Ensayo en vacío y cortocircuito de un transformador trifásico

Electrotecnia. Máquinas. Transmisión. Campo electromagnético. Energía eléctrica. Tensión

  • Enviado por: Sergio
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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ENSAYO EN VACIO Y CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR TRIFASICO

Conceptos previos.

Definición:

Los transformadores son máquinas que tienen la misión de transmitir, mediante un campo electromagnético alterno, la energía eléctrica de un sistema con determinada tensión, a otro sistema con tensión deseada.

Transformador monofásico:

Un transformador está formado por dos bobinados independientes sobre un circuito magnético, uno recibe energía y llamaremos primario y otro que cede energía y llamaremos secundario.

Transformador monofásico ideal en vacío:

U1= E1= N1( d  dt)

U2= E2= N2( d  dt)

Dividiendo obtenemos:

U1/U2= E1/E2= N1/N2 = m

m es la relación de transformación.

El diagrama vectorial es:

Transformador real monofásico en vacío:

Hay que tener en cuenta que:

  • No existen bobinas ideales, todas tienen una resistencia.

  • No todo el flujo creado por Io atraviesa la bobina del secundario, parte se cierra a través del aire. Análogamente ocurrirá con el flujo creado por el secundario cuando conectemos una carga al transformador. A estos flujos se les llama de dispersión.

  • Debido a la histéresis magnética y a corrientes de Foucault en el circuito magnético aparecen unas pérdidas, denominadas pérdidas en el hierro.

Circuito equivalente al transformador real en vacío:

Diagrama vectorial:

Transformador monofásico real en carga:

Al conectar una carga al secundario circula por este una intensidad I2 que da lugar a una f.m.m. I2·N2 que se opondrá a la del primario.

La f.m.m. del circuito magnético disminuye.

El flujo disminuye.

E1 disminuye (E1= N1( d  dt).

La intensidad en el primario aumenta.

Aumenta el flujo adquiriendo el valor que tenía antes de conectar la carga.

El flujo permanecerá constante independientemente de la carga. Si el transformador no tuviera pérdidas la potencia absorbida será igual a la cedida.

Diagrama vectorial:

Circuito equivalente de transformador:

U2'= m·U2

Rcc= R1+R2

Xcc= Xd1+d2

Transformador trifásico:

Puede estar formado por:

  • Un banco trifásico.

  • Un transformador trifásico.

Tanto el primario y el secundario se pueden conectar en.

Estrella triángulo zig-zag

Realización de la práctica.

Ensayo en vacío:

Consiste en aplicar al primario la tensión nominal permaneciendo el secundario abierto.

Resultados:

-relación de transformación: m= U1/ U2= 380/235=1.62

-Intensidad de vacío: Io= 0.15 A.

-Pérdidas en el hierro: Pfe= 3·W= 3·15= 45 W.

-Valores de Rfe y X del circuito equivalente:

Ife= Pf/UNf = W/(V1= 3 · 15/ 380=0.068 A.

I= Io2 - Ife2 = 0.152-0.0682 =0.134 A.

Rfe= U1Nf/Ife= (380/ 3 )/0.068=3226.4 

X= U1Nf/ I= (380/ 3 )/0.134= 1637.26 

Ensayo en cortocircuito:

Consiste en cortocircuitar el secundario y aumentar poco a poco la tensión en el primario hasta que por el secundario circule la intensidad nominal.

Resultados:

-Tensión de cortocircuito: U1cc= 17.2 V.

-Pérdidas en el cobre: Pcu= 3·W= 3·57= 171 W.

-Valores de Rcc y Xcc del circuito equivalente:

Rcc= Pccf/ I1N 2 =57 / 13.22= 0.32 

Zcc= U1cc/ I1Nfase= (17.2/ 3 )/13.2= 0.75

Xcc= Zcc2 - Rcc2 = 0.68 