3, tomando

en cuenta la polaridad de c/u de ellos, se realizarán las pruebas para los

siguientes casos:

Conexión I : 02 transformadores de 1 KVA

Conexión II: 02 Transformadores: de 1 KVA y de 3 KVA

Medir la corriente suministrada por cada transformador y la corriente

consumida por la carga, para cada conexión la carga estará compuesta por:

Caso I: 01 banco de focos incandescentes de 1000 watts

Caso II: 01 Motor Eléctrico de 220 V

Caso III: Banco monofásico + Motor

AT1

T2

110V

220 V

220/110

220/110

FIG 3

ACARGA

A

L1 L2

L1 L2

4. CUESTIONARIO

4.1.- ¿Qué condiciones se deben cumplir para conectar dos ó más

transformadores monofásicos en paralelo?

4.2.- ¿Cuál será el reparto de carga si los transformadores tienen además su

relación de transformación distinta?

4.3.- ¿Se mantendrá el equilibrio entre las corrientes si se modifica el factor de

potencia de la carga?. Aplicar el caso de una carga a f.d.p. 0.8 inductivo.

4.4.- ¿Cuál es el factor de potencia del transformador 1 con respecto al

secundario si el f.d.p. de la carga es 0.85?

4.5.- ¿Qué sucedería si los transformadores se conectan en paralelo con la

polaridad opuesta?

4.6.- ¿Cómo es el reparto de carga en cada transformador? Elaborar un cuadro

con los resultados obtenidos en cada conexión y compararlo con los

resultados teóricos, indicando % de error. ¿Con que aproximación se

verificó el cálculo teórico del reparto de la carga?

Explicar las discrepancias.

5.- CONCLUSIONES

PARTE B TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS EN PARALELO

I. OBJETIVO:

Verificar el reparto de carga en dos transformadores trifásicos funcionando en

paralelo.

II. EQUIPOS A UTILIZARSE:

2 transformadores trifásicos secos de 5KVA; 220/380 V

1 Autotransformador trifásico

1 Vatímetro trifásico

1 multímetro digital

1 Amperímetro de pinza

1 Banco de focos incandescentes

1 Motor de 380 v

III. PROCEDIMIENTO

Conectar el circuito de la figura 3

L2L1 L3

220 V 380 V

L2L1 L3

Dyn5

Dyn5

A

A

A

Conectar los 2 transformadores trifásicos en paralelo de acuerdo con la

figura 3 teniendo en consideración la polaridad de c/u de ellos, medir la

corriente suministrada por cada transformador y la corriente consumida por la

carga, esta carga estará compuesta por:

Caso I: 01 banco de focos trifásico balanceado.

Caso II: 01 banco de focos trifásico desbalanceado

Caso III: 01 Motor Eléctrico de 380 V

Caso IV: Banco trifásico + Motor

Nota: Utilizar los parámetros de cortocircuito determinados en el laboratorio N° 3.

IV.- CUESTIONARIO

4.1.- ¿Qué condiciones se deben cumplir para conectar dos ó más transformadores

trifásicos en paralelo?

4.2 ¿Qué diferencias existen entre la conexión en paralelo de transformadores

monofásicos con respecto a los transformadores trifásicos?

4.3. ¿Cómo es el reparto de carga en cada transformador trifásico?. Elaborar un

cuadro con los resultados obtenidos y compararlo con los resultados teóricos,

indicando % de error. ¿Con que aproximación se verificó el cálculo teórico del

reparto de la carga? Explicar las discrepancias.

4,5 Tomando como referencia los voltajes suministrados por la red, las corrientes

medidas por el amperímetro y el circuito equivalente aproximado de cada



Comparar los resultados obtenidos al resolver el circuito con los medidos por



V.- CONCLUSIONES

LABORATORIO N° 06

EL AUTOTRANSFORMADOR MONOFÁSICO

I. Objetivos

Realizar la prueba de vacío y de cortocircuito en el Autotransformador

monofásico (1Ø) para determinar los parámetros del circuito equivalente del

autotransformador.


autotransformador.

Hallar el rendimiento del autotransformador.

Pronosticar el comportamiento del autotransformador monofásico bajo carga,



II. Equipos a Utilizar:

2 Autotransformadores variables con capacidad de 2KVA c/u.

1 Vatímetro monofásico.

1 Bobina L=112.86 m Hr; ri=13.2Ω; A=3.5 Amp.

1 Condensador de 20µF.

1 Elemento resistivo (Foco de 300 watts).


1 Juego de cables para Conexión.

1 Amperímetro de Pinza de 40 Amp.

III. Procedimiento

Verificar las características físicas del autotransformador monofásico, anotar sus

datos de placa e identificar sus partes principales, anotar Temperatura ambiente.

Medir y anotar las resistencias de los bobinados de los lados de alta y baja del

autotransformador.


Conectar los bornes de entrada del Autotransformador N° 2 (El que se va a

analizar) a la red de 220 voltios y regular su tensión de salida a un voltaje de 150

voltios.

Conectar los bornes de entrada del autotransformador N° 2 a la red de 220

voltios y dejando abiertos los bornes de salida del autotransformador 2, tomar la

lectura de los instrumentos de medición: tensión, corriente y potencia.

Conectar el Autotransformador N° 1 a la red de 220 voltios y regular su tensión

de salida a 220 voltios, luego conectarlo a los bornes de entrada del

autotransformador N° 2

Conectar el vatímetro digital entre los bornes de salida del Autotransformador

N° 1 y los bornes de entrada del autotransformador N° 2, luego cortocircuitando

los bornes de salida del autotransformador N° 2, regular el voltaje de salida del

autotransformador N° 1, de manera que circule la corriente nominal en el

primario del autotransformador N° 2, tomar la lectura de los instrumentos de

medición: tensión, corriente y potencia.

Sin modificar nada en el Autotransformador N° 2, realizar la prueba de carga,

para esto instalamos el vatímetro a la salida del Autotransformador (El que se

analiza), y a la salida de este conectamos primero la carga resistiva (foco),

segundo la carga capacitiva (condensador) y por último la carga inductiva, para

cada carga tomar las lecturas de los instrumentos de medición: tensión, corriente

y potencia.

Repetir los pasos anteriores cuando a la salida del Autotransformador N° 2 sea

110 voltios y después cuando sea 50 voltios.

IV CUESTIONARIO:

4.1 La relación de los valores tomados en las experiencias efectuadas.

4.2 Del ensayo de vacío trazar las curvas de factor de potencia Cos θo (%),

potencia consumida Po (W) y corriente en vacío Io (A) como funciones de la

tensión de alimentación, asimismo graficar la curva relación de

transformación.

4.3 Del ensayo de cortocircuito graficar a partir de las lecturas la potencia

consumida Pcc (W), la tensión de impedancia Vcc (V) y el factor de potencia

de cortocircuito Cos θcc (%) como funciones de la corriente de cortocircuito

Icc (A).

4.4 Utilizando los datos de las dos primeras pruebas hallar el circuito equivalente

exacto del autotransformador para condiciones nominales.

4.5 Con el circuito equivalente aproximado trazar el diagrama circular del

autotransformador, es decir, Va vs Ia.

220 V

AUTO TRASFORMADOR

MONOFASICO

VARIAC.

Monofasico

VATÍMETRO DIGITAL

MONOFÁSICO

LN

U

I

T

N° 1

N° 2

4.6 Con los datos del ensayo con carga a factor de potencia 1, graficar la curva

Va vs Ia, y compararlo con el gráfico encontrado en 4.5 Explicar las

diferencias.

4.7 Para las diversas cargas determinar la caída de tensión interna μ en % según

la expresión:

100(%)2

22 xV

VV

O

O

4.8 Calcular la regulación de tensión para carga nominal con Cos φ = 0.8

capacitivo.

Asimismo calcular la eficiencia del autotransformador para estas

condiciones:

)º75(22 CPPCosIV

CosIV

LONN

ANAN

4.9 Comparar las pérdidas en el cobre (I1N)2 RT(W) con las pérdidas de carga PL

(75ºC) dada por la expresión:

)75235(

)235())((

)235(

)75235(1

2

11

2

1)º75(

tRItP

tRIP NCCNCL

Donde:

I1N: Corriente nominal en el primario

Rt: Resistencia equivalente en el arrollamiento primario a tºC = R1t +a2 R2t

LABORATORIO N° 07

TRANSFORMADOR TRIFÁSICO EN ACEITE

I. Objetivos

Realizar la prueba de vacío y de cortocircuito en el transformador

trifásico (3Ø) en aceite para determinar los parámetros del circuito

equivalente del transformador.


transformador.

Hallar el rendimiento del transformador.

Familiarización con el transformador trifásico refrigerado con aceite,

relacionado a las formas de conexión posibles y diferencias entre ellas.

Identificación de bornes homólogos (igual polaridad relativa).

Pronosticar el comportamiento del transformador trifásico bajo carga,



II. Equipos a Utilizar:

1 Transformador trifásico Dy5; de 5 KVA, 460/220V.

1 Fuente DC y 1 resistor de 250 Ohms.

1 Autotransformador trifásico (Variac).



1 Amperímetros de pinza.

Carga Resistiva (Focos incandescentes).

06 Condensadores de 20 microfaradios.

01 Motor Eléctrico trifásico.

III. Procedimiento

Verificar las características físicas del transformador trifásico en aceite, anotar

sus datos de placa e identificar sus partes principales, anotar Temperatura

ambiente.

Medir y anotar las resistencias de los bobinados de los lados de alta y baja del

trasformador.


a) Medición de resistencia eléctrica en los arrollamientos



bobinado se encuentre a la temperatura ambiente y des energizado (al menos 4

horas).










b) Prueba de Relación de Transformación

Conectar el autotransformador (variac) al lado de baja tensión del transformador,




c) Prueba de Vacío

Armar el circuito que se muestra en la figura, conectar el lado de baja (220 V) al

autotransformador (Variac), el que a su vez debe estar alimentado con la energía

de la red y dejar abierto los bornes del lado de alta (440 voltios). Luego, insertar

en el lado de baja tensión (220 V) un vatímetro trifásico el cual nos dará

directamente las pérdidas totales en el fierro (PFe), para medir las corrientes en

cada fase usar la pinza amperimétrica y para medir los voltajes usar el

multímetro digital. Si utiliza el analizador de calidad conectarlo tal como se

muestra en la siguiente figura, y anotar la lectura de potencia, factor de potencia,

corrientes y voltajes.

Va

riac.

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1R

S

T

V1

V2

V3

r

s

t


anterior, se debe graduar el voltaje de salida del autotransformador de manera

que se obtengan en el lado de baja (220 V), 5 voltajes en un rango del 75% y

100% del voltaje nominal (medida por el multímetro), para cada caso anotar la

lectura de todos los instrumentos.

d) Prueba de Cortocircuito

Previamente se deben de calcular las corrientes nominales de alta y baja tensión

del transformador trifásico.

Con el circuito desenergizado, armar el circuito que se muestra en la figura,

conectar el lado de alta (440 V) al autotransformador (Variac), el que a su vez

debe estar alimentado con la energía de la red y dejar cortocircuitado los bornes

del lado de baja (220 voltios). Luego, insertar en el lado de baja tensión (220 V)

un vatímetro trifásico el cual nos dará directamente las pérdidas totales en el

cobre (Pcu), para medir las corrientes en cada fase usar la pinza amperimétrica y

para medir los voltajes usar el multímetro digital. Si utiliza el analizador de

calidad conectarlo tal como se muestra en la siguiente figura, y anotar la lectura

de potencia, factor de potencia, corrientes y voltajes.

Va

riac.

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1R

S

T

V1

V2

V3

r

s

t


anterior, hay que aplicar al lado de alta (440 V) una tensión reducida (empezar

de 0 voltios), graduando el voltaje de salida del autotransformador (Variac), de

manera de obtener en dicho lado la corriente nominal, luego, anotar la lectura de

los instrumentos.

Regular el voltaje de salida del Variac (empezar de 0 voltios) a fin de obtener 5

diferentes valores de corriente en un rango del 75 al 110% de la corriente

nominal (medida por el amperímetro de pinza), para cada caso anotar la lectura

de los instrumentos.

e) Prueba con Carga:

Retirar el Variac, luego, conectar directamente a la red el lado de baja del

transformador (lado 220 V) y a la carga el lado de alta del transformador (lado

440 V), finalmente, insertar el vatímetro ó analizador de calidad en el lado de

alta (440 V) mostrado esquemáticamente en la figura siguiente.

La carga eléctrica a conectar en el lado de alta tensión del transformador será:

Resistencias ó focos incandescentes iguales conectadas en delta y/o en

estrella.

Condensadores iguales conectados en delta y/o en estrella.

01 motor eléctrico trifásico de 440 voltios.

Nota: Tomar en cuenta que los focos incandescentes trabajan a 220 voltios, por

lo tanto el circuito debe adecuarse de tal manera de asegurar estos 220 Voltios

¿Qué cambios haría? Asimismo, en el caso de utilizar el neutro del

transformador, deberá utilizar el neutro del analizador de calidad.

Re

d2

20

V

R

S

T

r

s

t

ANALIZADOR

DE

CALIDAD

A3

A2

A1V1

V2

V3

Carg

a

- Se deben conectar las resistencias ó los focos incandescentes para obtener 4

diferentes % de la intensidad nominal secundaria, es decir, con diferentes

índices de carga a fin de evaluar posteriormente bajo que índice presenta una

mayor eficiencia. Para cada caso medir potencia, factor de potencia

consumida por la carga, asimismo, medir las corrientes y voltajes de línea y

de fase en el primario y secundario.

- Armar una carga trifásica desbalanceada que contenga focos incandescentes,

condensadores y 01 motor eléctrico, luego, medir potencia, factor de

potencia consumida por la carga, asimismo, medir las corrientes y voltajes de

línea y de fase en el primario y secundario.

IV. Cuestionario

Medición de Resistencia, Pruebas de vacío y cortocircuito:

1. Determinar los parámetros que representan el transformador real, las pérdidas en

el mismo y la eficiencia del transformador trifásico.

2. Del ensayo de vacío trazar las curvas del factor de potencia Cos θ (%); Potencia

consumida P0 (W) y corriente en vacío I0 (A) en función de la tensión de

alimentación.


consumida PCC (W), la tensión de la impedancia VCC (V) como funciones de la

corriente de cortocircuito ICC (A)

4. Calcular la regulación de tensión para una carga nominal con Cos θ = 0.91

inductivo. Asímismo calcular la eficiencia del transformador para estas

condiciones:


resistencias de los arrollamientos con el multímetro y con el método empleado?

¿Cuál es más confiable y por qué?


Pruebas del transformador, indicar % de error y explicar las posibles causas de la

diferencia.

Prueba con carga:

1) Explicar el significado de cada una de las características de placa de este tipo de

transformadores.

2) Describir cada una de las partes de este tipo de tranasformadores.

3) Detallar los usos de este tipo de transformadores.

4) Explicar la utilidad de los Taps en este tipo de transformadores.

5) Con los datos del ensayo con carga a factor de potencia 1, graficar la curva V vs

I.

6) Para las diversas cargas resistivas dispuestas, construir el circuito monofásico

equivalente y determinar: La regulación de tensión

7) La eficiencia del transformador para estas condiciones:

8) Comparar las pérdidas en el cobre con las pérdidas de carga

(75°C) dada por la expresión:

Donde:

9) Grafique la curva índice de carga vs. Rendimiento. ¿Qué puede notar?, Sustente

su repuesta y desarrolle la expresión analítica adecuada.

10) Elabore un diagrama fasorial total, tomando en cuenta los desfasajes entre fases

originados por el tipo de conexión usada.

11) Para las condiciones de la carga usada y en base a su análisis anterior, diga

usted si sería favorable usar otro tipo de conexión, de ser así indique cual sería y

que ventajas y desventajas obtendría respecto al caso ensayado.

12) Tomando como referencia los voltajes suministrados por la red, las corrientes

medidas por el amperímetro y el circuito equivalente aproximado del



Comparar los resultados obtenidos al resolver el circuito con los medidos por



LABORATORIO N° 08

BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS EN

CONEXIÓN Dy,Yd

I. OBJETIVOS:

Analizar y evaluar el comportamiento en forma experimental de las conexiones

tipo Dy e Yd de dos bancos trifasicos.

Realizar el ensayo de cortocircuito y de circuito abierto de un banco trifasico y

calcular el valor de sus parametros respectivamente.

Determinar el circuito equivalente y verificar el reparto de carga trifásica.

II. EQUIPOS A A UTILIZARSE:

1 autotransformador trifásico (Variac)

3 Transformadores monofasicos (220v-127v)

1 carga trifásica resistiva (Focos incandescentes) 220 voltios,

1 vatímetro trifásico (Analizado de Calidad)

1 vatímetro monofásico

1 amperímetro de pinza digital

1 multímetro digital

1 Motor eléctrico trifásico a 220 v

3 condensadores de igual capacidad.

III. PROCEDIMIENTO:

1. Verificar el funcionamiento correcto de los instrumentos de medida antes de

realizar los ensayos

2. Medicion de resistencias en corriente continua: Con la ayuda del multimetro

medir las resistencias en corriente continua de cada arrollamiento de los

transformadores a la temperatura de ambiente.

3. Verificar que la relación de transformación de cada transformador monofásico

sean del mismo valor.

4. Realizar la prueba de cortocircuito y de vacío de cada transformador

monofásico, asimismo determinar la polaridad (puntos homólogos) del primario

y secundario de cada transformador.

5. Verificar las relaciones de transformacion de cada transformador utilizado.

6. Implementar el circuito de la figura 1 para formar un banco trifasico en conexión

Dy luego medir en la salida las tensiones en cada fase del sistema y comprobar

con lo que se dice en la teoria.

7. Implementar el circuito de la figura 2 para formar un banco trifasico en conexión

Yd luego medir en la salida las tensiones en cada fase del sistema y comprobar

con la parte teorica.

1era Parte: Conexión Dy

FIGURA 1.

2da Parte: Conexión Yd

FIGURA 2.

3era Parte: Prueba de Vacio

Armar el circuito que se muestra en la Figura 3

Variar la tensión de alimentación del banco trifásico de 0 a 220 voltios en el lado Delta,

mientras el lado Y permanece en circuito abierto y tomar diferentes medidas

simultáneas de tensión, corriente y potencia.

D Y

U

V

W

AUTOTRAFOTRIFASICO

N

u

v

w

VA

TIM

ET

RO

V

A

FIGURA 3

4ta Parte: Prueba de Cortocircuito

Conectar el circuito de la figura 4 y utilizando el autotransformador trifásico alimentar

con tensión reducida del orden de 5-12% de la tensión nominal de

c/u de las fases, de tal manera que circulen las corrientes nominales del banco y tomar

diferentes medidas simultáneas de tensión, corriente y potencia.

V

A

AUTO TRAFO 3 Ø

VA

TIM

ET

RO

TR

IFA

SIC

O

U

V

W

u

v

w

A

FIGURA 4

5ta Parte: Prueba con carga

Implementar el sistema de la figura 5 y realizar las pruebas cuando la carga trifásica

está formada por:

Caso 01: 03 Lamparas incandescentes conectadas en delta y/o estrella.

Caso 02: 01 Motor eléctrico trifásico.

Caso 03: 03 Condensadores conectados en delta y/o estrella.

Caso 04: 01 Carga R-L-C desbalanceada en delta y/o estrella.

Realizar las mediciones de potencia, factor de potencia, y todas las corrientes y

voltajes tanto de línea como de fase.

FIGURA 5

IV. CUESTIONARIO

1. Elaborar para los circuitos de las figuras 1 y 2 , así como del ensayo con carga

el diagrama fasorial en cada secuencia de fases indicando las tensiones de linea,

de fase y corrientes obtenidas a partir de los cálculos.

2. Calcular a partir del ensayo de cortocircuito los parámetros a la temperatura

garantizada por norma tomando como tensiones de cortocircuito valores entre el

5-12% de la tension nominal y tabular estos valores en una tabla.

3. ¿Qué aplicaciones importantes tienen en este caso las conexiones tipo Dy e Yd ?

4. ¿Qué ventajas importante tiene la conformacion de un banco trifasico a partir de

transformadores monofasicos y dar un ejemplo aplicativo?

5. ¿Hay un cambio significante en los resultados si en nuestro sistema de

alimentación con carga despreciamos la corriente de excitación?

6. ¿Es correcto decir que el factor de potencia en el ensayo de vacío es igual a la

unidad? Fundamente su respuesta.

7. Del ensayo de cortocircuito elaborar una gráfica de las pérdidas que se producen

en los devanados vs la tensión de cortocircuito para puntos en el rango

establecido de (5-12%) del voltaje nominal e indicar para que tensiones se

producen más pérdidas.

8. ¿Por qué no es necesario calcular las pérdidas en el fierro determinadas en el

ensayo de vacío para la temperatura garantizada por norma?

9. Para el ensayo con carga ¿que influencia se tiene al trabajar con una carga con

factor de potencia: unitario, en adelanto y en atraso?.

10. Desarrollar el fundamento teórico para los tipos de conexiones a través de un

banco monofasico.

11. Tomando como referencia los voltajes suministrados por la red, las corrientes

medidas por el amperímetro y el circuito equivalente aproximado de cada



Comparar los resultados obtenidos al resolver el circuito con los medidos por los

respectivos instrumentos (vatímetro y cosfímetro), indicar % de error y las


GUÍA DE LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS ESTATICAS

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