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www.ambarelectro.com.mx Electron Seguridad en su energía Número 11, Feb. 2015 Relación de Transformación Mencionábamos en el numero anterior las pruebas de rutina, opcionales y prototipo que se efectúan en transformadores. Una de las pruebas de rutina es la de relación de transformación, conocida en el argot eléctrico como “TTR” por sus siglas en Inglés (Transformer Turn Ratio.) La función de un transformador es la de transformar potencia de un nivel de tensión a otro. La prueba de relación de transformación asegura que las bobinas del transformador tienen las vueltas correctas para producir los niveles de tensión adecuados. Es decir, asegura que la tensión suministrada pueda ser transformada al nivel de tensión deseada. La relación es una medida del valor de tensión RMS aplicado a las terminales del primario contra el valor de tensión RMS medido en las terminales del secundario. Matemáticamente la relación de transformación de un transformador se puede expresar como: Donde: N1 = Número de vueltas del primario N2 = Número de vueltas del secundario V1 = Tensión del devanado primario V2 = Tensión del devanado secundario I1 = Corriente del devanado primario I2 = Corriente del devanado secundario. Como podrá observarse de la fórmula, el número de vueltas del primario y secundario son directamente proporcionales a las tensiones del primario y secundario e inversamente proporcionales a las corrientes de su mismo devanado. Las normas establecen que cuando la tensión nominal es aplicada a una bobina de los transformadores, todas las demás tensiones, no habiendo carga, deben estar dentro de un medio por ciento de las tensiones nominales mencionadas en la placa. También establecen que todas las tensiones de las derivaciones aproximarse a la vuelta más cercana si la tensión por vuelta excede el medio por ciento de la tensión deseada. La prueba de relación de transformación verifica que estas condiciones se cumplan. Las relaciones de transformación para un transformador de 23,000 volts nominales en el primario conexión delta con derivaciones de 2.5% arriba y debajo de la tensión nominal y una tensión nominal de 480/277 volts conexión estrella en el secundario son mostradas en la tabla 1. Los limites de relación de transformación dados permiten una tolerancia de medio por ciento de la tensión nominal. a = = = N1 N2 V1 V2 I2 I1
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Número 11, Feb. 2015
Relación de Transformación
Mencionábamos en el numero anterior las pruebas de rutina, opcionalesy prototipo que se efectúan en transformadores. Una de las pruebas derutina es la de relación de transformación, conocida en el argot eléctricocomo “TTR” por sus siglas en Inglés (Transformer Turn Ratio.)
La función de un transformador es la de transformar potencia de un nivelde tensión a otro. La prueba de relación de transformación asegura que lasbobinas del transformador tienen las vueltas correctas para producir losniveles de tensión adecuados. Es decir, asegura que la tensión suministradapueda ser transformada al nivel de tensión deseada.
La relación es una medida del valor de tensión RMS aplicado a las terminalesdel primario contra el valor de tensión RMS medido en las terminales delsecundario.
Matemáticamente la relación de transformación de un transformador sepuede expresar como:
Donde: N1 = Número de vueltas del primario N2 = Número de vueltas del secundario V1 = Tensión del devanado primario V2 = Tensión del devanado secundario I1 = Corriente del devanado primario I2 = Corriente del devanado secundario.
Como podrá observarse de la fórmula, el número de vueltas del primarioy secundario son directamente proporcionales a las tensiones del primarioy secundario e inversamente proporcionales a las corrientes de su mismodevanado.
Las normas establecen que cuando la tensión nominal es aplicada a unabobina de los transformadores, todas las demás tensiones, no habiendocarga, deben estar dentro de un medio por ciento de las tensiones nominalesmencionadas en la placa. También establecen que todas las tensiones de lasderivaciones aproximarse a la vuelta más cercana si la tensión por vueltaexcede el medio por ciento de la tensión deseada. La prueba de relación detransformación verifica que estas condiciones se cumplan.
Las relaciones de transformación para un transformador de 23,000 voltsnominales en el primario conexión delta con derivaciones de 2.5% arribay debajo de la tensión nominal y una tensión nominal de 480/277 voltsconexión estrella en el secundario son mostradas en la tabla 1. Los limitesde relación de transformación dados permiten una tolerancia de medio porciento de la tensión nominal.
a = = =N1N2
V1V2
I2I1
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Tabla 1
Aplicación del TTR (Transformer Turn Ratiometer)
Este aparato está diseñado para realizar mediciones de relación detransformación en transformadores, autotransformadores y reguladores devoltaje nuevos, reparados o reembobinados, y es considerado un instrumentopráctico y preciso para analizar las condiciones de transformadores en lossiguientes casos:
1. Medición de la relación de transformación de equipos nuevos como parte de las pruebas de rutina exigidas por las normas.2. Identificación y determinación de terminales, derivaciones y sus conexiones internas.3. Determinación y comprobación de polaridad, continuidad y falsos contactos.4. Detección de fallas incipientes.5. Identificación de espiras en cortocircuito.6. En la investigación de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en transformadores en paralelo.7. Determinación de las condiciones reales del transformador después de la operación de las protecciones primarias tales como: Fusibles de potencia, relevador Buchholz, protecciones diferenciales entre otros.
Interpretación de los resultados.
Para interpretar los resultados será necesario calcular el por ciento dediferencia que exista entre los valores reales y valores teóricos, de acuerdoa la siguiente expresión:
% Diferencia = x 100Valor Teórico - Valor Medio
Valor Teórico
Tensión Tap Relación* Superior Inferior24,150 5.0% 87.18 87.62 86.7523,575 2.5% 85.11 85.53 84.6823,000 Nominal 83.03 83.45 82.6222,425 -2.5% 80.96 81.36 80.5521,850 -5.0% 78.88 79.28 78.49
*El valor de relación se toma en forma monofásica
Limites de relación
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Una vez que se obtienen los resultados de prueba, y se observa que éstosexceden el 0.5% de error permitido, se tiene que dictaminar cual de lasbobinas es la que puede tener vueltas en corto circuito, atendiendo lasimple regla que se menciona enseguida:
Si la relación medida es menor a la de placa de datos, el corto circuito lotenemos localizado en la bobina de alta tensión.Si la relación medida es mayor a la de placa de datos, el corto circuito lotenemos localizado en la bobina de baja tensión.
Esto se debe a que al presentarse un corto circuito entre vueltas, éstas seven anuladas, lo cual representa una disminución de vueltas trabajando,lo que ocasiona la alteración del resultado. Lo anterior lo podemoscomprobar al utilizar la fórmula de la relación de transformación descritapárrafos antes.
Si N1 disminuye por tener vueltas en corto circuito, el resultado de larelación disminuirá, lo que demuestra que el devanado de alta tensión esel dañado.
Si N2 disminuye por tener vueltas en corto circuito, el resultado de larelación aumenta, lo que demuestra que el devanado de baja tensión esel dañado.
