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TEMA: ENSAYOS DEL TRANSFORMADORMONOFSICO CONECTADO COMOAUTOTRANSFORMADOR.
1. OBJETIVOSa) Determinar y comparar las prdidas de vaco (rama de
magnetizacin) del transformador y del autotransformador atravs del ensayo de vaco a tensin y frecuencia nominal.
b) Determinar y comparar las prdidas del cobre (impedancia decorto circuito) del transformador y del autotransformador a travsdel ensayo de corto circuito.
c) Vericar experimentalmente la potencia nominal transformador ydel autotransformador a travs del ensayo con carga nominal.
2. MATERIALES, INTRUMENTOS DE MEDICIN YEQUIPOS
os siguientes dispositivos! e"uipos! instrumentos y materiales ser#nnecesarios para la realizacin de la pr#ctica$
% &egulador de tensin monof#sica (variac) '' V! *
% +ransformador de potencia monof#sico$ '' V! %% V! ,-z. V*! V* % V*!
' *mpermetro de c.a. *! % *
' Voltmetro de c.a. de % V! V
% Vatmetro %*! %'/ *! '0 V! *! %'V/' *! '0 % 1recuencmetro de '' V
% 2icroo3mmetro 245 (o puente 63eastone)
% &estato o resistencia de %% 7! 8 *.
% 2ultitester para vericacin de circuitos
% 5it de cables 9exibles *6: %0 '. mm'
% +ermmetro de mercurio o digital
% &esistencia de carga seg;n potencia del autotransformador
3. PROCEDIMIENTO
%) * partir del transformador monof#sico de potencia se puede obtenerdos conguraciones de autotransformador como se observa en la g. %.Determine y compare las potencias nominales y las relaciones detransformacin
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1ig. % =onguraciones del autotransformadores a partir del conexionadodel transformador.
Con!"#$%&'n S(VA)
V1n(V)
V2n(V)
I1n(A)
I2n(A)
R*+$%&'n *-#$n/o#0$%
&'nT#$n/o#0$o# '' %% %.> .%8 'A"-o-#$n/o#0$
o# 1% '' 0.?? .%8 .,?
A"-o-#$n/o#0$o# 2
' %% 0.?? %.> .
') *ntes de congurar el autotransformador es necesario determinar lapolaridad de los devanados. 2ontar el circuito de la gura ' paraalimentar por el lado de %% V! marcar una de los extremos de la bobinacon punto ( *) y conectar al regulador de tensin de corriente alterna(c.a.).
1ig. ' 2onta@e del circuito de determinacin de polaridad de bobinado.
Ana vez vericado el monta@e del circuito por el instructor! energizar elcircuito con el regulador de tensin ca a@ustando la tensin 3asta llegar
al valor nominal de tensin del lado de B+. 2edir y registrar las lecturasde los instrumentos de mediacin de ca.
V%.CV'C. y VC
Ei el VC V%FV'! marcar a
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) Hnsayo de vaco.
=ongurar el transformador como autotransformador para la potencianominal mayor. 2ontar el circuito de la gura 0 para alimentar una delas bobinas! el lado deB+ conectar al regulador de tensin de corrientealterna (c.a.).
1ig. Hnsayo de vaco del autotransformador de potencia
Ana vez vericado el monta@e del circuito por el instructor! energizar elcircuito con el regulador de tensin c.a. a@ustando la tensin 3asta llegaral valor nominal de tensin del lado de B+. 2edir y registrar un @uegolectura de los instrumentos de mediacin de c.a. en la siguiente tabla.
Vo+-0*-#o 1(V)
A0*#0*-#o(A)
V$-0*-#o () Vo+-0*-#o 2(V)
'' .%0 %.' '
0) Hnsayo de corto circuito
2ontar el circuito de la gura 0 para alimentar por el lado de *+conectar al regulador de tensin de corriente alterna (c.a.). +enercuidado de utilizar instrumentos de medicin "ue soporten la capacidadde corriente nominal del bobinado.
1ig. 0 Hs"uema de conexiones del ensayo de corto circuito delautotransformador.
Ana vez vericado el monta@e del circuito por el instructor! energizar elcircuito con el regulador de tensin c.a. a@ustando el valor nominal de la
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corriente en el lado de *+. uego medir y registrar un @uego lecturas delos instrumentos de mediacin de c.a. en la siguiente tabla.
A0*#0*-#o1 (A)
Vo+-0*-#o(V)
V$-0*-#o () A0*#0*-#o2 (A)
.% %0 0.?
2edicin de resistencia de los devanados despus del ensayo de cortocircuito (temperatura ambiente). De acuerdo a los manuales delmicrmetro realizar las mediciones de la resistencia en corrientecontinua de cada uno de los bobinados. =alcular las resistencias en cdcorregidas a la temperatura de ?I=.
R*&-*n%&$*+ +$o *
$+-$-*n&'n $
14 5C
R*&-*n%&$*+ +$o *
6$7$-*n&'n $
14 5C
R*&-*n%&$*+ +$o *
$+-$-*n&'n $
895C
R*&-*n%&$*+ +$o *
6$7$-*n&'n $
89 5CR%1 (0) %>>. ?,.0 '00.>? ?,.'R%2 (0) %>>0.8 >? '00.%% ?%.??R%3 (0) %>>.> ,.8 '000.% ??,.88
) Hnsayo con carga del autotransformador$
De acuerdo a la potencia nominal como autotransformador y lacapacidad valor nominal de la corriente de la carga seleccionar losrestatos para conseguir las diferentes cargas.
C$#!$ SL (VA) VL (V) IL (A) RL ()1;;< % .' %089< ?8?. '.0 %?.9;< ' %., ',.'29< ','. .8 0%'.
ectura de los datos de la prueba ba@o carga resistiva$
2ontar el circuito de la gura para alimentar una de las bobinas! ellado de *+ conectar al regulador de tensin de corriente alterna (c.a.).+ener cuidado de utilizar instrumentos de medicin "ue soporten lacapacidad de corriente nominal del bobinado.
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Sn=2202.27
Sn=500VA
=omo autotransformador conectado en el lado de alta tensin$
Sn=Vn
Sn=3304.5454
Sn=1500VA
=omo autotransformador conectado en el lado de ba@a tensin$
Sn=Vn
Sn=3302.2727
Sn=750VA
?.2. D*-*#0&n* +o $#0*-#o * +$ #$0$ * 0$!n*-&$%&'n $$#- *+ *n$@o * $%o, #*&-*n%&$ ' %on"%-$n%&$ *#&$ @ #*$%-$n%&$ ("%*-$n%&$) * 0$!n*-&$%&'n.
=alculo de las corrientes$
I1=Sn
Vn
I1=350
220
I1=1.59A
I2= SnVn
I2=350
110
I2=3.18A
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Itotal=I1+I2
Itotal=4.77A
=alculamos
P=VoIcos
15.2=2200.14cos
=60.86
Hnsayo de vaco
Rpfe= Vo
Iocos ( )
Rpfe= 220
0.14cos (60.86)
Rpfe=3227.12
Xm= Vo
I1sen ()
Xm= 220
0.14sen (60.86)
Xm=1799.14
?.3. D*-*#0&n* +o $#0*-#o * +o 6o6&n$o *+$"-o-#$n/o#0$o# #*/*#&o $+ +$o * AT $ $#- *+ *n$@o *%o#-o %%"&-o %o##*!&o $ +$ 89 oC @ +$ #*$%-$n%&$ * &*#&'n.
Hnsayo de cortocircuito
=alculamos $
Pcc=Vcccos
14=53.1cos
=25.41
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&esistencia de cortocircuito
Rcc=Pcc
2
Rcc= 14
3.12
Rcc=1.46
&eactancia de cortocircuito
Zcc=Vcc
Zcc= 5
3.1
Zcc=1.61
Xeq=Zcc2Rcc2
Xeq=1.6121.462
Xeq=0.68
=orregimos los valores obtenidos a una temperatura de ?Ic
Rcc(75C)=1.79
Zcc=1.97
Xeq=1.32
?.?. P#**n-*, &6"7* *+ %%"&-o *"&$+*n-* $#o&0$o @ "$#0*-#o #**%-&o *+ $"-o-#$n/o#0$o# #*/*#&o $+ +$o* $+-$ -*n&'n.
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?.9. D*-*#0&n* +$ #*!"+$%&'n o %$$ * -*n&'n *+
$"-o-#$n/o#0$o# %on +o $#0*-#o *+ %%"&-o *"&$+*n-*G$#$ %$#!$ ** ;, 29
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U=2.271.46cos (0)
220100+
4.540.68sin (0 )220
100
U=1.51
4ara 'J
U=Rcccos ()
Vn100+
Xccsin ( )Vn
100
U=1.141.46cos (0)
220100+
4.540.68sin (0 )220
100
U=0.76
?.. D*-*#0&n* +$ #&$ *+ n%+*o @ +$ *#&$ *+%-#&%$$ -#$ *+ %%"&-o *"&$+*n-* *$%-o. D*-*#0&n* +$ o-*n%&$* %$#!$ #*&-&$ *n +$ %"$+ * #o"%* +$ 0&0$ *%&*n%&$ *+-#$n/o#0$o#.
?.8. Con +o $-o *+ *n$@o * %$#!$ #*&-&$ %o0+*-* +$
-$6+$ 1 !#$%$# +$ %"#$ * #*!"+$%&'n **#&0*n-$+ @%o0$#$# %on *+ !#$%o o6-*n&o $ &0"+$%&'n o * %+%"+o *n9.?.
?.4. Con +o $-o *+ *n$@o * %$#!$ #*&-&$ !#$%$# +$ %"#$* *%&*n%&$ $#$ +$ &/*#*n-* %$#!$ @ %o0$#$# %on *+!#$%o o6-*n&o $ &0"+$%&'n o * %+%"+o *n 9.?.
9. INVESTIKACIN COMPLEMENTARIA
9.1. In*-&!"* *n %on%*&on$#&$ * -#$n0&&'n @ *+ +"!$#on* * "-&+&$n $"-o-#$n/o#0$o#* -#&/&%o *n n"*-#o
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&-*0$ * o-*n%&$ &n-*#%on*%-$o, * " o-*n%&$ no0&n$+ @#*+$%&'n * -#$n/o#0$%&'n %on!"#$%&on* -#&/&%$ @ +$#&n%&$+* #$on* * " "o.
PROYECTO DE REFUERO DE LA LNEA DE TRANSMISINTINTAYASOCABAYA 22; V
Hn las alternativas para interconectar el sistema proyectado de '' KVcon el sistema existente de %8 KV se emplear#n autoGtransformadorestrif#sicos de ''L%8 KV. Hl grupo de conexin de los autoGtransformadores ser# en estrella (M)! neutro slidamente puesto a tierra!y tambin tendr#n! adem#s! un devanado terciario en ''.> KV conconexin en Delta (N)! con bornes accesibles! para compensacin dearmnicas.
os autoGtransformadores tendr#n! en principio! regulacin en vaco/ sinembargo su denicin deber# estar respaldada por los resultados de losestudios de preGoperatividad y de operatividad.
Ee prev "ue el sistema de refrigeracin del autoGtransformador debieraser con circulacin de aceite forzada y el aceite ser# refrigerado poragua (O161) con la nalidad de reducir dimensiones y pesos. osestudios deber#n determinar el sistema de refrigeracin y lascaractersticas tcnicas m#s adecuadas.
a capacidad de transformacin en EH +intaya Pueva ''L%8 KV ser#de %' 2V*.
T&o * -#$n/o#0$o#4ara la transformacin L'' KV deber#n emplearse autoGtransformadores. os autoGtransformadores deber#n cumplir con lasexigencias establecidas en el ac#pite c)! Piveles de +ensin y*islamiento.
Ee emplear#n bancos constituidos por unidades monof#sicas m#s unade reserva.
+ensin nominal! regulacin de tensin y grupo de conexin deautotransformadores monof#sicos.
+ensin primaria $ L Q KV
+ensin secundaria$ '' L Q KV (rango referencial).
+ensin terciaria sugerida$ ''!> KV! para compensacin dearmnicas. Hste valor es referencial! la Eociedad=oncesionaria deber# denir la tensin en la etapa de
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diseRo de las instalaciones y podr# emplearse paraalimentacin de cargas de los servicios auxiliares propios ya posibles servicios externos.
:rupo de conexin$
ado primario $ Hstrella (M)! neutro a tierra
ado Eecundario$ Hstrella (M)! neutro a tierra
ado terciario $ Delta (N)
No-$a Eociedad =oncesionaria deber# denir las tensiones nominales!el n;mero y rango de variacin de los taps! as como de los mecanismosde accionamiento y control de los transformadores! de conformidad a lo"ue sea denido y sustentado en el Hstudio de 4re operatividad. Demanera referencial se recomienda FLG %J en pasos de %J! ba@o carga.
4otencia nominal del banco de autotransformadores
4otencia nominal del banco de transformadoresmonof#sicos L'' KV en E.H. a PiRa L'' KV$ ,2V* en condiciones de operacin OP*1 '.
4otencia nominal del terciario$ Eer# denida por laEociedad =oncesionaria.
a potencia de cada unidad monof#sica deber# ser determinada por laEociedad =oncesionaria! teniendo en cuenta las facilidades detransporte e instalacin/ sin embargo deber# cumplirse con la potenciatotal especicada para los bancos de transformadores.
4rdidas
Ee deber# garantizar "ue los niveles de prdidas en losautotransformadores! para los siguientes niveles de carga permanente$%J! ?J! y J de la operacin del sistema.
os valores garantizados deber#n cumplir con lo establecido en la normaSH= ,? o su e"uivalente *PESLSHHH.
9.2. In*-&!"* "* %on&*#$%&on* #&n%&$+* * *6* -*n*# *n%"*n-$ *n +$ #o-*%%&'n * +o $"-o-#$n/o#0$o#* * o-*n%&$-#&&%o.
a) Ana falla en el aislamiento de los devanados de unautotransformador puede producir "ue la carga "uede expuesta arecibir plena tensin (la de la fuente). Ee debe tener en cuenta
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esta situacin al decidir utilizar un autotransformador para unadeterminada aplicacin.
b) Hn sistemas de transmisin de energa elctrica! losautotransformadores tienen la desventa@a de no ltrar el contenidoarmnico de las corrientes y de actuar como otra fuente de
corrientes de falla a tierra. Ein embargo! existe una conexinespecial Gllamada
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+uvimos "ue calcular los datos para el transformador de V*.
*l momento de medir la potencia tuvimos "ue cambiar de
vatmetro debido a "ue este no tena la escala suciente. Observamos "ue para la conexin del autotransformador in9uye
en su potencia el tipo de conexin! ya sea en el primario o en el
secundario.
8. BIBLIOKRAFIA
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3ttp$LL3tml.rincondelvago.comLproteccionGdeGtransformadoresGyG
generadores.3tml 3ttp$LLWWW.monograas.comLtraba@os>LautotransformadoresLauto
transformadores.s3tml
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