LABORATORIO DEAPOYO MÁQUINAS ELÉCTRICAS (410015) INFORME DE LABORATORIO N°06
CALENTAMIENTO DE MAQUINAS ELECTRICAS.INTERANTES
ASINATURA ASINATURA DOCENTE
P!"#$ A#!%&' B$%* C$&+! ,$% M$*!#/* D$ M$2
M!3!* E#&%&!* (L!". A$7$) R8 C*%!
FEC9A LABORATORIO
14 E%$ : ;016
FEC9A ENTREA
;; E%$ : ;016
MÁQUINAS ELÉCTRICAS Ingeniería de Ejecución en Electricidad Depto. Ingeniería Eléctrica Universidad del Bío Bío
1.
RESUMEN
En este laboratorio estudiaremos el comportamiento físico cuando el transformador está en estado operativo, con ello comprenderemos la relación ue a!í entre su temperatura " el valor ó!mico en sus devanados, mediante pruebas a magnitudes nominales registraremos la datos datos de resis resiste tenci ncias as " temper temperatu atura ra en #elsiu #elsius, s, por por cons consigu iguien iente te obten obtendre dremo mos s " demostraremos ue clase de aislación tiene " cuál es su temperatura aceptable.
;.
OB,ETI
•
$amiliari%arse con los fenómenos de calentamiento, las formas de refrigeración de
•
las mauias eléctricas " las temperaturas de operación. #omprender #omprender relación entre el calentamiento aceptable aceptable " las clases de aislamiento ai slamiento.
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=.
BASESTE>RICAS.
T$%?! :# D#&%&$*
&emos visto ue en los conductores las cargas se mueven libremente en respuesta a un camp ca mpo o el eléc éctr tric ico o a pu punt ntos os ta tale les s u ue e el ca camp mpo o de dent ntro ro de dell co cond nduc ucto torr es ce cero ro.. '! '!or ora a anali%aremos los materiales ue no conducen la electricidad, estos son llamados aislantes o dieléctricos. (ediante (edia nte e)p e)peri erimen mentos tos se obs observ ervó ó ue la ca capac pacita itanci ncia a aum aument enta a cu cuand ando o se co coloc loca a un material aislante entre las placas del capacitor. *i este aislante llena completamente el espaci esp acio o en entre tre las pla placas cas,, la cap capac acita itanc ncia ia au aume menta nta po porr un fac factor tor +, ue depende depende del material. ' este factor + se le llama constante dieléctrica. dieléctrica. ara e)plicar porue sucede esto, consideremos un capacitor, cu"a carga es
Fórmula 01. “Carga en un dieléctrico”
C#!*@&!&' : M!%!#* A*#!* -os materiales aislantes son definidos como materiales ue ofrecen una gran resistencia al paso de la corriente, " por ese motivo, se utili%an para conservar su flujo a través de los conductores. #uando tocamos una máuina ue se encuentra en estado operativo, no recibimos ninguna descarga eléctrica debido al aislamiento. -a rupt ruptura ura del aisla aislamien miento to impl implica ica un cor cortocir tocircuit cuito o entr entre e espir espiras, as, causando causando flujo flujos s de corriente corr ientes s en cami caminos nos indes indeseado eados. s. Esto tamb también ién pued puede e res resultar ultar en s!o s!oc+s c+s eléc eléctrico tricos s a !umanos operando la mauinaria " también dao a las mauinas. /eueri /eu erimie miento ntos s de los ma mater terial iales es ais aislan lantes tes bue bueno nos s inv invol olucr ucran an pr propi opieda edade des s fís física icas, s, confiabilidad, costo, disponibilidad, adaptabilidad al Uso en las mauinas, etc... 'islamiento eléctrico " materiales dieléctricos inclu"en varias formas de materiales ue rodean " protegen a los conducto conductores res eléctricos " previenen flujos
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de corr corriente iente indes indeseado eados, s, perd perdidas idas.. -as esp especifi ecificaci caciones ones eléct eléctricas ricas incl inclu"en u"en res resistivi istividad, dad, rigide% dieléctrica " constante dieléctrica.
E#/!&' $% %!%! %$:$ : #$* :/!!:$* -a ele eleva vació ción n de la tem temper perat atur ura a pr prom omedi edio o de un de deva vanad nado o deb debe e ser la tem temper perat atura ura promedio del devanado menos la temperatura ambiente, -a temperatura promedio de los devanados debe determinase por el método de la resistencia, la formula 012 muestra la fórmula de la relación de temperatura de devanados .
Fórmula 02. “Formula de temperatura entre devanados en el transformador”
Donde3 •
4 5 4emperatu 4emperatura ra promedio del devanado devanado correspondiente correspondiente a la resistencia en calentada /, en grados #elsius
•
46 5 4emperatura a la cual se midió la resistencia en frio, en grados #elsius
•
/6 5 /esistencia en frio, medida de acuerdo a la 04# 789, en o!m
•
/ 5 /esistencia caliente, en :!m
•
4+ 5 27;,9 1# para cobre " 229 1# para aluminio
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4.
PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL
<.= 'ntes de comen%ar el laboratorio, registramos las magnitudes nominales de la mauina a utili%ar, en este caso fue un transformador monofásico po>ertronic, en la imagen 62 se puede apreciar los datos de placa del aparato.
Imagen 01: “Placa de datos del transformador”
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2.= -uego -uego de verificar los datos de placa se procede a registrar la temperatura ambiente de laboratorio En la tabla 01< se aprecia la temperatura ambiente de laboratorio en ese momento.
4emperatura 4emperatura ?#1@
271 #.
4abla 01<. A4emperatura ambiente de laboratorio
7.= or consiguiente !acemos las mediciones en los devanados de resistencia ó!mica, en el
lado de alta tensión, solo por verificación medimos el lado de baja tensión.
-ectura de (ediciones /p ?p ?primario@ /s ?s ?secundario@ Tabla 02:“alores
6.C F 6.8 F
ó!micos de los devanados del transformador”."
;.= ara ara empe%ar las pruebas de temperatura se aplica carga nominal ?frecuencia " tensión nominal@, cada <9 minutos, se volverá a media resistencia en el devanado primario. En la tabla 0167 podremos visuali%ar las mediciones cada <9 minutos.
-ectura 0G < 2 7 Tabla 03:”alores
H/I('/I: 2<.; HF 2<.8 HF 226.7 vF
#orriente .< 'F .6 'F 'F
/ primario 6.C F 6. F <.6 F
/ secundario 6.C F 6.J F 6.C F
de las respectivas mediciones !ec!as como prue#a al transformador”."
$ota: Ca#e se%alar &ue estas mediciones fueron aplicadas con cierto tiempo de por medio para &ue la temperatura temperatura no fuese relevante en su valor ó!mico ó!mico
5.
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
De la tabla 012 podemos e)traer las especificaciones del valor resistivo interno del transformador en el devanado primario o de alta tensión. ara anali%ar los datos de la tabla tenemos ue tener en consideración ue los datos medidos de los devanados no son los correctos, "a ue, como son pruebas de laboratorio, en estos influ"en factores e)ternos ue !acen variar los valores, uno de ellos es el ue la mauina fue utili%ada anteriormente anteriormente uedando con una temperatura más elevada ue un transformador sin !aberlo usado, por ello las mediciones no fueron las ue !ubiese dado con el transformador a temperatura ambiente, " así como la temperatura aumento su nivel de resistencia también. #abe sealar ue las medición varían pero no drásticamente, si no ue levemente.
-ectura de (ediciones /p ?p ?primario@ /s ?s ?secundario@ Tabla 02:“alores
6.C F 6.8 F
ó!micos de los devanados del transformador”."
En la tabla 017 visuali%aremos ue los valores obtenidos serán mu" parecidos, casi idénticos, "a ue, como el transformador estaba con temperatura al energi%arlo " trabajar con él la temperatura alcan%o su nominal, porue el transformador trabajo a magnitudes nominales, es decir, la temperatura al comen%ar fue mu" parecida a la temperatura al final ?después de !aberlo sometido a una carga@ por ello los valores medidos son parecidos.
-ectura 0G < 2 7
H/I('/I: 2<.; HF 2<.8 HF 226.7 vF
Tabla 03:”alores
#orriente .< 'F .6 'F 'F
/ primario 6.C F 6. F <.6 F
/ secundario 6.C F 6.J F 6.C F
de las respectivas mediciones !ec!as como prue#a al transformador”. "
-a grafica correspondiente ue relaciona temperatura, resistencia a medida ue trascurre el tiempo se puede visuali%ar en la imagen 62.
Imagen 02: “'rafica &ue relaciona resistencia ( temperatura a medida &ue transcurre transcurre el tiempo mediante el transformador transformador tra#a)a a magnitud nominal”
$ota $ota:: el graf rafico ico pres prese entado tado ante anteri rior orm men ente te no es el de los los datos verificados en la#oratorio si no &ue &ue es un una a repr repres esen enta taci ción ón gr*fica de como tendr+a &ue ser la curva de temperatura temperatura
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CONCLUSIONES •
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El transformador en frio se observó ue sus resistencias eran de tal magnitud, pero cuando alcan%a sus valores nominales, también llega a cierta temperatura nominal, al medir nuevamente los devanados notamos un leve cambio en la resistencia, esto se debe a ue cuando la temperatura del transformador se incrementa los valores resistivos de los devanados también se incrementan. -a clase de aislación de este transformador en la clase AB, la elevación de temperatura puede o no e)ceder de los C61# , además la placa de datos muestra la temperatura nominal con la cual trabaja el transformador or otro lado la temperatura ambiente en el punto de partida de lo practicado en laboratorio e)cedía de la temperatura ambiente, por el transformador ocupo menor tiempo en llegar a su temperatura nominal, por ello también la poca variación de las resistencias de los devanados *i la corriente !ubiese aumentado el doble, en un corto tiempo no !ubiera traído ma"ores consecuencias, pero si este tiempo es prolongado la e)cesiva corriente circulando por sus devanados !ubiera daado la máuina, principalmente sus aislaciones, uedando vulnerable ante cualuier corto circuito *i los ensa"os son a <666 metros o menos ningKn cambio tendría, pero cuando las alturas son ma"ores, e)iste una relación ue es ue cociente de la altura a la ue se provocara el ensa"o por <666 ue es una constante de ue no !a" cambio bajo <666 metros, por lo tanto influ"e la altura "a ue la temperatura se incrementa más rápido. /especto al enfriamiento for%ado de transformadores se ocupa en transformadores de distribución o de grandes capacidades, ue no consiguen refrigeración por aire, por lo tanto se les aplica refrigeración for%ada para evitar recalentamientos
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BIBLIORAFA
<.=4emperaturaL novamiron.com.ar.= $ec!a 'cceso3 >>.novam !ttp3MM>>>.novamiron.com.arMnot iron.com.arMnotaJ.!tml aJ.!tml 2.= Nuía -aboratorio de 'po"o de (áuinas Eléctricas, Depto. Ingeniería Eléctrica. 7.= El 4ransformador 4ransformador (onofásicoL /incondelvago.com.= /inconde lvago.com.= $ec!a 'cceso3 69 'bril -in+3 !ttp3MM!tml.rincondelvago.comM !ttp3MM!tml.rincondelvago.comMel=transforma el=transformador=monofas dor=monofasico.!tml ico.!tml ;.=#urva de ruevas de calentamiento en el transformador.= $ic!a 'cceso3 2< 'bril -in+3 !ttps3MMpre%i.comMloipttmin!Mprueba=d !ttps3MMpre%i.comMloipttmin!Mprueba=de=calentamiento=en=t e=calentamiento=en=transforma ransformadoresM doresM
.
LISTADODE MATERIALES
<.= 4ransformador (onofásico.= (arca3 o>er4ronic (odelo3 , (odelo3 , 0- - , /1 226M<<6 H, 96&% 2.= 'nali%ador Industrial.= #antidad 3 2 (arca 3 $lu+e (odelo 3 ;
7.= Hariac (onofásico.= 6=2;6 H, 96 &%
;.= Dis"untor Dis"unto r Breac+er. Bre ac+er.==
9.= (ultimetro $lu+e
J.= Banco de resistencias.
