Universidad Nacional“San Luis Gonzaga”

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

Curso: Laboratorio de Maquinas Eléctricas I

Tema: Mediciones de Potencia, Corriente y Voltaje

Informe: N° 01

Escuela Profesional: Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Fecha de la experiencia: 18/04/12

Fecha de entrega del informe: 24/04/12

Docente: Carlos Wilfredo Oré Huarcaya

Estudiante: Peña Lengua César

Ciclo: VI ME-02

Grupo: “C”

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OBJETIVOS:

Comprobar el funcionamiento de un transformador monofásico y su utilización

Aprender como conectar los devanados del transformador

Aprender a utilizar el vatímetro

Verificar los datos de la placa del transformador

MARCO TEÓRICO:

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TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

Los transformadores son máquinas eléctricas estáticas que permiten modificar los valores de voltaje y corriente con el fin de que éstos tomen los valores más adecuados para el transporte y distribución de la energía eléctrica. Como su nombre lo dice sirven para transformar la energía que viaja por líneas de alta, media y baja tensión, por las subestaciones distribuyéndola por las ciudades.

Partes de un Transformador de Potencia

Bobinado de alta tensión:

Es un bobinado de alambre de cobre aislado, de poca sección transversal (es más delgado), construido para recibir o entregar la tensión mayor nominal del transformador.

Bobinado de baja tensión:

Es un bobinado de alambre de cobre aislado, de mayor sección transversal (es más grueso), construido para recibir o entregar la tensión menor nominal del transformador.

Cuando el transformador está instalado, al bobinado que está conectado a la fuente se le denomina primario y el bobinado que está conectado a la carga, se le denomina secundario.

Núcleo:

Construido con chapas magnéticas con alta proporción de silicio (4%), grano orientado y pérdidas por histéresis muy bajas, las cuales tienen por un lado un aislamiento impregnado en el proceso metalúrgico.

Sección transversal de un transformador

Esquema muy simplificado de un transformador de los denominados monofásicos. En la parte izquierda de la figura se puede ver la bobina o arrollamiento primario, y en la derecha el secundario. En el caso que se muestra, el transformador está funcionando sin carga, esto es, sin ningún dispositivo consumidor de electricidad conectado al secundario. En esas condiciones, la proporción entre los voltajes o tensiones U corresponde a la proporción entre los números de espiras N, cumpliéndose la relación U1/U2 = N1/N2.

Mencionaremos algunos tipos de transformadores:

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Transformador de distribución:

Descripción:

Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:

Se fabrican en potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kVA y tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV. Se construyen en otras tensiones primarias según especificaciones particulares del cliente. Se proveen en frecuencias de 50-60 Hz.

Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi

Descripción:

Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, en lugares donde los espacios reducidos y los requerimientos de seguridad. Son de aplicación en grandes edificios, hospitales, industrias, minería, grandes centros comerciales.

Características Generales:

Su principal característica es que son refrigerados en aire con aislación clase F, utilizándose resina epoxi como medio de protección de los arrollamientos, siendo innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA,tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformadores Herméticos de Llenado Integral:

Descripción:

Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en lugares donde los

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espacios son reducidos. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:

Su principal característica es que al no llevar tanque de expansión de aceite no necesita mantenimiento. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformadores Rurales

Descripción:

Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV.En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como alternativa 3 monofásicos.

Transformadores SubterráneosAplicaciones

Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.

Características

Potencia: 150 a 2000KVAAlta Tensión: 15 o 24,2KVBaja Tensión: 216,5/125;220/127;380/220;400/231V

EXPERIENCIA N°01

1. DEFINICIÓN Y DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS ELÉCTRICOS EN EL

TRANSFORMADOR

Potencia: Es la cantidad de energía eléctrica o trabajo que se transporta o que se consume en una determinada unidad de tiempoes decir, la cantidad de energía entregada o absorbida

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por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Voltaje primario: Es la tensión en el devanado primario ó voltaje de entrada.

Voltaje secundario: Es la tensión en el devanado secundario ó voltaje de salida.

Corriente primaria: Es la corriente que fluye en el devanado primario.

Corriente secundaria: Es la corriente que fluye en el devanado secundario.

Polaridad sustractiva: Es cuando el transformador esta conectado y excitado, el voltímetro indica la diferencia entre las tensiones primarias y secundarias.

Factor de potencia: Se define factor de potencia, como la relación entre la potencia activa P, y la potencia aparente S.

Clase de Aislamiento F: Son clasificados por la norma NEMA, de acuerda a las temperaturas máximas de funcionamiento admisible.

Frecuencia: Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico, según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz).

Altitud: Implica el nivel máximo en metros de altitud la cual puede funcionar bien el transformador con las características indicadas en la placa.

Nivel de Aislamiento: Significa el voltaje máximo de impulso.

1.1 PLACA DE CARACTERISTICAS DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

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1.2 MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA EXPERIENCIA:

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Regulador de Tensión de Inducción

Modulo N° 01 - Modulo de Pruebas de Máquinas Eléctricas

Cables GPT N 16 con bananas

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Multitester Digital

Un Transformador monofásico

Vatímetro

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Resistencias - Luminarias

2. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA:

2.1 Primero: Encendemos el Regulador de tensión y utilizando el módulo N01, regulamos a

220v para alimentar con la tensión nominal primaria los bornes (H1, H2).

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2.2 Segundo: Alimentamos los bornes (X1, X2) del transformador con tensión nominal secundaria, con ayuda del Multitester procedemos a medir.

Obteniéndose los siguientes resultados:

220.8 Voltios

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Vh1-h2

Vx1-x2113.2 Voltios

3. Luego utilizaremos el otro instrumento de medición(Vatímetro), para conectarlo con el transformador y la resistencia (luminaria 1) en paralelo, obteniéndose una medición de Potencia, corriente y voltaje

Obteniendose los siguientes datos:

Voltaje 112.1 V

Corriente 0.797 A

Potencia 89.3 W

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3.1 A este circuito le agregaremos una segunda resistencia (luminaria 2) en paralelo, obteniéndose otra nueva medición de potencia, corriente y voltaje.

Voltaje 111.5 V

Corriente 1.599 A

Potencia 178.3 W

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CONCLUSIONES:

Verificamos mediante las mediciones el funcionamiento y los datos de la placa transformador. Llegamos a comprobar que hubo un aumento de potencia activa, cuando realizamos la

experiencia primero con una resistencia y luego cuando se utilizaron las dos resistencias.