Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Las pruebas de circuito abierto y cortocircuito se realizan en un transformador para determinar:
- Circuito equivalente de transformador
- Regulación de voltaje del transformador
- Eficiencia del transformador
La potencia requerida para las pruebas de circuito abierto y las pruebas de cortocircuito en un transformador es igual a la pérdida de potencia que se produce en el transformador.
Prueba de circuito abierto en transformador
El diagrama de conexión para la prueba de circuito abierto en el transformador se muestra en la figura. Un voltímetro , un vatímetro y un amperímetro están conectados en el lado de baja tensión del transformador como se muestra. La tensión a la frecuencia nominal se aplica a la parte de BT con la ayuda de un autotransformador de relación variable autotransformador .
El lado de alta tensión del transformador se mantiene abierto. Ahora, con la ayuda de variac, la tensión aplicada aumenta lentamente hasta que el voltímetro da una lectura igual a la tensión nominal del lado de baja tensión. Después de alcanzar la tensión nominal del lado de baja tensión, registramos las lecturas de los tres instrumentos (lecturas de voltímetro, amperímetro y vatímetro).
La lectura del amperímetro da la corriente sin carga I e . Como la corriente sin carga I e es bastante pequeña en comparación con la corriente nominal del transformador , la tensión cae debido a esta corriente que puede tomarse como insignificante.
Dado que la lectura del voltímetro V 1 puede considerarse igual al voltaje secundario inducido del transformador, la lectura del vatímetro indica la potencia de entrada durante la prueba. Como el transformador está en circuito abierto, no hay salida, por lo tanto, la potencia de entrada aquí consiste en pérdidas del núcleo en el transformador y pérdidas de cobre en el transformador durante la condición sin carga. Pero como se dijo anteriormente, la corriente sin carga en el transformador es bastante pequeña en comparación con la corriente a plena carga, por lo que podemos despreciar la pérdida de cobre debido a la corriente sin carga. Por lo tanto, puede tomar la lectura del vatímetro como igual a las pérdidas del núcleo en el transformador.
Consideremos que la lectura del vatímetro es P o .
Donde, R m es la resistencia de derivación del transformador.
Si, Z m es la impedancia de derivación del transformador .
Por lo tanto, si la reactancia de la rama de derivación del transformador es X m ,
Estos valores se refieren al lado de BT del transformador debido a que las pruebas se realizan en el lado de BT del transformador. Estos valores podrían referirse fácilmente al lado HV multiplicando estos valores por el cuadrado de la relación de transformación.
Por lo tanto, se ve que la prueba de circuito abierto en el transformador se usa para determinar las pérdidas del núcleo en el transformador y los parámetros de la derivación del circuito equivalente del transformador.
Prueba de cortocircuito en transformador
El diagrama de conexión para la prueba de cortocircuito en el transformador se muestra en la siguiente figura. Un voltímetro, un vatímetro y un amperímetro están conectados en el lado de alta tensión del transformador como se muestra. Se aplica un voltaje bajo de alrededor del 5-10% a ese lado de AT con la ayuda de un variac (es decir, un autotransformador de relación variable ). Cortocircuitamos el lado de BT del transformador. Ahora, con la ayuda de variac, el voltaje aplicado se aumenta lentamente hasta que el vatímetro , y un amperímetro da una lectura igual a la corriente nominal del lado de alta tensión .
Después de alcanzar la corriente nominal del lado HV, registramos las lecturas de los tres instrumentos (lecturas de voltímetro , amperímetro y vatímetro). La lectura del amperímetro da el equivalente primario de la corriente a plena carga IL. Como la tensión aplicada para la corriente a plena carga en una prueba de cortocircuito en el transformador es bastante pequeña en comparación con la tensión primaria nominal del transformador, las pérdidas en el núcleo del transformador pueden considerarse insignificantes aquí.
Digamos que la lectura del voltímetro es V sc . La lectura del vatímetro indica la potencia de entrada durante la prueba. Como hemos cortocircuitado el transformador, no hay salida; por lo tanto, la potencia de entrada aquí consiste en pérdidas de cobre en el transformador. Dado que el voltaje aplicado V sc es un voltaje de cortocircuito en el transformador y, por lo tanto, es bastante pequeño en comparación con el voltaje nominal, podemos despreciar la pérdida del núcleo debido al pequeño voltaje aplicado . Por lo tanto, la lectura del vatímetro se puede tomar como igual a las pérdidas de cobre en el transformador. Consideremos que la lectura del vatímetro es P sc .
Donde, R e es la resistencia equivalente del transformador.
Si, Z e es la impedancia equivalente del transformador.
Por lo tanto, si la reactancia equivalente del transformador es X e .
Estos valores se refieren al lado HV del transformador ya que la prueba se realiza en el lado HV del transformador. Estos valores se pueden convertir fácilmente al lado LV dividiendo estos valores con el cuadrado de la relación de transformación.
Por lo tanto, la prueba de cortocircuito de un transformador se utiliza para determinar las pérdidas de cobre en el transformador a plena carga. También se utiliza para obtener los parámetros para aproximar el circuito equivalente de un transformador .
