mathcad - prelab6
DESCRIPTION
ensayos del transformadorTRANSCRIPT
-
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