UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA

MAQUINAS ELCTRICAS

LABOTARIO N 4

Transformador Monofsico

Operaciones en Serie / Paralelo y Combinado

Docente:

Ing. Guillermo EVANGELISTA ADRIANZN

Trujillo

15 de Mayo del 2014

1. OBJETIVO

Conocer los conceptos y formulaciones relacionados a un transformador monofsico en

cortocircuito, efectuar un ensayo y determinar los parmetros del mismo.

2. MARCO TERICO

2.1. Operacin en Serie

Esta operacin se efecta por lo general en transformadores de distribucin de voltaje

dual o en transformadores monofsicos con devanado secundario dividido en secciones.

Esto debido a que estos tipos de transformadores suministran energa elctrica a

aplicaciones industriales especficas como sistemas de distribucin, anuncios de nen,

laboratorios, hornos de induccin y subministro elctrico a reas residenciales.

2.2. Operacin en Paralelo

Cuando se requiere aumentar la corriente por razones de incremento en la carga o en la

tendencia de crecimiento de las empresas suministradoras, por lo general, a un

transformador existente se le conecta en paralelo otro u otros transformadores (Figura N

2.1), con esto se trata de:

Prevenir sobrecalentamientos debido a cargas excesivas

Operar a una eficiencia ptima

Modificar (cuando se requiere) el flujo de potencia reactiva en las lneas

asociadas.

Para que los transformadores puedan operar en paralelo, existen condiciones que se deben

cumplir:

Los transformadores deben tener igual relacin de transformacin

Las impedancias en porciento o en par unidad deben ser iguales

La relacin de a debe ser la misma en ambos transformadores.

Figura N 2.1. Conexin de transformadores en paralelo para alimentar una carga.

Se debe poner atencin particular a la polaridad de cada transformador, de manera que

los bornes con igual polaridad sean conectados juntos. Un error en la polaridad producira

un corto circuito tan pronto como el transformador sea excitado.

2.3. Identificacin de la Polaridad

Un transformador puede ser identificado por medio de puntos en las terminales del

primerio y secundario. Este tipo de marcacin se utiliza en transformadores de

instrumentos. Sin embargo, en transformadores de potencia, las terminales estn

designadas por los smbolos 1 y 2 para el devanado de alto voltaje y por 1 y 2 para

el devanado de bajo voltaje. Por convencin 1 y 1 tienen la misma polaridad.

2.3.1. Polaridad Aditiva

Un transformador tienen polaridad aditiva cuando el bobinado secundario est arrollado

en el mismo sentido que el bobinado primario (Figura N 2.2) (el borne 1 es

diagonalmente cruzado a 1). Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el

mismo sentido y se sumen.

Figura N 2.2. Polaridad aditiva.

2.3.2. Polaridad Sustractiva

Un transformador tiene polaridad sustractiva cuando el bobinado secundario est

arrollado en sentido opuesto al bobinado primario (Figura N 2.3) (el borne 1 est

adyacente o en lnea al borne 1). Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en

sentidos opuestos y se resten.

Figura N 2.3. Polaridad sustractiva.

2.3.3. Determinacin de Polaridad

La polaridad puede ser determinada mediante la implementacin del esquema mostrado

en la Figura N 2.4, el cual indica que se debe colocar un alambre de cierre o puente entre

los bornes del lado izquierdo del transformador y un voltmetro entre los bornes del lado

derecho del mismo, luego se debe aplicar al bobinado primario con un voltaje .

Figura N 2.3. Esquema para determinacin de polaridad.

Dada la lectura del voltmetro , los casos posibles son:

= | + |, transformador con polaridad aditiva.

= | |, transformador con polaridad sustractiva.

De otro lado, las recomendaciones de la NEMA (National Electrical Manufacturer

Association) para polaridad en transformadores, son las siguientes:

Transformadores menores de 200 KVA con voltaje nominales menores de 9

Kilovoltios, debern tener polaridad aditiva.

Transformadores fabricados arriba de 200 KVA deben tener polaridad sustractiva.

Transformadores con voltajes nominales arriba de 8660 V (9 Kilovoltios)

independientemente de su capacidad en KVA, debern tener polaridad sustractiva.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

3.1. Materiales

(2) Transformador monofsico 220/30V, 150VA

(1) Autotransformador variable de tensin 3NP1520B, 240V-50/60Hz, [0-280]V

(1) Alicate de corte

(1) Destornillador plano

(1) Cinta Aislante 3M 1000

Cables de conexin del tipo banana.

3.2. Equipos

(3) Multmetro Digital True RMS 179 (FLUKE).

(1) Multmetro Anlogo-Digital SO5127-1Z (LN).

4. PROCEDIMIENTO

a) Medir la resistencia en los bobinados del transformador.

= ______

= ______

b) Determinar las corrientes nominales de la placa de datos del transformador (capacidad

y tensiones).

= ______ A

= ______ A

c) Con base al ensayo de vaco, anotar el valor de relacin de transformacin ().

= ______

d) Realizar el montaje de elementos segn la Figura N 2.2.

e) Aplicar tensin de forma progresiva a travs del autotransformador variable hasta

conseguir en el bobinado primario o secundario la intensidad nominal (1 o 2).

f) Anotar el valor de los instrumentos en la Tabla N 4.1.

TABLA N 4.1: MEDIDAS EXPERIMENTALES

1 [A] [V] [W] [VA] cos 2 [A]

g) Completar los parmetros de ensayo en la Tabla N 4.2, calculndolos a partir de los

datos de la Tabla N 4.1.

TABLA N 4.2: PARMETROS DE ENSAYO EN CORTOCIRCUITO

[W] [] [A] cos [] [] % % %

5. RESULTADOS

Cotejar los datos experimentales y calculados en la Tabla N 4.3, graficar tendencias y

evaluar errores.

6. CONCLUSIONES

Conclusin 1

Conclusin 2

Conclusin 3

7. CUESTIONARIO

Cules son los transformadores de instrumentos, en qu se diferencian a los

transformadores de potencia?

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Efecte una pesquisa sobre el NEMA y sus estndares para transformadores,

elabore un listado y descripcin de los mismos.

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Cules seran las razones para colocar transformadores en serie?

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Cules seran las razones para efectuar una operacin de transformadores en

paralelo?

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Cules son las condiciones de operacin de transformadores en paralelo?

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8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

8.1. Libros, artculos y revistas

G. Enrquez Harper, Mquinas Elctricas, Limusa, Mxico, 2012, pp.323-

366.

J. Fraile Mora, Mquinas Elctricas, 5ta Edicin, McGraw-Hill, Espaa,

2003, pp.227-230.

T. Wildi, Mquinas Elctricas y Sistemas de Potencia, 6ta Edicin, Pearson

Prentice Hall, Mxico, 2007, pp.197-225.

Irving L. Kosow, Mquinas Elctricas y Transformadores, 2da Edicin,

Prentice-Hall, 1993, pp.609-611.

8.2. Enlaces web