LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS IPRACTICA 2

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERBUCARAMANGA

2011

PRUEBAS PRELIMINARES DEL TRANSFORMADOR MONOFASICO

Equipo utilizado:

Reóstato Multimetro Equipo de medición Megger

Esquema de Conexiones:

Identificación de Bornes

Prueba de Polaridad

Relación de transformación

Resistencia de devanados

Resistencia de Aislamiento

PRUEBA DE CONTINUIDAD

Utilizando un multimetro digital se midió la continuidad de la corriente entre los terminales del transformador monofásico bidevanado. En dicha prueba se obtuvo una señal auditiva que verifico la continuidad del devanado ya sea del alta o de baja tensión.Se realizo la prueba de continuidad entre los cuatro terminales del transformador en forma aleatoria, obtenido de esta forma los dos terminales de cada devanado identificados como H1, H2 para el lado de 440V (A.T) y X1, X2 para el lado de 220V (B.T).

Conexión prueba de continuidad

PRUEBA DE POLARIDA

H1 X1 (-)

H2 X2

H1 X2 (+)

H2 X2

Después de haber identificado los extremos de las bobinas mediante la prueba de continuidad, se determino la polaridad usando un multimetro y una fuente de tensión de (c.a). adecuada (de tensión nominal o inferior) uniendo un conector físico entre un extremo de B.T y A.T midiendo los extremos no conectados de B.T y A.T, se obtuvieron distintos valores de tención positivos y negativos para las diferentes conexiones del cable físico entre las terminales de B.T y A.T.

Conexión prueba de Polaridad

RELACION DE TRANSFORMACION

Para determinar la relación de transformación del transformador monofásico bidevanado procedimos de la siguiente forma: Excitamos mediante un reostato el devanado de alta tensión del transformador (con el fin de evitar grandes valor de tensión en el otro devanado), con valores de tensión entre 80 y 220 V variando en 80 V cada medición. Para obtener estas mediciones de tensión en los dos devanados, se conecto un multimetro digital en paralelo con el reóstato (fuente excitación del devanado de alta tensión) y otro multimetro digital entre los terminales del devanado de baja tensión.

Conexión Prueba de relación de transformación

En el desarrollo de esta prueba se obtuvieron los siguientes datos experimentales:

V fuente [V] V Baja [V] V alta [V] Relación

80,1 79.9 159 0.50

160 159.4 317.8 0.501

220 219 441 0.496

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ENTRE DEVANADOS

Utilizando nuevamente un megger digital en la escala de MΩ, se midió la resistencia de aislamiento entre un terminal del devanado de alta tensión (440 V) y un terminal del devanado de baja tensión (220 V).

Conexión Prueba de resistencia de aislamientos entre devanados-

Para esta prueba se obtuvieron los siguientes datos:

Resistencia de aislamiento entre devanados altos: 1.70 [Ω]Resistencia de aislamiento entre devanados bajos: 0.78[Ω]

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO DEVANADO-CARCAZA

Para medir la resistencia de aislamiento devanado-carcaza se utilizo un Megger digital en la escala de los MΩ. En esta prueba se conecto uno de los terminales de cada devanado (220 y 440 respectivamente) y la carcaza del transformador con el megger. Este valor de resistencia de aislamiento debe ser considerablemente grande debido a que esta proporciona cierta seguridad a la hora de manipular dicho transformador y reduce las pérdidas de corriente de fuga, lo cual nos garantiza un correcto funcionamiento y rendimiento del transformador.

Conexión Resistencia de aislamiento devanado-carcaza.

En esta prueba se obtuvieron los siguientes datos para cada devanado:

Tensión Nominal R. devanado-carcaza [MΩ]Baja vs masa [V] 75,3

Altas vs masa [V] 100

PRUEBAS DE CIRCUITO ABIERTO Y CORTO CIRCUITO EN TRANSFORMADORES MONOFASICOS

Equipo utilizado:

Reóstato Multimetro Wattmetro Amperimetro CT

Esquema de Conexiones:

PRUEBA DE VACÍO

Prueba de vacio

PRUEBA DE CORTO CIRCUITO

Prueba de corto circuito

PRUEBAS DE CIRCUITO ABIERTO Y CORTO CIRCUITO EN TRANSFORMADORES MONOFASICOS

Para obtener el circuito equivalente, utilizaremos los datos obtenidos para la prueba de vacío y corto en el transformador monofásico.

PRUEBA DE VACÍO

Esta prueba consistió en excitar con una fuente de AC y utilizando los instrumentos de medición (amperímetro, voltímetro y wattmetro), ubicados en el lado de baja tensión se obtuvieron los siguientes datos:

Ip= 1.5 [A]

VNP = 220.5 [V]

P= 15[W]

Estos valores de corriente, tensión nominal y potencia activa están referidos al lado de baja tensión.

Rcl=Voc2

Poc=

( [220.5 ] )2

[15 ]=14.7 [Ω ]

Soc=Voc∗Ioc=[1.5 ]∗[220.5 ]=330.75W

Qoc=√Soc2−Poc2=√(330.75 )2−( [15 ] )2=330.4 [VAr ]

Xml=Voc2

Qoc=

([220.5 ])2

[330.4 ]=147.16 [Ω]

Rcl es la Resistencia de perdidas en el núcleo, Qoc es la potencia reactiva en la reactancia de magnetización y Xml es la reactancia de magnetización observados desde el lado de baja tensión.

Referimos los valores de Rcl y Xml al lado de alta tensión:

Rcla=( 1n)2

∗Rcl=3.675[KΩ]

Xmla=( 1n)2

∗Xml=36.79 [Ω ]

PRUEBA DE CORTO

Esta prueba consistió en excitar con una fuente de AC y utilizando los instrumentos de medición (amperímetro, voltímetro, vatímetro y transformador de corriente CT), ubicados en el lado de alta tensión se obtuvieron los siguientes datos:

INP= 1.5 [A]

VP = 14.18[V]

P= 40 [W]

Estos valores de corriente nominal, tensión y potencia activa están referidos al lado de alta tensión. Debe de tenerse en cuenta que debido a que algunos instrumentos de medida solo soportan una corriente máxima de 2(A), se debió utilizar un CT para obtener una reducción de 8/2[A]. Por consiguiente los valores de Inp y Vp se multiplicaran por la relación de transformación.

Reh= PscIsc2

=[40 ]( [6 ] )2

=1.11 [Ω ]

Soc=Voc∗Ioc=[6 ]∗[56.72 ]=340.32W

Qsc=√Soc2−Poc2=√ (340.32 )2−( [40 ])2=337.96 [VAr ]

Xeh=QscIsc2

=[337.96 ]

( [6 ] )2=9.39 [Ω ]

Reh es la resistencia total de los dos devanados al lado de alta tensión y Xeh es la reactancia de dispersión total de los dos devanados al lado de alta tensión.

El circuito equivalente del transformador monofásico referido al lado de alta tensión es:

V 61 V a c0 V d c

R 91 . 7 1 6 k

R 1 0

1 . 2 7 7 4

L 1j2 . 7 0 6 6

L 2

j1 . 0 6 4 3 +

nV2

-

Circuito equivalente del transformador referido al lado de alta.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

Para un correcto rendimiento y funcionamiento de un transformador, este debe presentar alta resistencia entre devanados, a su vez alta resistencia entre los devanados con la carcasa, y la resistencia de cada devanado debe ser de pocos Ohm.

Las mediciones realizadas en las resistencias de los bobinados del transformador fueron bajas lo cual es lógico, ya que así las pérdidas en el transformador son mínimas, por lo tanto son características propias de su construcción, lo cual asegura menor perdida.

Las pruebas de continuidad y de resistencia de cada devanado nos permiten diferenciar el devanado de alta y baja tensión en un transformador monofásico bidevanado, y a su vez si este presenta más de dos derivaciones.

Realizadas la prueba de continuidad y de resistencia de aislamiento de devanados, se identificaron los bornes del transformador de la siguiente forma:

A mayor resistencia de aislamiento del devanado, menor será la corriente alterna que circulara por él y por tanto una mayor tensión se inducirá en el devanado.

A menor resistencia de aislamiento del devanado, mayor será la corriente alterna que circulara por él y por tanto una menor tensión se inducirá en el devanado.

Mayor resistencia de aislamiento de devanado: Devanado de Alta tensión.

Menor Resistencia de aislamiento de devanado: Devanado de Baja tensión.