PREINFORME DE MAQUINAS AC

1. PRUEBAS BÁSICAS DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
PREINFORME # 2
CRISTIAN ANDRES MEJIA AVENDAÑO
FABIAN ALBERTO TAVERA
LUÍS EFRÉN AYALA QUINTERO
FERNANDO ALONSO ECHEVERRI VELÁSQUEZ
LABORATORIO DE MAQUINAS DE A.C.
PROFESOR:
LUIS MARTIN DAVID
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
MEDELLÍN
2012

2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Realizar las pruebas eléctricas básicas del transformador monofásico.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Saber cuáles son las pruebas eléctricas básicas que permiten
determinar el estado de funcionamiento de un transformador, tales
como: medición de aislamiento, prueba de vacío y prueba de polaridad.
Reconocer la importancia y la información que se obtiene en la
realización de algunas pruebas del transformador.
Hacer las curvas teóricas de regulación y eficiencia del transformador.
Conocer el funcionamiento del transformador con carga.
Corroborar algunos datos reales de regulación y eficiencia del
transformador.

3. Normas sobre prueba de rutina:
NORMA NTC OBJETO
316 Prueba de calentamiento de transformadores (ANSI C57, 12.90 E
IEC 76)
317 Definiciones sobre transformadores (IEC 76)375 Medida de la
resistencia de los devanados (IEC 76)
380 Pruebas eléctricas a transformadores (IEC 76 y BS 171)
471 Relación de transformación. Verificación de la polaridad y relación
de fase
532 Aptitud para soportar el cortocircuito (ANSI C 52.12.00)
618 Placa de características.
La curva es útil para establecer las perdidas por histéresis que se presenta en
los núcleos de los transformadores, ya que estos están constituidos por
material ferro magnético; también sirve para determinar los puntos de
saturación del material.
Para obtener esta curva de magnetización, se suministra corriente a la bobina
desde cero hasta cierto valor máximo; a medida que se incrementa la corriente,
aumenta el campo magnético, produciendo una inclinación bastante
pronunciada en el inicio de la curva.

4. A medida que se continúa con el incremento de la corriente la curva se va
suavizando, debido a que el incremento B se vuelve casi constante, esto se
debe a que el material llega al punto de saturación.
Luego se disminuye la corriente, por lo que tanto B como H disminuyen de sus
valores máximos, formando una nueva curva, diferente a la inicial; esto debido
a que el material queda con un campo remanente. Conforme la corriente se
siga disminuyendo, los valores de B y de H seguirán disminuyendo hasta
alcanzar los valores mínimos de saturación; es decir que B= - Bmax y H = -
Hmax.
Relación de transformación del transformador
Si se conecta una carga al secundario del transformador, el voltaje inducido Eg
hace que circule una corriente I2 en el devanado secundario.
Debido a la circulación de corrientes, se tiene en el devanado secundario una
fuerza magnetomotriz (FMM) N2 I2 opuesta a la del primario N1 I1.
Es conveniente recordar que el voltaje inducido en el primario E1 es siempre
directamente proporcional al flujo 0 y también es igual al voltaje aplicado V1,
considerando como antes, todos estos valores como eficaces. Dado que el
voltaje aplicado no cambia, el flujo en el núcleo debe ser constante, cualquier
incremento en la corriente secundaria, será balanceado por un incremento en
la corriente primaria, de manera que el flujo de energización producido por la
corriente en el primario tendrá un valor efectivo constante durante la operación
del transformador.
El megger:
El megger se utiliza para verificar que los aislamientos del transformador bajo
prueba cumplen con la resistencia mínima soportable bajo la operación a la que
serán sometidos, así como de comprobar la no inadecuada conexión entre sus
devanados y tierra para avalar un buen diseño del producto y que no existan
defectos en el mismo.
El significado de la resistencia de aislamiento generalmente requiere de cierta
interpretación y depende básicamente del diseño, sequedad y limpieza de los
aislantes que envuelven al transformador. El procedimiento de prueba para la
medición de la resistencia de aislamiento de un transformador está descrito en
la norma IEEE C57.12.90 y contiene básicamente los siguientes puntos claves:
La temperatura de los devanados y del líquido aislante deben estar
cercanos a 20° C.
Todos los devanados deben estar inmersos en el mismo líquido aislante.
Todos los devanados deben de estar cortocircuitados.

5. Todas las boquillas del transformador deben estar en su lugar.
Prueba de vacío
La prueba de vacío y corto circuito se hace con el fin de conocer pérdidas y
corrientes de vacío. Es importante conocer estos datos del transformador
desde su construcción o después de su reparación, primero para compararlos
con los exigidos por las normas y para saber si el transformador cumple alguna
de ellas; segundo para compararlos con, los obtenidos en mantenimientos
posteriores que se le realicen.
La prueba en vacío tiene el fin de determinar la corriente en vacío (I0), la
potencia P y el factor de potencia .
Medidas directas
Tensión nominal del primario
Tensión nominal del secundario
Corriente de vacío
Potencia en vacío
Medidas indirectas
Relación de transformación
Pérdidas en el hierro
Factor de potencia en vacío
Componente activa o de pérdidas
Componente reactiva o magnetizante
Impedancia de vacío

6. Resistencia de vacío
Reactancia de vacío
Prueba de cortocircuito
La prueba de corto circuito se efectúa poniendo uno de los dos bobinados en
corto circuito, alimentando el otro con una tensión regulable desde cero, hasta
alcanzar el valor de la corriente nominal del bobinado mismo.
La tensión que se exige con tal fin puede ser de la orden del 4 al 10% de la Vn
del bobinado donde se efectúa la alimentación; tal tensión es definida tensión
de corto circuito del transformador.
En esta prueba, la entera potencia absorbida corresponde a las solas pérdidas
del cobre de los dos bobinados, ya que dada la baja tensión aplicada (en la
prueba con corto circuito del transformador), la corriente magnetizante, el flujo
en el núcleo y las consecuentes pérdidas no se deben considerar. En tales
condiciones se determina la resistencia equivalente del transformador.
A su vez se podrán entonces determinar las variaciones de la tensión
secundaria que se verifican en el paso de vacío a carga del transformador
mismo. También en esa prueba es indiferente alimentar el bobinado primario o
secundario. En el acto práctico es necesario tener presente que es oportuno
que las corrientes en juego alcancen el valor nominal de plena carga tanto en el
lado del bobinado de alimentación y en el otro cerrado con corto circuito. El
primer valor servirá para la elección de los instrumentos, mientras el segundo
para la elección de la sección de los cabes para usarse en las conexiones con
corto circuito.
Medidas directas
Tensión de cortocircuito
Intensidad nominal del primario
Intensidad nominal del secundario
Potencia en cortocircuito
Medidas indirectas

7. Relación de transformación
Tensión de cortocircuito en %
Factor de potencia en cortocircuito
Impedancia de c.c.
Resistencia de c.c.
Reactancia de c.c.
Prueba de polaridad
Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan en
el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, según el criterio
del fabricante. Debido a esto, podría ser que la intensidad de corriente en la
bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en
sentido opuesto.
Para determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los
terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un voltímetro entre
los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado
primario con un valor de voltaje (Vx). Ver el diagrama. Si la lectura del
voltímetro es mayor que Vx el transformador es aditivo o si es menor el
transformador es sustractivo.
Curva de regulación de un transformador
Para obtener las curvas de regulación de voltaje tenemos que hallar la
regulación para las diferentes potencias (de 0 a 500KVA) con un factor de
potencia dado, luego lo graficamos y se haría lo mismo para un factor de
potencia diferente. Obteniendo así las curvas de regulación de un trafo con
diferentes factores de potencia ante la variación de la carga.
regulacion de voltaje contra carga
12
fp=1
10 fp=0.95atraso
fp=0.95adelanto
fp=0.9atraso
8 fp=adelanto
regulacion de voltaje(%)
0.85atraso
0.85adelanto
6
4
2

8. Forma típica de la curva de eficiencia de un transformador con carga para
diferentes factores de potencia. Cómo se obtienen estas curvas?
Pout Pc arg a
100 % 100 %
Pin Pc arg a Pcu Po
2 2 2 2
Pcu I 2 Re I 1 Re I 1 R1 I 2 R2
Pc arg a V 2 I 2 Cos
Eficiencia del transformador en funcion de la carga
100
90
X: 1.5e+005
80 Y: 88.72
70
60
Eficiencia(%)
50
40
fp=0.95atraso
30 fp=0.95adelanto
fp=1
20 0.9atraso
0.9adelanto
10 0.85atraso
0.85adelanto
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Carga(VA) 5
x 10
Establezca un procedimiento para realizar y requerir los equipos necesarios
para realizar las pruebas de polaridad, vacío, cortocircuito y carga. realice los
esquemas de conexiones y las tablas donde va a tomar los resultados de las
pruebas