ensayo de medición de relación de transformación

Introducción

La razón entre el número de vueltas de las bobinas de alta tensión y las de baja tensión de un transformador se conoce como “la relación de vueltas de un transformador”. Los medidores de razón de transformación, más conocidos como TTR, nos dan la lectura de la relación de vueltas y las corrientes de excitación de los bobinados de un transformador. De inmediato surge la pregunta ¿Por qué realizar pruebas de TTR?

En primer lugar, las pruebas de la relación de vueltas sirven para confirmar la relación de transformación y polaridad de transformadores nuevos y usados e identificar desviaciones en las lecturas de la relación de vueltas, indicando problemas en uno o ambos bobinados o en el circuito magnético del núcleo.

Para los transformadores que tienen cambiador de derivaciones (TAPs) para modificar su relación de voltaje, la relación de transformación se basa en la comparación entre el voltaje nominal de referencia del devanado respectivo contra el voltaje de operación o porcentaje de voltaje nominal al que está referido. La relación de transformación de estos transformadores se deberá determinar para todos los TAPs y para todo el devanado.

ENSAYO DE MEDICIÓN DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

I. Transformadores monofásicos

Objetivos: Determinar el error porcentual de la relación de transformación de modo a verificar el estado del bobinado del transformador.

Preparación:

- Anotar los siguientes datos de la placa del transformador a ser ensayado

S (Potencia aparente)= 10 KVADatos de placa (Lado de ALTA)

Datos de placa (Lado de BAJA)Tensión= 231 V

- Equipos y materiales necesarios҂ 1 TTR (equipo de medición de relación de transformación)҂ 1 Transformador de Distribución Monofásico҂ 2 llaves de boca N⁰ 15 y 19

Procedimientos y ejecución

- Para la determinación de la relación de transformación de tensiones conectar las puntas de prueba del TTR a los terminales del lado de alta y baja correspondientes según las indicaciones de las puntas de prueba.

TAP(n) TENSIÓN(V)1 138602 132003 125404 11880

- Realizar los cálculos del valor teórico de la Relación de Transformación, para cada posición del TAP según la siguiente formula

K=HnX

(n: 1,2,3 Y 4)

Valores obtenidos según la placa

- Realizar las mediciones con el TTR para las posiciones 1,2,3 y 4 del TAP y anotar los valores en la siguiente tabla

- Realizar los cálculos de determinación del error porcentual con la siguiente formula y luego anotar los valores en la tabla.

Ɛ (% )=K T−KM

K T

×100%

OBS: El Ɛ (%) debe estar en el rango de ±1% para transformadores nuevos y ±2% para transformadores usados.

Cuestionario

- Supongamos que en una zona rural existe una baja tensión en el Lado de Baja (por debajo a los 10% exigidos por el Reglamento de la ANDE). ¿Cuál sería tu sugerencia como técnico?

Colocar el TAP donde la tensión sea menor a la nominal, es decir bajar de TAP, obteniendo valores mínimos de tensión requeridos para que los equipos eléctricos funcionen.

TAP(n)

KT (T: Teórico)

1 602 57,143 54,284 51,42

TAP(n)

KM (M: Medido)

1 60,0342 57,1903 54,3714 54,374

TAP(n)

Ɛ (%)

1 -0,052 -0,0873 -0,164 -5,72

- ¿En qué afectaría si el error porcentual del ensayo ya un resultado fuera de curva? Demostrar para (+) y ( - )

Si el valor de KM es muy elevado puede significar que N1 sube y N2 baja obteniendo un ε (%) negativo. Si tenemos un -10% significa que el fabricante le saco más cobre. Y si saliera muy negativo cuando el transformador tiene ya unos cinco años de uso, como por ejemplo -11% puede significar que el bobinado se calentó mucho y empezó a hacer cortocircuito, entonces el esmalte ya perdió su aislación.

Conclusión

Podemos concluir que el estado del bobinado se encuentra en óptimas condiciones al estar en el rango permisible, coincidiendo prácticamente las relaciones de transformación de los TAPs del transformador, con una única observación,

II. Transformadores Trifásicos

Objetivos: Determinar el error porcentual de la relación de transformación de modo a verificar el estado del bobinado del transformador.

Preparación:

- Anotar los siguientes datos de la placa del transformador a ser ensayado

S (Potencia aparente)= 15 KVADatos de placa (Lado de ALTA)

Datos de placa (Lado de BAJA)Tensión= 400 V

- Equipos y materiales necesarios҂ 1 TTR (equipo de medición de relación de transformación)҂ 1 Transformador de Distribución Trifásico҂ 2 llaves de boca N⁰ 15 y 19

Procedimientos y ejecución

- Para la determinación de la relación de transformación de tensiones conectar las puntas de prueba del TTR a los terminales del lado de alta y baja correspondientes según las indicaciones de las puntas de prueba.

Paso 1. Realizar los cálculos del valor teórico de la Relación de Transformación para cada posición de TAP según la siguiente formula; luego realizar las mediciones con el TTR para KM y finalmente calculare el error porcentual.

K=HVn×√3LV

(n: 1,2,3 Y 4)

TAP(n) TENSIÓN(V)1 240452 229003 217554 20610

Paso 2. Las puntas altas (H) 1 Y 2 del TTRH2 respectivamente del transformador.Las puntas bajas (X) 1 y 0 se conectan a la fase X1 y al neutro X0 del transformador.

Paso 3. Proceder a la programación del equipo teniendo en cuenta el grupo de conexionado y así verificar la relación.

FASE 1, para posiciones 1, 2,3 y 4 del TAP

TAP(n) KT (T: Teórico) KM (M: Medido) Ɛ (%)1 104,11 104,65 -0,512 99,15 99,45 -0,303 94,20 94,67 -0,494 89,24 89,69 -0,50

Paso 4. Mismos procedimientos que el Paso 2, solo que se corren las puntas del TTR, solo que se corren las puntas del TTR una unidad. Es decir, la punta X1 del TTR se conecta al borne X2 del transformador. Las puntas H1 y H2 del TTR se conectan a los bornes H2 y H3 respectivamente del transformador, esto se debe a que el equipo es monofásico.



Paso 5. Mismos procedimientos que el Paso 2 solo que se corren las puntas del TTR dos unidades para el lado de baja y alta, teniendo en cuenta que las puntas del Lado de Alta se siguen respectivamente. La punta X1 del TTR se conecta al X3 del transformador. Las puntas H1 y H2 del TTR se conectan a los bornes H3 y H1 respectivamente del transformador.



OBS: El Ɛ (%) debe estar en el rango de ±1% para transformadores nuevos y ±2% para transformadores usados.

Cuestionario

- Supongamos que en uno de los TAP se tiene un Ɛ (%) fuera de curva ¿Qué se recomendaría para la puesta en servicio?

Se recomendaría la resolución del problema, del estado de la bobina, poniéndolo fuera de servicio.

Tabla de grupos de conexionado

Cuestionario

- ¿Qué se confirma en este ensayo de rutina?

Se puede confirmar si el transformador cumple con las especificaciones de diseño. Este ensayo da a conocer la eficiencia de trabajo del transformador, determinado por el estado de las bobinas reflejado en la relación de transformación existente en cada TAP.

- ¿Qué pasos se sigue si el error esta fuera de curva, para la puesta en servicio del transformador?

Si el transformador esta fuera de curva, los pasos que se deben seguir para ponerlo en servicio son: quitar de servicio el transformador atendiendo la desconexión del mismo, primero el lado de baja tensión y luego la de media, se contrata o alquila un transformador para que el servicio de la distribución de energía eléctrica

continúe, se procede a la resolución del problema determinando si puede ser puesta nuevamente en servicio y una vez solucionado, se realiza el cambio de transformadores.

Conclusión

El mantenimiento del transformador es esencial para un alargamiento de su vida útil. Se puede concluir que, de acuerdo a los resultados obtenidos en las pruebas realizadas al transformador trifásico, se encuentra en buena condición.

El significado de la prueba de Relación de Transformación es la razón del número de espiras del devanado de alta tensión contra las de baja tensión. Por lo tanto en un transformador el cual posee derivaciones de tensión (TAP´s) se deberá comprobar la relación teórica según la placa de datos del mismo contra lo que se obtenga de lo ensayado en campo, de esta manera se podrá tener un pequeño panorama acerca de las condiciones de ambos devanados (Baja tensión y Alta tensión) así como del sistema magnético del núcleo.

Para poder realizar la medición de este parámetro se utilizan equipos denominados medidores TTR (Transformer Turns Ratio) o DTR (Digital Transformer Ratiometer), estos equipos nos proporcionaran datos numéricos acerca de la relación de espiras en el equipo sometido a prueba.

ensayo de medición de relación de transformación

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