Transformadores en Serie y Paralelo
Transformadores en Serie y Paralelo
Transformadores en Serie y Paralelo
OBJETIVOS
1. Obtención de la curva de saturación
2.- Aprender cómo se conectan los transformadores en serie.
3.- Aprender cómo se conectan los transformadores en paralelo.
4.- Determinar la eficiencia de los transformadores conectados en paralelo.
INTRODUCCIÓN
El transformador es un dispositivo que permite modificar potencia eléctrica de corriente
alterna con un determinado valor de tensión y corriente en otra potencia de casi el mismo
valor pero, generalmente con distintos valores de tensión y corriente. En el transformador
existen perdidas existen perdidas pero; solo en transformadores reales y las pérdidas que
pueden ser son: perdida por corriente Foucault también llamado corrientes parasitas y las
pérdidas por histéresis. Hoy en día tenemos transformadores reales e ideales y estos nos
sirven para transportar la energía eléctrica a grandes distancias, también nos sirve para
elevar y reducir los niveles de tensión y corriente.
MARCO TEÓRICO
-Eficiencia de un transformador
Un transformador de 500 KVA., tiene unas perdidas en el hierro de 930 W al voltaje
nominal y 3600 W de pérdidas en el cobre a plena carga, con base en estos datos podemos
calcular la eficiencia a una carga que sea el 50%, con factor de potencia del 80%. La suma
de las pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas es llamada las perdidas en el hierro
P
o en el núcleo del transformador; será designada con i . Las perdidas en el núcleo son
perdidas constantes del transformador. La suma de las perdidas I2R en el primario y el
P I12 R1 I 22 R2
secundario son llamadas las pérdidas en el cobre PCU : CU . Esto muestra
que las pérdidas en el cobre varían con el cuadrado de la corriente.
Debido a que los cambios en el factor de potencia de la carga no modifican las pérdidas,
elevar el factor de potencia de la carga mejorará la eficiencia del transformador. Las
pérdidas se convierten entonces en una proporción menor de la potencia total de entrada.
La eficiencia sin carga del transformador es cero. Pero las cargas elevadas aumentan las
pérdidas en el cobre, las cuales varían con el cuadrado de la corriente, disminuyendo por
lo mismo la eficiencia. La operación con eficiencia máxima ocurre con el valor medio
de la carga.
La eficiencia máxima ocurre cuando las pérdidas en el cobre son iguales a las pérdidas en
el hierro. Entonces: Pi PCU kVAc arg a kVAnom . Resolviendo para este transformador la
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carga que genera eficiencia máxima es cuando ella sea el 50% de la potencia del trafo,
esto es cierto para la mayoría de los transformadores.
Los datos anteriores solo representan los valores de la potencia desde la óptica de la
eficiencia veamos con un ejemplo el impacto de la eficiencia en la energía. Un
transformador de 50 kVA tiene unas perdidas en el hierro de 180 W al voltaje nominal y
620 W de pérdidas en el cobre a plena carga. Calcúlese la eficiencia en todo el día del
transformador cuando trabaja con las siguientes cargas al factor de potencia unitario:
plena carga, 8 horas; mitad de la carga 5 horas; un cuarto de carga, 7 horas; y sin carga,
4 horas.
INSTRUMENTOS Y EQUIPO
Módulo de fuente de alimentación.
Módulo de transformadores.
Módulo de Vatímetro monofásico.
Módulo de medición de Voltaje y de Corriente de c.a.
Cables de conexión.
DESARROLLO:
1. Determinación del efecto de saturación del núcleo del transformador.
a) Conectar el circuito que se ilustra en la figura 1 observando que las
termínales 4 y 5 de la fuente de alimentación se van a utilizar para
proporcionar un voltaje variable de O a 220 volts de c.a.
Figura 1
b) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 25 volts de c. a.
V1 a 2 = ________61.30______ V c. a.
V5 a 6 =
______61.40________
V c. a. V2 a 6 =
______0.028______ V
c. a.
Figura 3
f) Conecte la fuente de alimentación y ajústela exactamente a 104 V c. a.
V5a6 = ______60.67___________ V c. a.
V2a5 = ______120.8___________ V c. a.
3. Explique por qué el voltaje con dos devanados en serie es aproximadamente cero
en un caso, y casi 120 V c. a. en el otro.
En el primer caso el circuito fue conectado de + a + y el segundo caso fue de + a
-, que es lo que corresponde los terminales no puedes tener jamás la misma
polaridad.
Figura 4
c) Mida y anote:
I1=___0.28 A____
I2=__0.29 A_____
IL=__0.55A_____
VL=__215 V____
NOTA: Anote los valores nominales que se tienen en la carátula del transformador.
PRUEBA DE CONOCIMIENTOS
El reporte de la práctica debe de incluir procedimiento teórico y operaciones donde
se requiera.
1. Graficar la curva de saturación de transformador de acuerdo a los datos
obtenidos en la tabla 4. Observando el comportamiento de la corriente de
magnetización que aumenta rápidamente después de alcanzar cierto voltaje
de entrada.
Suponga que tiene una fuente de alimentación de 120 V c. a. Y que todos los
devanados del módulo de transformador desarrollan su voltaje nominal; indique
cómo conectaría los devanados para obtener los siguientes voltajes:
a) 240 volts
Se conectaría la terminal 1 puenteada en serie a la terminal 5 y las demás terminales se
conectan a la Fuente de alimentación respectivamente esto se hace ya que los voltajes
son de 120 V c.a.
b) 88 volts
Se conectaría la terminal 8 puenteada en serie a la terminal 6 y las demás terminales se
conectan a la Fuente de alimentación respectivamente esto se hace ya que los voltajes
no son iguales y el voltaje de 8 a 4 es de 28 V y el voltaje de 9 a 6 es de 60 V.
c) 180 volt
Se conectaría la terminal 1 puenteada en serie a la terminal 9 y las demás terminales se
conectan a la Fuente de alimentación respectivamente esto se hace ya que los voltajes
no son iguales y el voltaje de 1 a 2 es de 120 V y el voltaje de 9 a 6 es de 60 V.
d) 92 volt
1 5 3 7
FUENTE
2400 V
2 6 4 8
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
Libro de prácticas del Lab Volt