Guía de Ejercicios de Transformadores

1. En un transformador de 50 KVA, 2400/120 V se obtuvieron los datos siguientes:Prueba de circuito abierto, instrumentos en el lado de baja:Lectura del wáttmetro = 396 WLectura del ampérmetro = 9.65 ALectura del voltímetro = 120 VPrueba de corto circuito, instrumentos en el lado de alta:Lectura del wáttmetro = 810 WLectura del ampérmetro = 20.8 ALectura del voltímetro = 92 VCalcule los seis parámetros del circuito equivalente referidos a los lados de alta y de baja.

2. En el transformador del ejemplo anterior: a) Encuentre la eficiencia cuando los KVA de placa se alimentan a una carga con un

factor de potencia de 0.8 atrasado.b) Calcule la regulación de voltaje.

Resp:  a) 97.1%   b) 3.38%

3. En la prueba de circuito abierto de un transformador de 25 KVA, 2400/240 V efectuada en el lado de baja, los valores corregidos de amperes, volts y watts son, respectivamente, 1.6, 240 y 114. En la prueba de corto circuito el lado de baja está conectado en cortocircuito y la corriente, el voltaje y la potencia en el lado de alta se miden dando las siguientes lecturas: 10.4 A, 55V y 360 W.

a) Encuentre las pérdidas en el núcleo.b) ¿Cuáles son las pérdidas en el cobre a plena carga?c) Encuentre la eficiencia con una carga plena con factor de potencia de 0.8 adelantado.d) Calcule la regulación del voltaje en por ciento del inciso (c).

Resp:  a) 114 W   b) 360 W   c) 97.7 %   d) 5.5 %

4. En un transformador de 110 KVA, 4400/440 V, 60 Hz, se tomaron los siguientes datos

de prueba: Prueba de cortocircuito: P = 2000 W              I = 200 A V = 18 V Prueba de circuito abierto: P = 1200 W          I = 2 A V = 4400 V

Calcule la regulación del voltaje de este transformador cuando alimenta la corriente nominal a un F.P. de 0.8 atrasado. Desprecie la corriente magnetizante.Resp:  4.82 %

5. Se desean determinar las impedancias del circuito equivalente de un transformador de 20 KVA, 8000/240 V, 60 Hz. Los ensayos de circuito abierto y de corto circuito fueron aplicados por el primario, y aportaron los siguientes datos:

Prueba por el circuito abierto(por el primario)

Prueba de corto circuito(por el primario)

Vo= 8000 V Vcc = 489 V

Io = 0.214 A Icc = 2.5 A

Po = 400 W Pcc = 240 W

Hallar las impedancias del circuito equivalente aproximado referido al primario y dibujar dicho circuito.Resp:  Req = 38.4 Rc = 159 K           Xeq = 192 Xm = 38.4 K

6. Dibujar el circuito equivalente aproximado, en por unidad, del transformador del ejemplo 2-2. Tomar como base los valores nominales del transformador.

Resp: Req (° /1) = 0.012           Rc (° /1) = 49.7         Xeq (° /1) = 0.06            Xm (° /1) = 12

7. Un transformador de 15 KVA, 2300/230 V, debe ser ensayado para determinar los Parámetros de la rama de magnetización, la impedancia equivalente, y su regulación de voltaje. Los siguientes datos fueron medidos desde el primario del transformador:

Prueba por el circuito abierto(por el primario)

Prueba de corto circuito(por el primario)

Vo = 2300 V Vcc = 47 V

Io = 0.21 A Icc = 6.0 A

Po = 50 W Pcc = 160 W

a) Hallar el circuito equivalente del transformador, referido al devanado de alta tensión.b) Hallar el circuito equivalente del transformador, referido a baja tensión.c) Calcular la regulación de voltaje a plena carga, con factores de potencia de 0.8 en

atraso, 1.0 y 0.8 en adelanto, usando la ecuación exacta para "V".d) Efectuar los mismos cálculos, empleando la ecuación aproximada de Vp. ¿Qué tan

parecidos resultan los valores aproximados a los valores exactos?e) ¿Cuál es la eficiencia del transformador a plena carga, con un factor de potencia de 0.8

en atraso?Resp:a) Req = 4.45     Rc = 105 K     Xeq = 6.45    Xm = 11 K b) Req = 0.0445     Rc = 1050 K     Xeq = 0.0645   Xm = 110 K c) 2.1 % ; 1.28 % ; - 0.062 %d) 2.1 % ; 1.26 % ; - 0.09 %

f) = 98.03 %

8. La figura muestra un sistema monofásico. La fuente alimenta un transformador de 200 KVA, 20/2.4 KV a través de una línea de 38.2 + j 140 de impedancia. La impedancia equivalente del transformador referida a baja tensión es de 0.25 + j 1.0 . La carga del transformador es de 190 KW a 2300 V y factor de potencia 0.9 atrasado.

a) Calcular el voltaje de la fuente.b) Calcular la regulación de voltaje del transformador.c) Calcular la eficiencia de todo el sistema.

 9. La figura muestra un sistema de potencia sencillo, el cual consta de un generador de

480 V conectado a un transformador ideal de relación 1:10, una línea de transmisión, un transformador ideal de relación 20:1, y una carga. La impedancia de la línea de transmisión  de 20 + j 60 , y la impedancia de la carga es de 10/-30° . Las bases del sistema se han seleccionado como 480 V y 10 KVA en el generador.

a) Hallar las magnitudes de voltaje, corriente, potencia e impedancia base en cada punto del sistema.

b) Hallar el circuito equivalente por unidad el sistema.c) Calcular la potencia suministrada a la carga.d) Calcular las pérdidas en la línea de transmisión.

Resp:a) Vb1 = 480 V Vb2 = 4800 V Vb3 = 240 V    Ib1 = 20.83 A Ib2 = 2.083 A Ib3 = 41.67 A   Zb1 = 23.04 Zb2 = 2304 Zb3 = 5.76 c) Pcarga = 4870 W d) Plínea = 28.2 W

10. Se dispone de dos transformadores monofásicos de las siguientes características:I 200 K V A           42000/2400 V R`e2 = 0.4       X`e2= 0.3

II 200 K V A          42000/2400 V R`e2 = 0.2       X`e2= 0.3

Se colocan en paralelo y se cargan con I = 160 A     cos ø = 0.8Determinar la corriente que cada uno aporta a la carga común.Resp:   a) I`2 = 67.2 /25.5° (A)       I``2 = 94.72 /45°

11. Se dispone de dos transformadores monofásicos de las siguientes características:I 200 K V A           41000/2400 V R`eq2 = 0.4       X`eq2= 0.3

II 200 K V A           42000/2400 V R`eq2 = 0.2         X`eq2= 0.3

Se conectan en paralelo pero con carga nula. Determinar la corriente de circulación.Resp:    Ic = 65.5 /45°  (A)

Dirección obtención ejercicios.http://zeus.dci.ubiobio.cl/electricidad/transformadores/gral_tipos_y_aplicacioes.htm