Laboratorio1.doc

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LABORATORIO N° 01
ENSAYOS AL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
CÓDIGO: DEE-TC-GUIA 01
EMISION: 21/09/2020
PAGINA: 1 / 15
TRANSFORMADORES Y MÁQUINAS DC
Laboratorio 01
“ENSAYOS AL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO”
Información general:
1) Centro de estudio : TECSUP
2) Ubicación :SEDE NORTE TRUJILLO
3) Curso :TRANSFORMADORES Y MAQUINAS DC
4) Ciclo :3ero
5) Docente :Pedro Pablo Benites Jara
N° APELLIDOS Y NOMBRE FOTOGRAFIA NOTA
1 Gomez Rodriguez Jefferson
2 Jara Alcántara Cristian Gabriel

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EMISION: 21/09/2020
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ÍNDICE
CONTENIDO Pág.
RECOMENDACIONES GENERALES DE SEGURIDAD......................................................... 4
ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)............................................................................. 4
1. OBJETIVOS........................................................................................................................ 1
2. DOCUMENTOS O NORMAS DE REFERENCIA.............................................................. 1
3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ....................................................................................... 1
3.1. FUNDAMENTO TEÓRICO.......................................................................................... 1
3.2. RECURSOS................................................................................................................ 2
3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PROCESO....................................................................... 3
4. EVALUACIÓN .................................................................................................................... 7
5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.............ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
6. ANEXOS................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

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Historial de revisión
Participantes Área Fecha Firma
Elaborado por: Pedro Pablo Benites Jara
Electricidad -
Electrónica
02/03/2020
Revisado por: (Centro de Seguridad)
Aprobado por: Carlos Prado Gardini
Electricidad -
Electrónica
28/02/2020
Control de cambios
Revisión Fecha Descripción del Cambio

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RECOMENDACIONES GENERALES DE SEGURIDAD
Antes de iniciar con las actividades, se tendrá en cuenta lo siguiente:
A. Condiciones obligatorias para el uso del ambiente.
B. Respuesta a emergencias.
 Vías de acceso y evacuación.
 Equipos de respuesta a emergencias.
 Señalización de seguridad.
C. Normas de seguridad generales.
ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

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LABORATORIO N° 01
EMISION: 20/07/2020
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1. OBJETIVOS
1. Determinar las pérdidas en el hierro de un transformador mediante el ensayo de
vacío, efectuar el montaje del circuito.
2. Determinar las pérdidas en el cobre(devanado) de un transformador mediante el
ensayo de cortocircuito, efectuar el montaje del circuito
3. Medir el aislamiento de los circuitos eléctricos del transformador y entre éstos y las
partes metálicas.
2. DOCUMENTOS O NORMAS DE REFERENCIA
 NTP 370.400 Transformadores de distribución monofásicos y trifásicos auto
refrigerados, sumergidos en líquido aislante. Corriente en vacío, pérdidas y tensión
de corto circuito.
 Wildi, Theodore, Máquinas Eléctricas y Sistemas de potencia. Pearson Educación,
México, 2007.
3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
3.1. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un transformador posee dos bobinados: uno primario y otro secundario que se arrollan
sobre un núcleo magnético común, formado por chapas magnéticas apiladas. Por el
bobinado primario se conecta la tensión de entrada y por el bobinado secundario
obtenemos la tensión de salida.
N1 = Nº de espiras del primario
N2 = Nº de espiras del secundario
U1 = Tensión del primario
U2 = Tensión del secundario
Figura 1: Transformador elemental.

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En general, se cumple con gran aproximación que:
Donde a “m” se le conoce como “relación de transformación”.
En la operación de transformadores, es necesario conocer las pérdidas que se originan
en los devanados y en el núcleo, además, la regulación, eficiencia y temperatura del
transformador bajo diferentes condiciones de carga, voltaje y frecuencia.
Las pruebas que se efectúan para obtener estos datos deseados son:
a. Determinación de las marcas de polaridad.
b. Medición de la resistencia de los devanados
c. Medición de la relación de transformación
d. Prueba de vacío.
e. Prueba de corto circuito.
En esta experiencia de laboratorio veremos los ensayos del punto d y e.
3.2. RECURSOS
3.2.1. Charla de seguridad 5 minutos
Toda sesión de aprendizaje debe iniciar con una charla de seguridad de 5
minutos, donde el docente explique claramente las normas de seguridad
básicas a cumplir durante la sesión.
3.2.2. Implementos de Seguridad de uso obligatorio
Protección
ocular
Zapatos de
seguridad
Guantes Mameluco
3.2.3. Equipos y materiales
Cantidad
x mesa
Descripción
01 Fuente de tensión AC trifásica.
01 Transformador monofásico
01 Tarjeta de adquisición de datos
01 Multímetro Digital
01 Pinza Amperimétrica AC
10 Cables para conexión

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3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PROCESO
ETAPA DEL PROCESO
PELIGROS
POTENCIALES
RIESGO CONTROLES
Inspección pre-uso:
Fuente de alimentación
AC
Vatímetros
Módulos eléctricos
Manipulación de
equipos eléctricos
 Contacto con
corriente
eléctrica:
- Descarga
eléctrica
- Quemaduras
 Uso de cables de
alimentación
totalmente
aislados.
 Uso de guantes
Preparación de los
equipos el ensayo al
transformador
monofásico.
Prepare la fuente AC a
220V. Determine la
operatividad del
transformador
monofásico.
Manipulación de
equipos eléctricos
 Contacto con
corriente
eléctrica:
- Descarga
eléctrica
- Quemaduras
alimentación
totalmente
aislados.
 Uso de guantes
Preparación del circuito
eléctrico trifásico para
medir la potencia.
Arme el circuito
conectando el
transformador
monofásico, la tarjeta de
adquisición de datos y la
fuente de alimentación
AC.
Manipulación de
equipos eléctricos
 Contacto con
corriente
eléctrica:
- Descarga
eléctrica
- Quemaduras
alimentación
totalmente
aislados.
 Uso de guantes
Ensayo de Vacio de un transformador Monofásico
Mediante esta experiencia se determinara:
• La relación de transformación (m)
• La corriente de vacio (I0)
• Las pérdidas en el hierro (PFe) (pérdidas por Foucault + histéresis)
• Otros parámetros
Para llevar a cabo este ensayo se deja abierto el circuito del secundario y se conecta
un voltímetro (V1) en el primario y otro en el secundario (V2). Además se intercala un
amperímetro y un vatímetro en el circuito primario.

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Figura 2: Ensayo de Vacio de un Transformador.
ENSAYO DE TRANSFORMADORES
Tipo de ensayo Ensayo en vacío
Características del
transformador
S1_____50____(VA)
V1_____220____(V)
I1____0.227___(A)
S2_____50____(VA)
V2_____110____(V)
I1____0.454____(A)
f____60_____(Hz)
Objetivos del
ensayo
Determinar las pérdidas en el hierro
Esquema del
montaje
Equipos y
materiales
Usamos:
- multímetro digital
- cables de conexión
- fuentes de tensión AC trifásicas
- pinzas amperimétrica AC
V1 I1 W1 V2 I2 m
55v 0.04 0.21 28.3 0 1.94
110v 0.05 0.65 56.92 0 1.93
165v 0.05 1.33 84.8 0 1.94
220v 0.07 2.20 112.6 0 1.95
Algunos cálculos

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Calcular:
Ife
Iu
Rfe
Xu
Ife=Io*COSΦ=0.011
Iu=Io*SENΦ=(0.07)(SEN80.79)=0.069
Rfe=V1N/Ife=217.6/0.011=19781.81
Xu=V1N/Iu=217.6/0.069=3153.623
La potencia
aparente en
vacío(S0)
(217.6)(0.23)=50.05
Factor de
potencia de vacío 2.20/50.05=0.0439
Ensayo de Cortocircuito de un transformador Monofásico
Mediante esta experiencia se determinará los componentes de cortocircuito, es decir:
• Los parámetros RC C , XC C y ZC C
• La tensión de cortocircuito
• Las perdidas en el cobre (PC U)
Para llevar a cabo este ensayo se cortocircuita el secundario mediante un amperímetro
A2, tal como se muestra en la figura. El primario se alimenta a través de una fuente de
tensión alterna regulable. En el primario se conecta un amperímetro A1, un voltímetro
VCC y un vatímetro W.
Figura 3: Ensayo de Corto de un Transformador.
Se comienza el ensayo aplicando cero voltios en el primario y se va subiendo poco a
poco la tensión hasta conseguir que el amperímetro A1 indique un valor de corriente
igual a la

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intensidad nominal primaria correspondiente al transformador a ensayar.
Cuando el amperímetro A1 indique su valor nominal I1n, el amperímetro A2 indicará la
intensidad nominal secundaria I1n.
Al circular corriente por el primario y por el secundario, se producirán pérdidas de
potencia en las resistencias del primario y del secundario, que se transforman en calor
y que para la intensidad nominal serán igual a:
2
2
2
2
1
1 n
n
Cu I
R
I
R
P 

Por ser la tensión aplicada muy reducida se cumple que:
   
  vatimetro
del
Lectura
ito
cortocircu
de
potencia
P
ito
corotcircu
de
potencia
P
cobre
en
perdida
P
CC
CC
Cu


ENSAYO DE TRANSFORMADORES
Tipo de ensayo Ensayo en cortocircuito
Características del
transformador
S1______50____(VA)
V1_______220_____(V)
I1______0.277______(A)
S2________50____(VA)
V2_________110___(V)
I1____0.454________(A)
f_____60______(Hz)
Objetivos del
ensayo
Determinar las pérdidas en el cobre(devanados)
Esquema del
montaje
Equipos y
materiales
Transformador de 50A, vatímetro fuente de alimentación, pinza
amperimétrica, cables.
V1 I1 W1 V2 I2 M
2v 0.07 0.6 0 0.04
4v 0.12 0.29 0 0.17

LABORATORIO N° 01
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8v 0.14 1.04 0 0.20
Algunos cálculos
La impedancia
(Zcc) de
cortocircuito
Zcc=Vcc/I1n=12.85/0.22=58.41
Las componentes
Rcc y Xcc
COSƟ=Pcc/Vcc*Icc=2.69/(12.85)(0.22)=0.95; ArcCos(0.95)=18.19°
Rcc=Zcc*COSƟ=55.49
Xcc=Zcc*SENƟ=18.23
Las tensiones:
Vcc
VRcc
VXcc
Vcc=12.85
VRcc=I1N*Rcc=0.22*55.49=12.2078
VXcc=I1N*Xcc=0.22*18.23=4.0106
Valores
porcentuales de
tensiones:
Ecc
ERcc
Excc
ECC=Vcc/V1N*100%=12.58/217.6*100%=0.059
ERcc=Ecc*COSƟ=0.059*COS(18.19)=0.056
EXcc=Ecc*SENƟ=0.059*SEN(18.19)=0.018
4. EVALUACIÓN
4.1 CUESTIONARIO
1. Un motor trifásico toma una corriente de 20 A en una línea de 440 V, siendo su
factor de potencia de 0,85. Calcule:
a) La potencia aparente
S= 3 * 𝑉 * 𝐼
S= 3 * 440 * 20
S= 15242.047

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b) La potencia real
15242c . 05*0,85=12955.74w
c) La potencia reactiva
Q=√ 𝑠² − 𝑝² ( VAR)
Q= √15242. 05² − 12955. 74²
Q= 8029.25 (VAR)
2. Un transformador trifásico entrega 120 kVA a una carga trifásica, siendo 2400 V
la tensión de línea, calcule la corriente de línea.
I=120*100
I=120000
IL=120000VA/2400V
IL=50A
5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Anote sus conclusiones por cada una de las experiencias realizadas.

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1) Como hemos visto anteriormente, el transformador esta basado que en la energía
se puede transportar eficazmente por inducciones electromagnética desde una
bobina o otra por medio de flujo variable, con un mismo circuito
2) También cuando un transformador está en vacío, la potencia que medimos en un
transformador con el circuito abierto se com- pone de la potencia perdida en el circuito
magnético y la perdida en el cobre de los bobinados.
3) conclusión que las principales perdidas que existen en un transformador
monofásico son causadas por la histéresis, corrientes parasitas y perdidas en el
cobre
4) Se obtuvo resultados que al momento de ponerle o elevar la tensión de ingreso a la
resistencia vas aumentando su voltaje de salida hasta los 110 que puede
transformarlo
5) Observamos que en el ensayo de vacío que realizamos en el laboratorio su corriente
es muy pequeña por lo cual en muchos casos esta se deprecia
6) los aspectos realizados en los ensayos a la horade construir un transformador
tenderemos en cuenta todo ese parámetro para construir una maquina eléctrica
con menos perdidas y con alta eficiencia garantizando un buen trabajo y evitando
pérdidas económicas
6. ANEXOS

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