Relazione tecnica Prova a vuoto trasformatore -prof. Miceli

INGEGNERIA  DELL’ENERGIA  

(curriculum  ELETTRICO)  

3°  ANNO  

ESERCITAZIONE  SPERIMENTALE  DI  MACCHINE  ELETTRICHE  N.2  

Eseguita  da  Giorgia  Montoro             14/12/2016  

SCOPO:  misura  delle  grandezze  Potenza  attiva  e  corrente,  dei  parametri  trasversali    dello  schema  

di   riferimento   a       e   verifica   del   rapporto   di   trasformazione   nominale   di   targa   di   un   trasformatore  

Γ

trifase  in  condizioni  di  funzionamento  a  vuoto.  

CONDIZIONI  PRELIMINARI:   il   circuito   in   prova   presenta   i   morsetti   del   secondario   aperti   per  

mezzo   di   un   interruttore   tripolare   con   sezionatore   a   coltello   che   permette   di   isolare   il   circuito   e  

effettuare  le  manovre  di  misura  della  tensione  secondaria  in  condizioni  di  vuoto.  

A   monte   del   circuito   è   inserito   un   autotrasformatore   trifase   abbassatore   a   rapporto   variabile  

(Variac)  che  permette  di  alimentare  il  trasformatore  con  tensione  crescente  da  zero  fino  a  quella  

nominale;  è  necessario  per  evitare  sovratensioni  e  per  mantenere  l’andamento  sinusoidale  della  

tensione  nel  circuito  (cosa  che  non  sarebbe  stata  possibile  con  l’utilizzo  di  un  partitore  resistivo).  

Si  suppone,  inoltre,  che  la  tensione  di  alimentazione  sia  una  terna  simmetrica  e  diretta.  

La   norma   prevede   la   prova   venga   effettuata   con   2   wattmetri   a   inserzione   Aaron,   3   amperometri   e  

2   voltmetri;   in   questo   caso   tutti   gli   strumenti   sono   stati   sostituiti   da   un   unico   analizzatore   di  

potenza  trifase  digitale:  il  PZ-­‐4000  che  misura  tensioni,  correnti  e  potenze  per  ogni  fase.  

Va   fatta   una   precisazione:   lo   strumento   fornisce   la   lettura   con   valori   di   fase   mentre   ai   fini   della  

misura  sono  necessari  i  valori  concatenati.  

Per   le   connessioni   i   morsetti   del   PZ-­‐4000   sono   collegati   in   corta   derivazione   e   lo   strumento   è  

impostato  con  portata  amperometrica  di  5  A.  

Si  imposta  il  voltmetro  FLUKE  179  in  funzionamento  in  corrente  alternata  con  portata  1  kV.  

LEGENDA  DEI  SIMBOLI:  

V  =  tensione  elettrica  [V]  

R  =  resistenza  elettrica  [Ω]  

I  =  corrente  [A]  

f  =  frequenza  del  segnale  [Hz]  

N  =  numero  di  spire  

A  =  potenza  apparente  [VA]  

P  =  potenza  attiva  [W]  

Q  =  potenza  reattiva  [VAR]   1  

!"#$  =  fattore  di  carico  

k  =  rapporto  di  trasformazione  nominale.  

N

Le   grandezze   e   i   parametri   indicati   con   le   lettere   maiuscole   indicano   valori   al   primario   del  

trasformatore,  con  lettere  minuscole  al  secondario.  

Il  pedice  “N”  indica  un  valore  nominale.  

Le   grandezze   e   i   parametri   sono   tutti   ottenuti   e   calcolati   nelle   condizioni   di   funzionamento   a  

vuoto,  eventualmente  indicati  con  il  pedice  “0”.  

STRUMENTI  UTILIZZATI:    

Rete  di  alimentazione  trifase  con  neutro,  simmetrica  e  diretta  a  400  V  concatenata  

•

  Trasformatore   trifase   a   3   gambe   della   Ercole  

• Marelli:  

A  =  5kVA  

− N

f  =  50  Hz  

− k  =  380  V/260  V  

− N

cos!  =  0,8  

− collegamento  Yy0  

− I  =  11,1  A  

− N

k  =  1,40  

− S

  Analizzatore  di  potenza  trifase  digitale  PZ-­‐4000    

• della  Yokogawa  

Portate  amperometriche  5-­‐20  A  

− (per  i  dati  di  targa  si  rimanda  al  sito    

web  della  casa  costruttrice)  

Multimetro  digitale  modello  FLUKE  179  

• AC  Voltage  

− Portata  mV  

− Risoluzione  0,1  mV  

−  

Autotrasformatore  variatore  di  tensione  della  Belotti

•  

A  =  12000  VA  

− N

V =  380  V  

− 1N  

V =  0-­‐380  V  

− usc  

f  =  45-­‐60  Hz  

− Connessione:  Yy0  

−

  Cavetti  di  collegamento  

•

  Sezionatore  a  coltello  

•

  2  

SCHEMA  CIRCUITALE:    

N.B.:  nello  schema  non  è  stato  rappresentato  il  sezionatore  a  coltello  nel  lato  secondario  

ESECUZIONE   DELLA   PROVA:   dopo  aver  realizzato  lo  schema  circuitale  e  essersi  assicurati  che  

il  sezionatore  sia  aperto  (lato  380  V),  si  chiude  il  circuito  di  alimentazione  con  il  Variac  impostato  

sullo   0   e   si   accende   il   PZ-­‐4000.   Successivamente   si   aumenta   il   rapporto   di   trasformazione   del  

Variac  fino  a  quando  non  si  legge  sullo  strumento  la  tensione  secondaria  nominale.  

Poiché   lo   strumento   fornisce   la   lettura   con   le   tensioni   di   fase,   bisogna   arrestare   l’aumento   di  

tensione  quando  sullo  strumento  si  leggerà  la  tensione  primaria  di  fase.  

  ! 260

!

! = = = 150,11  !  

! 3 3

Ai   morsetti   secondari   è   connesso   il   multimetro   digitale,   impostato   per   una   lettura   di   tensione  

trifase  alternata,  che  permette  di  verificare  la  condizione  di  vuoto:  idealmente  si  dovrebbe  poter  

leggere   la   forza   elettromotrice   secondaria   concatenata   di   380   V;   nel   caso   in   cui   si   ottenga   una  

verifica   diversa   si   deduce   che   la   macchina   presenta   qualche   deterioramento   e   di   conseguenza   il  

rapporto  di  trasformazione  nominale  non  corrisponde  al  dato  di  targa.  

In  questo  caso  il  valore  ottenuto  è  366  V.  

Il  PZ-­‐4000  fornisce  i  dati,  fase  per  fase,  in  valore  efficace  di  tensione,  corrente  e  potenza  (attiva,  

reattiva  e  apparente)  e,  attraverso  un  display,  ne  diagramma  l’andamento  temporale.  

Raggiunto  il  valore  di  150  V  sul  lato  di