Ing. Roberto Enrique Pinto 1

TRANSFORMADORES TRIFSICOS

Impedancias caractersticas

Generalmente, la tensin de cortocircuito Ucc se expresa en tanto por ciento del valor nominal de la

tensin Un:

z

n

cc

cc uU

Uu 100 100

n

cc

rS

Pu

22

rzx uuu

100

zn

cc

uUU

3

cc

ccf

UU

Siendo Pcc las prdidas en el cobre, las prdidas por fase sern: Pccf = Pcc / 3

entonces, la resistencia Rccf, la impedancia Zccf y la reactancia Xccf de cortocircuito que presenta el

transformador se determina de la siguiente forma:

2

n

ccf

ccfI

PR

n

ccf

ccfI

UZ 22 ccfccfccf RZX

La tensin porcentual de cortocircuito uz y sus componentes activa ur y reactiva ux tambin se

calculan segn las siguientes expresiones:

1003

n

nccf

zU

IZu 100

3

n

nccf

rU

IRu 100

3

n

nccf

xU

IXu

La impedancia de cortocircuito tambin puede calcularse en funcin de la potencia nominal Sn:

100

2

n

zn

ccfS

uUZ

100

2

n

rn

ccfS

uUR

100

2

n

xn

ccfS

uUX

Rendimiento: CuFep

s

PPP

P

P

P

carga

carga

Las prdidas de potencia en el hierro del circuito magntico PFe (por histresis y corrientes

parsitas) son constantes, mientras que las prdidas en los devanados de cobre o aluminio PCu (por

efecto Joule) son proporcionales al cuadrado de la intensidad de la corriente de carga o de la

potencia aparente de la carga:

Cu

n

Fe PS

SPPrdidas

2

carga

Todas estas prdidas se transforman en calor.

El rendimiento mximo se obtiene cuando las prdidas en el cobre son iguales a las prdidas en el

hierro: PCu = PFe

Regulacin de tensin: 100so

sso

U

UUu Uso: tensin del secundario en vaco

Us: tensin del secundario con carga

Ing. Roberto Enrique Pinto 2

Transformadores trifsicos

Clculo de las impedancias de un transformador trifsico de rebaje de las siguientes caractersticas:

315 kVA 13,2/0,4/0,231 kV ( 2,5% y 5%) - Dy11 (ucc = 4%; PFe = 850 W; PCu = 4.250 W)

Potencia nominal: Sn = 315 kVA

Grupo de conexin: Dy11

Tensin nominal del Primario: Unp = 13.200 V

Tensin de fase del Primario: V 621.73

200.13

3

np

fp

UU

Tensin del Secundario en vaco: Uos = 400 V

Tensin de fase del Secundario en vaco: V 2313

400

3

os

ofs

UU

Tensin nominal del Secundario: Uns = Uo 5% = 400 x 0,95 = 380 V

Tensin de fase del Secundario: V 2203

380

3

ns

fs

UU

Relacin de transformacin: 231

p

ofs

p U

U

Un

Conmutacin de tensiones del Primario: 2,5% y 5%

Posicin 1: Unp x 1,050 = 13.860 V n1 = 60,016

Posicin 2: Unp x 1,025 = 13.530 V n2 = 58,587

Posicin 3: Unp x 1,000 = 13.200 V n3 = 57,158

Posicin 4: Unp x 0,975 = 12.870 V n4 = 55,729

Posicin 5: Unp x 0,950 = 12.540 V n5 = 54,300

Corriente nominal del Primario: A 8,13200.133

000.315

3 np

n

npU

SI

Corriente nominal del Secundario: A 4793803

000.315

3 ns

n

nsU

SI

Tensin porcentual de cortocircuito a 75C: %4ccz uu

Tensin nominal de cortocircuito: V 528100

4200.13

100

ccnp

cc

uUU

Tensin de fase de cortocircuito: V 3053

528

3

cc

ccf

UU

Prdida de vaco (en el hierro): Po = PFe = 850 W

Prdida de cortocircuito (en el cobre): Pcc = PCu = 4.250 W (a 75C)

Prdida de cortocircuito por fase: W/f417.13

250.4

3

cc

ccf

PP

Tensin porcentual activa de cc: %35,1100000.315

250.4100

n

cc

rS

Pu

Tensin porcentual reactiva de cc: %77,335,14 2222 rzx uuu

Ing. Roberto Enrique Pinto 3

Primario

Resistencia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 46,78,13

417.122

np

ccf

epI

PR

Impedancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 13,228,13

305

np

ccf

epI

UZ

Reactancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 83,2022 epepep RZX

Secundario

Resistencia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0061849,0100000.315

35,1380

100

22

n

rns

esS

uUR

Reactancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0172619,0100000.315

77,3380

100

22

n

xns

esS

uUX

Impedancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0183365,022

eseses XRZ

Intensidad mxima de cortocircuito: kA 12 A 965.114

100479100

cc

ns

ccsu

II

Potencia de cortocircuito en Secundario: MVA 875,71004

000.315100

cc

n

ccsu

SS

Rendimiento a plena carga, con factor de potencia igual a la unidad:

%41,98250.4850000.315

000.315

carga

carga

CuFep

s

PPP

P

P

P

Rendimiento a mitad de carga, con factor de potencia igual a 0,85:

%59,98

000.315

500.157250.485085,0

2

000.315

85,02

000.315

2

carga

carga

CuFe PPP

P

Transformador de 315 kVA

96,5%

97,0%

97,5%

98,0%

98,5%

99,0%

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Porcentaje de Carga

Rendim

iento

Cos Phi = 1,00

Cos Phi = 0,85

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Transformadores Trifsicos de Distribucin - Normas IRAM 2250

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Prdidas [W] Tensiones porcentuales a 75C Prdidas [W] Tensiones porcentuales a 75C

[kVA] Po Pcc Ucc % Ur % Ux % Po Pcc Ucc % Ur % Ux %

25 160 600 4 2,4 3,2 190 650 4 2,6 3,0 40 200 900 4 2,3 3,3 290 900 4 2,3 3,3 63 270 1.350 4 2,1 3,4 320 1.500 4 2,4 3,2 80 315 1.500 4 1,9 3,5 330 1.600 4 2,0 3,5

100 350 1.750 4 1,8 3,6 420 2.100 4 2,1 3,4 125 420 2.100 4 1,7 3,6 500 2.500 4 2,0 3,5 160 500 2.500 4 1,6 3,7 600 3.000 4 1,9 3,5 200 600 3.000 4 1,5 3,7 720 3.600 4 1,8 3,6 250 700 3.500 4 1,4 3,7 850 4.250 4 1,7 3,6 315 850 4.250 4 1,3 3,8 1.020 5.100 4 1,6 3,7 400 1.000 5.000 4 1,3 3,8 1.150 6.000 4 1,5 3,7 500 1.200 6.000 4 1,2 3,8 1.320 6.600 4 1,3 3,8 630 1.450 7.250 4 1,2 3,8 1.600 8.000 4 1,3 3,8

800 1.750 8.750 5 1,1 4,9 1.900 9.500 5 1,2 4,9 1.000 2.100 10.500 5 1,1 4,9 2.300 11.500 5 1,2 4,9

1.250 3.200 15.000 6 1,2 5,9 2.300 14.500 6 1,2 5,9 1.600 2.300 19.000 6 1,2 5,9 2.500 17.500 6 1,1 5,9 2.000 3.300 20.500 6 1,0 5,9 3.000 21.500 6 1,1 5,9 2.500 3.300 26.700 6 1,1 5,9 4.100 21.500 6 0,9 5,9

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Prdidas [W] Impedancia Primario [Ohm/f] Prdidas [W] Impedancia Primario [Ohm/f]

[kVA] Po Pcc Zep Rep Xep Po Pcc Zep Rep Xep

25 160 600 278,78 167,27 223,03 190 650 1742 1133 1324 40 200 900 174,24 98,01 144,06 290 900 1089 613 900 63 270 1.350 110,63 59,27 93,41 320 1.500 691 412 556 80 315 1.500 87,12 40,84 76,96 330 1.600 545 272 472

100 350 1.750 69,70 30,49 62,67 420 2.100 436 229 371 125 420 2.100 55,76 23,42 50,60 500 2.500 348 174 302 160 500 2.500 43,56 17,02 40,10 600 3.000 272 128 240 200 600 3.000 34,85 13,07 32,30 720 3.600 218 98,0 195 250 700 3.500 27,88 9,76 26,12 850 4.250 174 74,1 158 315 850 4.250 22,13 7,46 20,83 1.020 5.100 138 56,0 126 400 1.000 5.000 17,42 5,45 16,55 1.150 6.000 109 40,8 101 500 1.200 6.000 13,94 4,18 13,30 1.320 6.600 87,1 28,7 82,2 630 1.450 7.250 11,06 3,18 10,60 1.600 8.000 69,1 22,0 65,6

800 1.750 8.750 10,89 2,38 10,63 1.900 9.500 68,1 16,2 66,1 1.000 2.100 10.500 8,71 1,83 8,52 2.300 11.500 54,5 12,5 53,0

1.250 3.200 15.000 8,36 1,67 8,19 2.300 14.500 52,3 10,1 51,3 1.600 2.300 19.000 6,53 1,29 6,40 2.500 17.500 40,8 7,4 40,2 2.000 3.300 20.500 5,23 0,89 5,15 3.000 21.500 32,7 5,9 32,1 2.500 3.300 26.700 4,18 0,74 4,11 4.100 21.500 26,1 3,7 25,9

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Prdidas [W] Impedancia Secundario [Ohm/f] Prdidas [W] Impedancia Secundario [Ohm/f]

[kVA] Po Pcc Zep Rep Xep Po Pcc Zep Rep Xep

25 160 600 0,23104 0,13862 0,18483 190 650 0,23104 0,15018 0,17558 40 200 900 0,14440 0,08123 0,11939 290 900 0,14440 0,08123 0,11939 63 270 1.350 0,09168 0,04912 0,07742 320 1.500 0,09168 0,05457 0,07367 80 315 1.500 0,07220 0,03384 0,06378 330 1.600 0,07220 0,03610 0,06253

100 350 1.750 0,05776 0,02527 0,05194 420 2.100 0,05776 0,03032 0,04916 125 420 2.100 0,04621 0,01941 0,04193 500 2.500 0,04621 0,02310 0,04002 160 500 2.500 0,03610 0,01410 0,03323 600 3.000 0,03610 0,01692 0,03189 200 600 3.000 0,02888 0,01083 0,02677 720 3.600 0,02888 0,01300 0,02579 250 700 3.500 0,02310 0,00809 0,02164 850 4.250 0,02310 0,00982 0,02091 315 850 4.250 0,01834 0,00618 0,01726 1.020 5.100 0,01834 0,00742 0,01677 400 1.000 5.000 0,01444 0,00451 0,01372 1.150 6.000 0,01444 0,00542 0,01339 500 1.200 6.000 0,01155 0,00347 0,01102 1.320 6.600 0,01155 0,00381 0,01090 630 1.450 7.250 0,00917 0,00264 0,00878 1.600 8.000 0,00917 0,00291 0,00869

800 1.750 8.750 0,00903 0,00197 0,00881 1.900 9.500 0,00903 0,00214 0,00877 1.000 2.100 10.500 0,00722 0,00152 0,00706 2.300 11.500 0,00722 0,00166 0,00703

1.250 3.200 15.000 0,00693 0,00139 0,00679 2.300 14.500 0,00693 0,00134 0,00680 1.600 2.300 19.000 0,00542 0,00107 0,00531 2.500 17.500 0,00542 0,00099 0,00532 2.000 3.300 20.500 0,00433 0,00074 0,00427 3.000 21.500 0,00433 0,00078 0,00426 2.500 3.300 26.700 0,00347 0,00062 0,00341 4.100 21.500 0,00347 0,00050 0,00343