Prctica de laboratorio

INSTITUTO TECNOLGICO DE AGUASCALIENTES Carrera Electrnica

Materia Maquinas Elctricas

No. Prctica Prctica # 3 Prueba de resistencia hmica de devanado

Nombre del profesor M.C. Jorge Alfredo Prez Yebra

Nombre de los alumnos Francisco de Jess Ramos HernndezHctor Ivn Mondragn DazJos Samuel Flores ReyesHayyim Uriel Romn SosaJonny Garca Aguascalientes, Aguascalientes. Del 17/09/2015 Al 23/09/2015ObjetivoTomar las mediciones de resistencia del devanado del transformador.

Marco TericoPrueba de resistencia hmica de los devanadosObjetivo de la prueba.Se hace necesaria la medicin de las resistencias hmicas, para determinar las prdidas en el cobre o prdidas por I2R de los devanados y para calcular la temperatura de los mismos al final de la prueba de temperatura. Tambin nos sirve para comprobar que todas las conexiones internas efectuadas en los devanados y guas, fueron sujetadas firmemente. La medicin de las resistencias hmicas puede efectuarse por el mtodo de la cada de potencial o bien por el mtodo de puentes de resistencias (Kelvin o Wheatstone).Mtodo de cada de potencial.El mtodo de cada de potencial, es generalmente ms conveniente para las mediciones de campo y se debe utilizar solamente si la corriente nominal de los devanados es mayor de un Amper.La medicin se hace con corriente continua y las lecturas de corriente y voltaje debern realizarse simultneamente. La resistencia se calcula aplicando la ley de Ohm con las lecturas obtenidas.En la medicin de resistencia hmica por el mtodo de la cada de potencial, se debern tomar en cuenta las siguientes consideraciones:1. La corriente utilizada en la medicin, no deber exceder 15 % de la corriente nominal del devanado bajo prueba, lo anterior permitir evitar errores por calentamiento de los conductores. 2. Las terminales de voltmetros, debern ser independientes de las terminales del ampermetro y debern conectarse tan cerca como sea posible de las terminales del devanado a medir.3. Las lecturas de los instrumentos, debern tomarse hasta que las agujas se hayan estabilizado.4. Se debern tomar cuando menos tres lecturas, tanto de corriente como de voltaje, y el promedio de las resistencias calculadas de estas mediciones deber considerarse como la resistencia hmica del devanado.Mtodo de los puentes.Por lo general en el laboratorio, el mtodo que se prefiere por su exactitud y conveniencia es el mtodo de los puentes (Kelvin y Wheatstone), en el cual se aplica el principio de comparacin de una resistencia conocida comparada con la resistencia por medir.Para obtener resultados correctos, los puentes debern estar en buenas condiciones, todas las partes de contacto debern estar limpias, las clavijas del aparato deben ser limpiadas con un trapo hmedo de algn lquido solvente como el thinner para obtener as un buen contacto, deber revisarse tambin que las condiciones elctricas de las bateras sean aceptables.Para valores de resistencia que estn dentro del rango de 1 a 50 ohm, es recomendable el uso del puente de Wheatstone y para aquellas que estn dentro del rango de 0.0001 a 5 ohm se usa el puente de Kelvin.Determinacin de la temperatura.Como la resistencia de los conductores de los devanados vara con la temperatura, es necesario que al medir la resistencia se determine la temperatura a la que se encuentra el devanado por medir. La temperatura del devanado deber ser determinada tan prxima como sea posible al momento de la medicin de la resistencia.En los transformadores tipo seco la temperatura de los devanados deber ser tomada como el promedio de las lecturas de varios termmetros insertados entre las bobinas, teniendo cuidado de que los bulbos se encuentren tan cercanos como sea posible al conductor del devanado por medir.Cuando el transformador est sumergido en aceite en algn otro lquido dielctrico, la temperatura del devanado es la misma que la del lquido.Se debe tener presente que el transformador no debe excitarse y no debe circular corriente en los devanados durante un perodo no menor de 8 horas antes de medir la temperatura en fro.La resistencia de los devanados es generalmente referida a la temperatura de operacin a plena carga por medio de la siguiente ecuacin:Rt1= Rt2 ( Ta+T1/Ta+T2 )Donde:Rt1= Resistencia referida a la temperatura T1.Rt2= Resistencia referida a la temperatura T2.T2 = Temperatura del devanado en el momento de la medicin de la resistencia Rt2, en C.Ta = Constante de resistencia cero, para el cobre = 234.5 y para el aluminio = 225.0T1 = Temperatura de operacin en C, y es determinada por la ecuacin:T1= elevacin total de Temperatura del transformador + 20C.

CONEXION PARA LA MEDICION DE RESISTENCIA OHMICADEL DEVANADO POR EL METODO DE CAIDA DE POTENCIAL.

Mtodo de los puentes.En transformadores monofsicos la resistencia medida se realiza entre las terminales H1-H2 y X1-X2, y en transformadores trifsicos entre H1-H2, H1-H3, H2-H3 y X1-X2, X1-X3, X2-X3. Es de comprender que las mediciones tomadas en devanados trifsicos no representan la resistencia de cada fase. En el caso de un devanado conectado en estrella cada medicin ser de 2R, siendo R el valor de la resistencia de fase. Pero esto no es aplicable cuando existe un desequilibrio en los valores de la resistencia. Para determinar dicha resistencia en forma correcta cuando estn desequilibradas, se emplean las ecuaciones deducidas del circuito en estrella que se muestra en la Figura 1.En el caso de un devanado conectado en delta la lectura ser de 2/3 R, pero al igual que en el caso de la estrella, es incorrecto considerarlo as, cuando existe un desequilibrio en las resistencias de fase. Por tal motivo, estas resistencias deben determinarse con las ecuaciones obtenidas del circuito en delta de la Figura 2.Caractersticas del equipo usado.Los equipos ms empleados en esta prueba son: el puente de Wheatstone y el puente de Kelvin; ambos para medir resistencias, con la diferencia de que el puente de Wheatstone se usa para resistencias de 1 a 1 x 109 ohm y el puente de Kelvin de 1 x 10-5 a 1 ohm. En la Figura 3 se representan los diagramas elementales de estos puentes.Al realizar las mediciones de resistencia hmica en los devanados, es necesario eliminar los errores que se pueden introducir por el cable empleado y la de contacto. Para esto se utiliza el mtodo de los cuatro hilos mostrado en la Figura 4, donde se emplea dos hilos para transmitir la corriente y los otros dos para medir la cada de tensin en el devanado.La ecuacin para determinar resistencia Rx usando el puente de Wheatstone es:

Para el puente de Kelvin la ecuacin que se emplea es:

Recomendaciones para la prueba.Los devanados que no estn bajo prueba debern permanecer en circuito abierto durante la medicin, para con ello lograr una estabilizacin ms rpida de la corriente de alimentacin. Slo en el caso en que la fuente de C.D. sea una mquina de conmutacin, los devanados fuera de prueba deben estar en cortocircuito, para amortiguar las variaciones de la tensin y por lo tanto eliminar las pequeas vibraciones de la aguja del voltmetro. Esto es aplicable tanto en el mtodo de cada de potencial como en el del puente.

Material utilizado Transformador Trifsico Puente de Kelvin Cables Pila de 9volts

DesarrolloDesarrollo:1. Se va a utilizar un puente de Kelvin para medir las resistencias al rebanado del transformador como el siguiente:

2. Se conect el transformador a la corriente y se conectaron las fases del transformador al puente Kelvin.

3. Se balanceo el equipo de Kelvin Brige.

4. A continuacin se muestra la medicin obtenida de cada fase.FasesMedicin

Fase A2.77 x .1

Fase B2.91 x .1

Fase C2.91 x .1

5. A continuacin se muestra la derivacin obtenida de cada fase.FasesDerivacin

Fase A2.35 x .1

Fase B2.42 x .1

Fase C2.62 x .1

6. A continuacin se muestra el lado bajo de cada fase.Fases

Fase A8.11 x .1

Fase B7.04 x .1

Fase C7.83 x .1

7. Con un termmetro analgico se midi la temperatura del rebanado del transformador.

Observaciones

Francisco de Jess Ramos HernndezComprobamos que al hacer las mediciones de los devanados en alta obtenemos dos valores, el primero es el valor completo y el segundo fue la derivacin que obviamente era menos que el principal.

Hayyim Uriel Romn SosaUsando un transformador y haciendo clculos de los debandados en alta, con respecto a cada fase y estos comparados con las mediciones completas y las derivadas, la de alta es ms alta pero la diferencia no es mucha en cuanto a la medicin.

Hctor Ivn Mondragn DazCon el principio del puente Kelvin lo que utilizamos fue medir las resistencias de los devanados con el transformador y para ello calibrar este aparato para que las mediciones que se le apliquen al transformador sean ms exactas y que dependiendo el tipo de fase ya sea en alta o baja de valores casi similares.

Jos Samuel Flores ReyesNotamos que el transformador est formado de devanados y estos trabajan a una funcin distinta, se puede llamar devanado de alta o baja y estos dependen del grosor del alambre, el devanado de alta es de un alambre ms delgado, y el de baja es de un alambre ms grueso, tambin notamos que el transformador genera una gran cantidad de tensin que es capaz de alimentar varios suministros elctricos.

Jonny GarcaEl puente Kelvin es un aparato muy preciso para medir las resistencias menores a 1 dentro de un transformador dependiendo los devanados que lo compongan.

ConclusionesFrancisco de Jess Ramos HernndezTras observar a grandes rasgos el fenmeno de temperatura en el transformador se puede calcular y medir las diferencias de resistividad en los ncleos, mostrando tambin lo que podra afectar al transformador.

Hayyim Uriel Romn SosaTras realizar diversos clculos y mediciones de temperatura se apreci el efecto de reduccin de resistividad en las bobinas del transformador.

Hctor Ivn Mondragn DazAprecie a grandes rasgos la importancia de conocer la temperatura de trabajo de un transformador.

Jos Samuel Flores ReyesAprend la importancia de conocer el estndar de operacin a diversas temperaturas para evitar que se dae el equipo.

Jonny GarcaTras conocer que los transformadores pueden calentarse si operan a corrientes grandes para evitar eso, no se debe poner a trabajar bajo esas condiciones por q se reduce su resistividad.

Bibliografahttp://ambarelectrica.com

Prctica de laboratorioTransformador trifsico