MEDIDAS ELÉCTRICAS
TRANSFORMADORES DE MEDIDA
1. OBJETIVOS
Conectar transformadores de corriente para alimentar a bobinas amperimétricas
en sistemas trifásicos.
Conectar transformadores de tensión para alimentar a bobinas voltimétricas en
sistemas trifásicos.
2. INTRODUCCIÓN TEÓRICA
2.1. TRANSFORMADORES
Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite elevar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La
potencia que ingresa al equipo. Las máquinas reales presentan un pequeño
porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc. Estos dispositivos
convierten la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía
alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está
constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí
eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un de material
ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético
común que se establece en el núcleo. Se basan en el fenómeno de la inducción
electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de
láminas apiladas de acero eléctrico aleación apropiada para optimizar el flujo
magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según
correspondan a la entrada o salida del
sistema en cuestión,
respectivamente.
EDIN C.A – Eddy.a.a
Fig. N°01
MEDIDAS ELÉCTRICAS
2.1.1. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
Son aparatos en que la corriente secundaria, dentro de las condiciones normales
de operación, es prácticamente proporcional a la corriente primaria, aunque
ligeramente desfasada. Desarrollan dos tipos de función: transformar la corriente y
aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta
tensión. El primario del transformador, que consta de muy pocas espiras, se
conecta en serie con el circuito cuya intensidad se desea medir y el secundario se
conecta en serie con las bobinas de corriente de los aparatos de medición y de
protección que requieran ser energizados.
Las espiras del arrollamiento primario suelen ser una o varias, las cuales se
pueden a su vez dividir en dos partes iguales y conectarse en serie o paralelo para
cambiar la relación, y atraviesan el núcleo magnético, cuya forma suele ser cerrada
tipo toroidal o puede tener un cierto entrehierro, sobre el cual se arrollan las
espiras del secundario de una forma uniforme, consiguiendo así reducir al mínimo
el flujo de dispersión. Este arrollamiento es el que se encarga de alimentar los
circuitos de intensidad de uno o varios aparatos de medida conectados en serie.
EDIN C.A – Eddy.a.a
Fig. N°02
MEDIDAS ELÉCTRICAS
2.1.2. TRANSFORMADORES DE VOLTAJE
Un transformador de tensión es un dispositivo destinado a la alimentación de
aparatos de medición y /o protección con tensiones proporcionales a las de la red
en el punto en el cual está conectado. El primario se conecta en paralelo con el
circuito por controlar y el secundario se conecta en paralelo con las bobinas de
tensión de los diferentes aparatos de medición y de protección que se requiere
energizar. Cada transformador de tensión tendrá, por lo tanto, terminales primarios
que se conectarán a un par de fases o a una fase y tierra, y terminales secundarios
a los cuales se conectarán aquellos aparatos.
En estos aparatos la tensión secundaria, dentro de las condiciones normales de
operación, es prácticamente proporcional a la tensión primaria, aunque ligeramente
desfasada. Desarrollan dos funciones: transformar la tensión y aislar los
instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.
EDIN C.A – Eddy.a.a
MEDIDAS ELÉCTRICAS
3. EQUIPOS Y MATERIALES
Cantidad Descripción Marca
01 Fuente de tension regulable. LAB-VOLT
04 Multímetro digital FLUKE
03 Transformadores de corriente.
LAB-VOLT
01 Carga resistiva LAB-VOLT
03 Transformadores de tension LAB-VOLT
18 Cables de conexión.
4. PROCEDIMIENTO
EDIN C.A – Eddy.a.a
“TT”EN CASCADA REPARTIENDO LA TENSIÓN PRIMARIA EN VARIAS ETAPAS
SEPARADAS.
Fig. N°03
MEDIDAS ELÉCTRICAS
4.1. CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
Realizar las conexiones de los circuitos mostrados en los esquemas 1, 2 y 3, anotar
los valores registrados en la tabla 1 y observar los resultados.
EDIN C.A – Eddy.a.a
ESQUEMA N° 01
ESQUEMA N° 02
MEDIDAS ELÉCTRICAS
EDIN C.A – Eddy.a.a
TABLA N°01
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
ESQUEMA IR(A)
IS(A)
IT(A)
A1(A)
A2(A)
A3(A)
16.782.5
=0,201 16.7 mA - - 82.5 mA - -
16.782.5
=0,202 16.7mA - 16.6 mA 83.9 mA 82.6 mA 76.7mA
16.782.5
=0,203 16.7 mA 17.1 mA 17 mA 83.3 mA 85.6 mA 85.3 mA
MEDIDAS ELÉCTRICAS
4.2. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES DE TENSIÓN.
Realizar las conexiones de los circuitos mostrados en los esquemas 4, 5 y 6,
anotar los valores registrados en la tabla 2 y observar los resultados.
EDIN C.A – Eddy.a.a
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
M (IR)=16.782.6
=0.20 M (¿)=16.676.7
=0.21
M (IR)=16.783.3
=0.20
M (IR)=16.782.5
=0.20
M (IR)=16.783.9
=0.19
Esquema N°01
Esquema N°02
Esquema N°03 M (Is)=17.185 .6
=0.19 M (¿)= 1785 .3
=0.19
MEDIDAS ELÉCTRICAS
EDIN C.A – Eddy.a.a
ESQUEMA N° 04
ESQUEMA N° 05
MEDIDAS ELÉCTRICAS
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
ESQUEMAURS
(V)
UST
(V)
UTR
(V)
V1
(V)
V2
(V)
V3
(V)
10032.2
=3.14 100 v - - 32.2 v - -
10032.1
=3.15 100 v 100 v 100 v 32.1 v 31.96 v 31.7 v
100
√3=57.718.5
=3.116 100 v 100 v 100 v 18.5 v 18.5 v 18.5 v
EDIN C.A – Eddy.a.a
ESQUEMA N° 06
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
Esquema N°04 M (URS )= 10032.2
=3.10
TABLA N°02
MEDIDAS ELÉCTRICAS
5. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
¿De qué depende el error de la relación de transformación en los
transformadores de medida? ¿De qué depende el error angular (entre primario
y secundario) de los transformadores de medida? Explique
EDIN C.A – Eddy.a.a
Esquema N°05 M (URS )= 10032.1
=3.11
M (UST )= 10031.96
=3.12
M (UTR )= 10031.7
=3.15
Esquema N°06 M=100√3
=57.7
M (URS )=57.718.5
=3.10
M (UST )=57.718.5
=3.10
M (UTR )=57.718.5
=3.10
MEDIDAS ELÉCTRICAS
El error de relación depende de los instrumentos de medición que estamos utilizando ya que podrían tener algunas fallas y nos arrojan datos que no son muy precisos y al momento de sacar la relación nos arrojaría un resultado que no es.
Este error dependería mucho del tipo transformador que se esté utilizando ya sea
elevador o reductor ya que las mediciones de tensión o corriente primarias están
desfasadas con respecto a las secundarias y eso influiría mucho al momento de
querer calcular las potencias.
Explique, fasorialmente, cómo es posible medir la corriente en cada línea y la
tensión entre ellas, con sólo dos transformadores.
Según la conexión, los voltajes en los devanados primarios están desfasados al
igual que los voltajes secundarios con la única diferencia de las dos fases se
recombinan para darnos un sistema trifásico. La ventaja de esta conexión con
respecto a las demás conexiones con dos transformadores es que en esta se
puede conectar el neutro tanto en los devanados primarios como secundarios.
¿Qué diferencia hay entre los valores medidos, de corriente y tensión, utilizando
dos y tres transformadores de medida? ¿En qué casos recomendaría el uso de
dos transformadores de medida en vez de tres?
Las mediciones que se hace con dos transformadores en tensión y voltaje no tienen
mucha variación mientras que los resultados con tres transformadores con respecto a
EDIN C.A – Eddy.a.a
V
MEDIDAS ELÉCTRICAS
los resultados arrojados con dos transformadores en tensión son parecidos pero en
corriente tienen una variación de 2 A aprox.
Recomendaría que se utilice dos transformadores cuando se necesite medir corrientes
ya que podría decir que nos daría resultados un poco más exactos. Mientras que si se
quisiera medir tensión podría utilizarse dos o tres transformadores.
6. CONCLUSIONES
En este laboratorio se pudo determinar la relación de transformación, tanto para
transformadores de corriente como también transformadores de tensión, los de
corriente su relación es mínima a comparación al de tensión.
Se logró determinar que tanto los trasformadores de corriente como los
transformadores de tensión son ligeramente desfasados.
Estos transformadores no solo sirven para elevar o disminuir la corriente o
tensión, sino que también cumplen la función de aislar.
En la actualidad estos transformadores son muy utilizador tanto para la industria,
para ciudades etc.
7. LINKOGRAFIA
http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/SE/5.pdf
http://www.uib.cat/depart/dfs/GTE/education/industrial/
con_maq_electriques/teoria/Teoria%20Oviedo/Primer%20Parcial/
Presentaciones%20en%20formato%20PDF/Tema4.pdf
http://www.polylux.com/familia/
transformadores_de_aislamiento_encapsulados?
gclid=CNKnnJeujckCFUs8gQodZ8gHyw.
8. ANEXOS
EDIN C.A – Eddy.a.a
MEDIDAS ELÉCTRICAS
EDIN C.A – Eddy.a.a
Fig. N°04 Fig. N°05 Fig. N°06