GUIA DE LABORATORIO N 6

Tema : Ensayo del transformador monofsico conectado como autotransformador.

Prelaboratorio

A partir del transformador de 1000 VA, 220/110 V de 60 Hz, que durante el ensayo decorto circuito a corriente nominal se obtuvo una tension de corto circuito de 8% de latension nominal la potencia de corto circuito de 20 W. Y del ensayo de vacio a tensionnominal, la corriente de vacio es 12% de la corriente nominal y la potencia de vacio de35 W. Este transformador se conecta como autotransformador como se muestar en lafigura, fin de incrementar su potencia de transferencia. A partir de esta conexiondeterminar la nueva potencia de transferencia y los parametros del circuito equivalentecomo autotransformador referido al lado de alta tension de la nueva conexion.

Con los parametros del circuito equivalente aproximado del autotransformador referidosal lado de alta tension determinar la regulacion de tension, caracteristicas externas y elrendimiento del transformador para los siguientes cargas: 25%, 50%, 75%, 100% y125% de la potencia nominal y a un factor de 0.8 en atraso. Trazar las curvas deregulacion VS potencia de carga activa y rendimiento VS potencia de carga activa.

SOLUCION

S 1000:= VA Val 220:= V Vba 110:= V aValVba

2=:=

f 60:= Hz Pcc 20:= W

Po 35:= W

Para la rama de magentizacin

InS

Val4.545=:= A Corriente nominal

Io 0.12 In 0.545=:= A Corriente de vacio

So Val Io 120=:= VA Potencia de vacio

Qo So2 Po2- 114.782=:= Potencia reactiva de vacio

RfeVal2

Po1.383 103=:=

XmVal2

Qo421.667=:=

Para las impedancias de alta y baja

InS

Val4.545=:= A Corriente nominal

RccPcc

In20.968=:= Resistencia de cortocircuito

Vcc 0.08 Val 17.6=:= V Voltaje de cortocircuito

ZccVccIn

3.872=:= Impedancia de cortocircuito

Zcc Rcc Xcc+=

Xcc Zcc2 Rcc2- 3.749=:= Inductancia de cortocircuito

Rcc R1 a2 R2+=

Xcc X1 a2 X2+=

Por el criterio del diseo optimo tenemos

R1 a2 R2=

X1 a2 X2=

R2Rcc

2 a20.121=:=

R1 a2 R2 0.484=:=

X2Xcc

2 a20.469=:=

X1 a2 X2 1.875=:=

tenemos para los valores de referidos a AT son:

R1 = R2' R1=aR2

X1 = X2' X1=aX2

tenemos para los valores de referidos a BT son:

R2 = R1' R2=R2/a

X2 = X1' X1=X2/a

Para el rendimiento

Vn 220:= x 0 0.05, 1.25..:=

In 4.545=

St Vn In 1 103=:= Potencia nominal como transformador

a 2=

Snaa 1+

a

St 1.5 103=:= Potencia nominal como autotransformador

36.86:= Inductivo

Po 35=

Pcc 20=

nat x( )x Sna cos ( )

x Sna cos ( ) Po+ Pcc+:= nt x( )

x St cos ( )x St cos ( ) Po+ Pcc+

:=

nat 0.25( ) 0.82= nt 0.25( ) 0.752=

nat 0.5( ) 0.901= nt 0.5( ) 0.859=

nat 0.75( ) 0.932= nt 0.75( ) 0.901=

nat 1( ) 0.948= nt 1( ) 0.924=

nat 1.25( ) 0.958= nt 1.25( ) 0.938=

0 0.13 0.26 0.39 0.52 0.65 0.78 0.91 1.04 1.17 1.30

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Potencia activa [%]

Ren

dim

ient

o [%

]

nat x( )

nt x( )

x

Regulacion de tension

Rcc 0.968= a 0 0.05, 1.25..:=

Xcc 3.749=

Vn 220=

In 4.545=

36.86= Inductivo

ErccRcc In 100

Vn:=

ExccXcc In 100

Vn:=

rat a( )a

a 1+

a Ercc cos ( ) a Excc sin ( )+( ):= rt a( ) a Ercc cos ( ) a Excc sin ( )+( ):=

rat 0.25( ) 0.221-= rt 0.25( ) 1.107-=

rat 0.5( ) 0.738-= rt 0.5( ) 2.214-=

rat 0.75( ) 1.423-= rt 0.75( ) 3.32-=

rat 1( ) 2.214-= rt 1( ) 4.427-=

rat 1.25( ) 3.074-= rt 1.25( ) 5.534-=

0 0.13 0.26 0.39 0.52 0.65 0.78 0.91 1.04 1.17 1.37-

6.2-

5.4-

4.6-

3.8-

3-

2.2-

1.4-

0.6-

0.2

1

Potencia activa [%]

Reg

ulac

ion

[%]

rat a( )

rt a( )

a