informe

1. Formación básica profesional.Área(Eléctrica– Electrónica)
Máquinas eléctricas II
54020805-01
Practica de laboratorio 1. CONOCIMIENTO Y
MEDIDAS PRELIMINARES DE
TRANSFORMADORES
Jhon Edisson Gómez Sanabria (jhonedisson.gomez@uptc.edu.co
Abstrac—. During the test of knowledge of preliminary
measures, the operation and behavior of the coils of the
single-phase transformers are exposed, as well as their
possible connections between terminals and insulation
between them, as well as the determination of the polarities
between the windings and also the behavior of the power in
the short circuit and open circuit tests.
Resumen—durante el ensayo de conocimiento de medidas
preliminares se expone el funcionamiento y comportamiento
de las bobinas de los transformadores monofásicos, además
de sus posibles conexiones entre bornes y aislamientos entre
ellos, además de la determinación de las polaridades entre los
devanados y del también el comportamiento de la potencia
en los ensayos de cortocircuito y circuito abierto.
Índice de Términos— Transformador, bornes , Bobinas
de Alta, Bobinas de Baja.
I. INTRODUCCIÓN
El transformador es un aparato estático, de inducción
electromagnética, destinado a transformar un sistema de
corrientes alternas en uno o más sistemas de corrientes
alternas de igual frecuencia y de intensidad y tensión
generalmente diferentes.
Antes de la conexión del transformador a la red se deben
conocer tanto sus características eléctricas como sus
características físicas. En esta práctica se determinarán
algunas de las características eléctricas y las características
físicas necesarias para desarrollar las practicas posteriores.
II. OBJETIVOS
 Medir el aislamiento de los bornes del
transformador dado con respecto a masa
 Determinar las conexiones internas del
transformador, mediante medición de continuidades
y resistencias entre los bornes
 Identificar los devanados de alta y baja tensión
 Determinar la relación y las polaridades relativas de
los devanados
III. MARCO TEORICO
los transformadores se basan en el fenómeno de la
inducción electromagnética, por medio de un flujo que se
induce en el embobinado primario y es abrazado por el
embobinado secundario
El transformador consta de un embobinado de alta denotado
por la letra H y un embobinado de baja denotado por la letra
X.
IDENTIFICACION DE BORNES
Para identificar la polaridad de los bornes se realizan pruebas
de continuidad entre los terminales del transformador, esto
se realiza por medio del megger, una forma de saber si la
polaridad es correcta es si al dar vuelta a la manivela esta gira
sin esfuerzo. Igualmente se mide resistencia y se determina
cual es el devanado de baja y alta tensión.
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
El aislamiento de alta tensión, en cualquier tipo de equipo,se
representa como dos electrodos separados por un material
aislante. Por ejemplo, para el caso de un cable, el electrodo
de alta tensión es el conductor que lleva la corriente y el
electrodo de tierra es el blindaje del propio cable.
Figura 1: representación resistencia de aislamiento
Para el caso de los transformadores, cada devanado forma un
electrodo y existe una combinación de conexiones para ir
probando los diferentes aislamientos. [1]
La resistencia de aislamiento es de orden de los MΩ, para
evitar fugas considerables de corriente. Ya que estas fugas
causan sobrecalentamiento, perdidas de rendimiento e
incluso fallas de cortocircuito; afectando la seguridad y la

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continuidad en el funcionamiento del transformador. Se
puede establecer que la resistencia de aislamiento es
satisfactoria si es superior o igual a 1 [KΩ] por voltio.
Para determinar la resistencia de aislamiento se puede
utilizar un megger de lectura directa o una fuente de continua
con un voltímetro de bobina móvil de alta resistencia interna
y se determina con la siguiente expresión:
𝑅𝑣(𝑉
𝑠 − 𝑣𝑣)
el flujo del acoplamiento depende de la separación y
orientación de los ejes de las bobinas y de la permeabilidad
magnética del medio donde se encuentran dichas bobinas.La
fracción del flujo total que abraza o acopla a las dos bobinas
se llama coeficiente de acoplamiento magnético K,
donde 0 indica sin acoplamiento y 1 indica acoplamiento
total
 En que casos se emplean los transformadores
Donde:
𝑅𝑎𝑖𝑠 =
𝑣𝑣 débilmente acoplados
Si las bobinas están acopladas débilmente como en el
transformador de núcleo de aire, se tiene poco voltaje y
𝑅𝑎𝑖𝑠 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑑𝑒𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑅𝑣 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
𝑉𝑠 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
corriente en el secundario del transformador, por ende para
un acoplamiento débil la potencia que se transfiere al
secundario es relativamente pequeña.
Los transformadores que tienen acoplamiento débil se usan
𝑣𝑣 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜
generalmente en circuitos de comunicación de alta
frecuencia (radiofrecuencia) y electrónicos
 En un transformador ideal ,¿Quién produce el
DETERMINAR RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
La relación de transformación lo podemos determinar por
medio de las resistencias entre las bobinas, o por la relación
existente entre la tensión aplicada entre los dos devanados.
Otra forma de determinar esta relación es por medio de la
relación que existe entre el número de espiras de cada bobina.
IV. AUTOEXAMEN
 ¿De qué depende la transferencia de energía entre
los devanados primario y secundario del
transformador?
La transferencia de energía en los transformadores se basa en
el fenómeno de la inducción electromagnética. los dos
devanados están aislados eléctricamente, pero se unen por
medio de un flujo magnético común que se establece en el
núcleo ferromagnético
 En un transformador, ¿Cuál es el devanado primario
y cuál es el devanado secundario? ¿de qué depende
esta convención?
El devanado primario son aquellos bornes donde se conecta
la fuente ya sea de alta o baja tensión. Por lo que se puede
considerar como el receptor
El devanado secundario son los bornes donde se conecta la
carga. Se considera como un generador
 Defina el coeficiente de acoplamiento ((k) entre
bobinas
efecto magnetizante, y el efecto desmagnetizaste?
La corriente al atravesar la bobina primaria que se comporta
como una inductancia que produce un flujo. Y aquel flujo
variable es abrazado por la bobina secundaria, se determina
en esta una producción de una f.e.m inducida de la misma
frecuencia
V. MATERIALES Y EQUIPOS
Tabla 1. MATERIALES YEQUIPOS
Tabla 1. MATERIALES.
Cantidad Elemento Observación
2 Transformador
monofásico
13.2 kVA,120/240V
,17.4 A, 60 Hz
1 Fuente de
tensión alterna
3φ,0-230 V, 12.5 A
1 Puente de
Wheastone
1 MEGGER
MIT1525
Fuente de tensión alterna. Consiste en un
autotransformador variable con el cual se pueden

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obtener diversos niveles de tensión. Generalmente se
le conoce como variac.
Figura 2.Fuente de tensión alterna
Figura 3. Transformador monofásico. En la figura se puede
apreciar su apariencia externa
EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PRÁCTICA
Figura4. Equipo MEGGER MIT1525
CARACTERISITICAS
 Resistencia máxima de 30 TΩ
 Exclusivo diseño de dos valijas que ofrecen protección
adicional para el usuario
 Operación desde baterías o desde fuente de CA
 Batería de carga rápida de ión-litio
 Especificación de seguridad CATIV 1000 V hasta 3000
m (15 kV)
 Memoria avanzada con marca de hora/fecha
MEGGER TTR
CARACTERISITICAS
 Se utiliza para probar transformadores de
potencia y distribución monofásicos.
 Diseño basado en la técnica de medición de
puentes de precisión
 Presión inigualable (± 0,1%) en un diseño
portátil
El equipo de prueba TTR ayuda a identificar
 Bobinas de cortocircuito
 Circuitos abiertos
 Conexiones incorrectas
 Defectos internos o del cambiador de tomas en
los reguladores de paso, así como en los
trasformadores ± 0,1%. Un trasformador auxiliar
opcional amplia el rango de relación hasta
329,99:1.
El conjunto TTR funciona según el principio de que
relación de tensión del trasformador de vacío es
prácticamente igual a la relación de vueltas

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Figura 4: MEGGER TTR550005B
VI. PROCEDIMIENTO
1) Identifique los devanados de alta y de baja
tensión del transformador a ensayar.
Para poder definir los devanados lo que se realiza de
varias formas una es por el tipo de aislamiento de los
terminales de equipo sabiendo que el de alta pose un
sistema más robusto, otra forma es por medio de
medición de los devanados en su parte resistiva para
conocer cuál es de mayor tamaño y así definir cada uno.
2) Por medio del óhmetro determine entre cuales
terminales existe continuidad y mida su resistencia con
el puente Wheaston.Consignee estos valores en la tabla
3) Con el Puente de Wheastone se conectan los 4
terminales teniendo en cuenta que los terminales más
robustos van conectados en el devado de alta y
procedemos a inyectar una corriente si la manivela gira
fácilmente sabemos que X1, X2,H1, H2 están conectado
de forma correcta si esto no sucede es porque la
conexión está en sentido inverso
4) Por medio del megger, mida el aislamiento
entre los distintos devanados y entre éstos y la
carcasa o masa. Consigne los valores en la tabla 4.
5) Por medio del megger se realiza la
medición de la resistencia del cobre de los
devanados el efecto inductivo de los devanados en
espacial en que posee mayor cantidad deespiras ya
que el equipa a oscilar en la medición.
Aplique al devanado de alta tensión un voltaje bajoy mida
las tensiones en los terminales del devanado de baja
Para esta práctica se llevó acabo el ensayo con una
tensión de un máximo de 217 V tomando una de las
diferentes lecturas de cada uno de los equipos y podemos
determinar que para el efecto de potencia la pinza estaba mal
calibrada o no posee la calidad de medición requerida para la
toma del dato haciendo de empleo del cofimetro para poder
determinar las potencias requeridas
6) Se realizó el montaje del circuito de la figura 6. Y
determinamos las polaridades relativas de cada uno de los
devanados.
Figura 6. Circuito parala determinación delas polaridades relativas.
Figura 7: Transformador de potencia de 15KVA
NOTA: Para esta práctica cómo se va a emplear grandes
niveles de tensión se necesario la implementación de unas
mangas aislantes para evitar la formación del arco eléctrico
VII. TOMA DE DATOS

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Tabla 3. Medición de continuidad.
Entre H1 H2 X1 X2 X3 C
H1 SI NO NO NO NO
H2 SI NO NO NO NO
X1 NO NO SI SI NO
X2 NO NO SI SI NO
X3 NO NO SI SI NO
Carcasa NO NO NO NO NO
PROCEDIMIENTO
Prueba de aislamiento de transformador monofásico
Conectar las puntas de positivo (ROJO), negativo (NEGRO)
Y general (AZUL) del megger.
Figura 8: conexión de megger al trasformador.
Cortocircuitar la bobinas de alta tensión (X, U) con alambre
de cobre trenzado.
Cortocircuitar las bobinas de baja tensión (X, U)
IA índice de absorción
IP índice de polarización
Medición de aislamiento
La medición de aislamiento de 30s y 1min
DEVANADO DE ALTA BAJA
Tensión de conexión de 500VDC
ALTA-BAJA (negro)
1𝑚𝑖𝑛
30 𝑠
= 𝐼𝐴
IA: índice de absorción
30s Rx =1,77 Tꭥ
1min Rx= 2.60Tꭥ
2,60𝑥1012
1,77𝑥1012
= 1,4𝑥1012
ꭥ
Cálculo del índice de absorción
10𝑚𝑖𝑛
1 𝑠
= 𝐼𝑃
Calculo de índice de polarización
10min Rx =9,74 Tꭥ
1min Rx= 2.60Tꭥ
9,74𝑥1012
2,60𝑥1012
= 3,75𝑥1012
ꭥ
Indicie de polarización
CORRIENTE DE FUGA 0,62
ALTA-TIERRA
Conectar el terminal rojo a borne de alta tensión X
Conectar la terminal general azul al borne de baja tensión X
Conectar negativo a tierra Pa
1𝑚𝑖𝑛
30 𝑠
= 𝐼𝐴
30s Rx =3,94 Gꭥ
1min Rx= 5,61Gꭥ
5,61𝑥106
3,94𝑥106
= 1,6𝑥106
ꭥ
BAJA-TIERRA
1𝑚𝑖𝑛
30 𝑠
= 𝐼𝐴
30s Rx =196.7 Gꭥ
1min Rx= 229Gꭥ
229𝑥 106
196,7𝑥106
= 1,17𝑥106
ꭥ

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Tabla 4 medición de aislamiento
Entre RM(Ω)
Devanado de alta- Devanado de baja 1,4x106
Devanado de alta -carcasa 1,6
Devanado de baja - carcasa 1,17
Figura 8 con me medición de aislamiento con megger
CALCULO DE RELACION DE TRANFORMACION
Para el cálculo de relación de transformación se tiene que
calcular los valores teóricos que el fabricante otorga en la
placa de referencia
Figura 9: valores en KVA para cálculo de relación de
transformación.
Cambio de derivación del TAP
Se usa el TTR para realizar la prueba.
Voltaje suministrado de 8voltios.
.
Figura 10: conexión para el cálculo de relación de transformación
MEDICION DE POLARIZACIÓN
TAP #1
𝐼 =
𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 𝑁𝑂𝑀𝐼𝑁𝐴𝐿(𝑉𝐴)
𝑇𝐸𝑁𝑆𝐼𝑂𝑁 𝑉
Sn=15000VA
Tensión= 13200
𝐼 =
15000 𝑉𝐴
13200 𝑉
= 1,1363𝐴
Relación de transformación:
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑟𝑖𝑜
Valor teórico
13530𝑣
240 𝑣
= 56,38
Valor teórico=56.38
Valor medido=56,24
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 −𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
x 100%
TAP #2
Relación de transformación:
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑟𝑖𝑜

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Valor teórico
13200𝑣
240 𝑣
= 55
Valor teórico=55
Valor medido=55.01
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 −𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
x 100%
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
55.01−55
55
x 100%=0,01
TAP #3
Relación de transformación:
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑟𝑖𝑜
Valor teórico
12870𝑣
240 𝑣
= 53,625
Valor teórico=53,625
Valor medido=53,630
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 −𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
x 100%
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
53,630−53,625
53,625
x 100%=0,009
TAP # 4
Relación de transformación:
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑟𝑖𝑜
Valor teórico
12540𝑣
240 𝑣
= 52,25
Valor teórico=52,25
Valor medido=52,247
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 −𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
x 100%
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
52,247−52,25
52,25
x 100%=-0,005
TAP 5
Relación de transformación:
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑟𝑖𝑜
Valor teórico
12210𝑣
240 𝑣
= 50,875
Valor teórico=50,868
Valor medido=50,875
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
50,,875−50,868
50,868
x 100%
% 𝑑𝑒 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
52,247−52,25
52,25
x 100%=0,0013
Tabla 5 Determinación de la relación de transformación.
V1 (V) 
Terminales V2 (V)  K V1 V2
TAP 1 13530 56,38
Tap 2 13200 55,01
Tap 3 12870 53,630
Tap 4 12540 52,247
Tap 5 12210 50,868
VIII. CUESTIONARIO
 ¿Es o no igual la relación de transformación en vacío yen
carga para un transformador dado?
La relación de transformación se mantiene ya que esta depende
de las espiras de los devanados y estas dan medidas
proporcionales en las diferentes medidas que obtengamos ya
sean tensiones o corrientes etc
 ¿Cómo se podría obtener la relación de transformaciónpor
medio de medidas de resistencia?
Al medir resistencias en los diferentes devanados obtenemosdos
datos uno de mayor dimensión y el otro inferior podemos ver la
reccion de estos la cual debe ser proporcional a la relación del
nuvel de transformación
¿Es posible determinar la polaridad de los devanados de un
transformador mediante el uso de corriente continua?
IX. CONCLUSIONES
Para la identificación de los bornes medimos continuidad entre
los terminales del transformador y para medirderivaciones de
embobinados lo hacemos midiendo resistencia, concluyendo
que el embobinado de alta es el de mayor resistencia y el de
baja el de menor resistencia.
La resistencia de aislamiento mantiene aislada las bobinas del
primario con las del secundario, esta resistencia debe sermayor
o igual a 1KΩ por Voltio, así evitamos un posible cortocircuito
o perdidas de rendimiento, incluso alterar la vida útil del
transformador.
Al medir la relación de transformación la cual permite saberen
cuanto se va a reducir o elevar la tensión aplicada en el
primario, se determinó que es mayor en un 2,9 % en el valor

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establecido por el fabricante esto debido a que el
transformador se encontraba conectado en el tap número 1, y
es de vital importancia conocerlo pues así evitamos quemar
o alterar el funcionamiento de una carga que se vaya a
conectar al transformador.
El TTR monofásico, equipo de prueba de la relación de
vueltas del trasformador y la corriente de excitación de los
devanados de los trasformadores de potencia, potencial y
corriente. Las desviaciones en las lecturas de la relación de
vueltas indican problemas en uno o ambos devanados o en el
circuito del núcleo
La polaridad nos permite saber cómo realizar la conexión
entre transformadores y la carga.
De los ensayos de cortocircuito y circuito abierto pudimos
determinar la potencia del transformador.
Comparando con los valores de la norma NTC 818 se puede
ver que el transformador en vacío tiene menores perdidas de
Las que dice la norma, pero en las perdidas de corto
circuitotiene mayores.
X. REFERENCIAS
[1] KOSOW, Irving L. Maquinas eléct
ricas ytransformadores. 2 ed..
[2] http://chitita.uta.cl/cursos/2012-
1/0000105/recursos/r- 12.pdf.
[5] J. Chapman, Maquinas Eléctricas, 5 Ed. México:
McGraw-Hill, 2012.

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