Tema IV: Transformadores

Universidad de Oviedo
Tema IV: Transformadores
Dpto.
Dpto. de
de Ingeniería
Ingeniería Eléctrica,
Eléctrica,
Electrónica
Electrónica de
de Computadores
Computadores yy
Sistemas
Sistemas
4.1 Generalidades
Transformador
Transformador
elemental
Flujo magnético
elemental
I1
Se utilizan en redes eléctricas para
convertir un sistema de tensiones
(mono - trifásico) en otro de igual
I2
V1
frecuencia y > o < tensión
V2
La conversión se realiza prácticamente sin pérdidas
Secundario
Primario
Núcleo de chapa
magnética aislada
Transformador elevador: V2>V1, I2<I1
Potentrada≅Potenciasalida
Las intensidades son inversamente
proporcionales a las tensiones en
cada lado
Transformador reductor: V2<V1, I2>I1
Los valores nominales que definen a un transformador son: Potencia
aparente (S), Tensión (U), I (corriente) y frecuencia (f)
4.2 Aspectos constructivos:
circuito magnético I
I1
En la construcción del núcleo se
utilizan chapas de acero aleadas
con Silicio de muy bajo espesor
(0,3 mm) aprox.
I2
V1
V2
El Si incrementa la resistividad del
material y reduce las corrientes
parásitas
La chapa se aisla mediante un tratamiento químico (Carlite) y se obtiene por
LAMINACIÓN EN FRÍO: aumenta la permeabilidad. Mediante este procedimiento
se obtien factores de relleno del 95-98%
55
44
33
22
11
El núcleo puede
tener sección
cuadrada. Pero
es más frecuente
aproximarlo a la
circular
Montaje
chapas núcleo
Corte
Corte
Corte aa 90º
90º
Corte aa 45º
45º
600-5000 V
4.3 Aspectos construc
construc-tivos
tivos:: devanados y
aislamiento I
Diferentes formas
constructivas de
devanados según
tensión y potencia
4,5 - 60 kV
Los conductores de los devanados están aislados entre sí:
En transformadores de baja potencia y tensión se utilizan
hilos esmaltados. En máquinas grandes se emplean
pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado
en aceite
> 60 kV
El aislamiento entre devanados se realiza dejando
espacios de aire o de aceite entre ellos
La forma de los devanados es normalmente circular
El núcleo está siempre conectado a tierra. Para evitar
elevados gradientes de potencial, el devanado de baja
tensión se dispone el más cercano al núcleo
4.3 Aspectos constructivos:
devanados y aislamiento II
{
Estructura
devanados:
trafo
monofásico
Aislante
Primario
Secundario
Secundario
Primario
Núcleo con 3
columnas
Núcleo con 2 columnas
Aislante
Primario
Primario
Secundario
Concéntrico
Aislante
Alternado
Secundario
4.3 Aspectos constructivos:
devanados y aislamiento III
Catá
Catálogos comerciales
Conformado conductores
devanados
Catá
Catálogos comerciales
Fabricación núcleo:
chapas magnéticas
4.3 Aspectos constructivos:
refrigeración
 Transformadores de potencia medida... E. Ras Oliva
1 Núcleo
1’ Prensaculatas
2 Devanados
3 Cuba
4 Aletas refrigeración
5 Aceite
6 Depósito expansión
7 Aisladores (BT y AT)
8 Junta
9 Conexiones
10 Nivel aceite
11 - 12 Termómetro
13 - 14 Grifo de vaciado
15 Cambio tensión
16 Relé Buchholz
17 Cáncamos transporte
18 Desecador aire
19 Tapón llenado
20 Puesta a tierra
4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos I
Catá
Catálogos comerciales
Transformadores
en baño de aceite
4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos II
Catá
Catálogos comerciales
OFAF
Transformador
seco
4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos III
5000
5000 kVA
kVA
Baño
Baño de
de
aceite
aceite
2500
2500 kVA
kVA
Baño
Baño de
de aceite
aceite
1250
1250 kVA
kVA
Baño
Baño de
de aceite
aceite
Catá
Catálogos comerciales
10
10 MVA
MVA
Sellado
Sellado con
con N
N22
10
10 MVA
MVA
Sellado
Sellado con
con N
N22
4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos IV
Catá
Catálogos comerciales
Seco
Catá
Catálogos comerciales
En aceite
Secciones de transfomadores
en aceite y secos
4.4 Principio de
funcionamiento (vacío)
Transformador
en vacío
φ (t)
LTK primario:
I00(t)
I22(t)=0
e11(t)
U11(t)
e22(t)
Ley de Lenz:
d
dφφ((tt))
U
U11((tt)) == −−ee11((tt)) == N
N11 ⋅⋅
dt
dt
U22(t)
El flujo es
senoidal
R
R devanados=0
devanados=0
U
= E ef
U11ef
ef = E11ef
EE11ef
= 4 , 44 ⋅ f ⋅ N ⋅ S ⋅ B m
ef = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N11 ⋅ S ⋅ Bm
La tensión aplicada
determina el flujo
máximo de la máquina
φφ((tt)) == φφm
⋅ Senωt
m ⋅ Senωt
U
⋅ Cosωt = N ⋅ φ m ⋅⋅ ω
U11((tt)) == U
Um
Cosω
ω ⋅⋅ Cos
ωtt
m ⋅ Cosωt = N11 ⋅ φm
11
==
⋅⋅ 22ππff ⋅⋅ N
= 4 ,44 ⋅ f ⋅ N ⋅ φ m
N11 ⋅⋅ φφm
m = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N11 ⋅ φm
22
Fem
eficaz
U
U11((tt)) ++ ee11((tt)) == 00
rrtt ==
Tensión
eficaz
U
= N ⋅ 2πf ⋅ φ m
Um
m = N11 ⋅ 2πf ⋅ φm
Repitiendo el proceso
para el secundario
EE11ef
U
N
U11ef
ef = N11 ≅
ef
=
≅
EE22ef
N
N22 U
U22((vacío
vacío))
ef
Tensión
máxima
d
dφφ((tt))
ee22((tt)) == −−N
N22 ⋅⋅
dt
dt
EE22ef
= 4 , 44 ⋅ f ⋅ N ⋅ S ⋅ B m
ef = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N22 ⋅ S ⋅ Bm
4.4 Principio de funcionamiento:
relación entre corrientes
Considerando que la
conversión se realiza
prácticamente sin
pérdidas:
φ (t)
I11(t)
Potentrada≅Potenciasalida
Considerando que la
tensión del secundario
en carga es la misma
que en vacío:
U11(t)
P11
I22(t)
P22
P=0
U22(t)
U2vacío≅U2carga
P
P11 ≅≅ P
P22:: U
U11*I
*I11=U
=U22*I
*I22
U11 I22
rtt ==
==
U22 I11
I11 1
==
I22 rtt
Las relaciones
de tensiones y
corrientes son
INVERSAS
El transformador no modifica la potencia que se transfiere,
tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes
4.5 Corriente de vacío I
B - φφ
φφ == B
B ⋅⋅ S
S
φφ, U11, i00 1’’
1’’
Zona
Zona de
de saturación
saturación
1’
1’
1
1
UU11
2’=3’
2’=3’
Zona
Zona
lineal
lineal
Material
Material del
del
núcleo
núcleo magnético
magnético
NO
NO se
se considera
considera el
el
ciclo
ciclo de
de histéresis
histéresis
d
dφφ((tt))
U
U11((tt)) == −−ee11((tt)) == N
N11 ⋅⋅
dt
dt
CORRIENTE
CORRIENTE
DE
DE VACÍO
VACÍO ii0
0
2
2
3
3
2’’
2’’
3’’
3’’
φφ
H – i00
N
N⋅⋅ ii == H
H ⋅⋅ ll
CON
CON EL
EL FLUJO
FLUJO Y
Y LA
LA
CURVA
CURVA BH
BH SE
SE PUEDE
PUEDE
OBTENER
OBTENER LA
LA CORRIENTE
CORRIENTE
t
DEBIDO
DEBIDO A
A LA
LA SATURACIÓN
SATURACIÓN DEL
DEL
MATERIAL
MATERIAL LA
LA CORRIENTE
CORRIENTE QUE
QUE
ABSORBE
EL
TRANSFORMADOR
ABSORBE EL TRANSFORMADOR
EN
NO ES
ES SENOIDAL
SENOIDAL
EN VACÍO
VACÍO NO
4.5 Corriente de vacío II
B - φφ
φφ, U11, i00 1’’
1’’
1’
1’
Ciclo
Ciclo de
de
histéresis
histéresis
1
1
UU11
0
φφ
DESPLAZAMIENTO
DESPLAZAMIENTO
3’
3’
CORRIENTE
CORRIENTE
DE
DE VACÍO
VACÍO II0
3
3
2’’
2’’
2’
2’
2
2
Material
Material del
del
núcleo
núcleo magnético
magnético
3’’
3’’
t
H – i00
SÍ
SÍ se
se considera
considera el
el
ciclo
ciclo de
de histéresis
histéresis
El
El valor
valor máximo
máximo se
se mantiene
mantiene
pero
pero la
la corriente
corriente se
se desplaza
desplaza
hacia
hacia el
el origen.
origen.
DEBIDO
DEBIDO AL
AL CICLO
CICLO DE
DE HIS
HISTÉRESIS
TÉRESIS LA
LA CORRIENTE
CORRIENTE
ADELANTA
ADELANTA LIGERAMENTE
LIGERAMENTE
AL
AL FLUJO
FLUJO
4.5 Corriente de vacío III:
senoide equivalente
La
La corriente
corriente de
de vacío
vacío NO
NO
es
es senoidal
senoidal
PROPIEDADES
PROPIEDADES
Para
Para trabajar
trabajar con
con
fasores
fasores es
es necesario
necesario que
que
sea
sea una
una senoide
senoide
Se
Se define
define una
una senoide
senoide
equivalente
equivalente para
para los
los
cálculos
cálculos
Igual
Igual valor
valor eficaz
eficaz que
que la
la corriente
corriente real
real de
de
vacío:
vacío: inferior
inferior al
al 10%
10% de
de la
la corriente
corriente nominal
nominal
Desfase
Desfase respecto
respecto aa la
la tensión
tensión aplicada
aplicada que
que cumpla:
cumpla:
U
ϕϕ00=P
érdidas hierro
U11*I
*I00*Cos
*Cosϕ
=Pérdidas
hierro
4.5 Corriente de vacío IV:
pérdidas y diagrama fasorial
U11=-e11
Senoide
Senoide
equivalente
equivalente
I00
U11=-e11
ϕ 00
φ
ciclo
ciclo de
de histéresis:
histéresis:
NO
NO HAY
HAY PÉRDIDAS
PÉRDIDAS
SÍ
SÍ se
se considera
considera el
el
I00
ϕ 00
Iµµ
Componente
Componente
magnetizante
magnetizante
I00
φ
NO
NO se
se considera
considera el
el
e11
Senoide
Senoide
equivalente
equivalente
Componente
Ifefe Componente
de
de pérdidas
pérdidas
e11
ciclo
ciclo de
de histéresis:
histéresis:
HAY
HAY PÉRDIDAS
PÉRDIDAS
P == U ⋅⋅I00 ⋅⋅ Cosϕ
ϕ00
P=pérdidas
P=pérdidas
por
por histéresis
histéresis
en
en él
él núcleo
núcleo
4.6 Flujo de dispersión
Flujo
Flujo de
de dispersión:
dispersión:
se
se cierra
cierra por
por el
el aire
aire
φ (t)
I00(t)
I22(t)=0
U22(t)
U11(t)
Resistencia
Resistencia
interna
interna
Flujo
Flujo de
de
dispersión
dispersión
R11
Xd1
d1
I00(t)
U11(t)
Representación
Representación
simplificada
simplificada del
del flujo
flujo de
de
dispersión
dispersión (primario)
(primario)
e11(t)
U11 = R 11 ⋅ I00 + jX dd11 ⋅ I00 − e11
En
En vacío
vacío no
no circula
circula
corriente
corriente por
por el
el
secundario
y,
por
secundario y, por
tanto,
tanto, no
no produce
produce
flujo
de
dispersión
flujo de dispersión
φ (t)
I22(t)=0
U22(t)
En
En serie
serie con
con
el
el primario
primario
se
se colocará
colocará
una
una bobina
bobina
que
que será
será la
la
que
que genere
genere
el
el flujo
flujo de
de
dispersión
dispersión
Xd1
d1I00
U11
4.7 Diagrama fasorial del
transformador en vacío
R11I00
-e11
Los
son
Los caídas
caídas de
de tensión
tensión en
en R
R11 yy X
Xd1
d1 son
prácticamente
(del orden
orden del
del 0,2
0,2 al
al
prácticamente despreciables
despreciables (del
6%
6% de
de U
U11))
ϕ 00
I00
Las
Las pérdidas
pérdidas por
por efecto
efecto Joule
Joule en
en R
R11
son
son también
también muy
muy bajas
bajas
φ
U11≅e11
U11 = R 11 ⋅ I00 + jX dd11 ⋅ I00 − e11
e11
U11*I00*Cos
ϕ00 ≅ P
érdidas Fe
*Cosϕ
Pérdidas
4.8 El transformador en
carga I
Resistencia
Resistencia
interna
interna
Flujo
Flujo de
de
dispersión
dispersión
R11
Xd1
d1
I11(t)
U11(t)
φ (t)
e11(t)
El secundario del transformador
presentará una resistencia interna y una
reactancia de dispersión como el primario
Flujo
Flujo de
de Resistencia
Resistencia
dispersión
dispersión interna
interna
Xd2
d2
e22(t)
R22
I22(t)
U22(t)
Se
Se ha
ha invertido
invertido el
el sentido
sentido de
de
para
que
en
el
diagrama
II22(t)
(t) para que en el diagrama
fasorial
fasorial II11(t)
(t) ee II22(t)
(t) NO
NO
APAREZCAN
APAREZCAN SUPERPUESTAS
SUPERPUESTAS
Las caídas de tensión EN CARGA en las resistencias y reactancias
parásitas son muy pequeñas: del 0,2 al 6% de U1
4.9 El transformador en carga II
Resistencia
Resistencia
interna
interna
I00(t)+I22’(t)
U11(t)
R11
Flujo
Flujo de
de
dispersión
dispersión
Flujo
Flujo de
de Resistencia
Resistencia
dispersión
dispersión interna
interna
φ (t)
Xd1
d1
Xd2
d2
e22(t)
e11(t)
R22
I22(t)
U22(t)
Las
son
Las caídas
caídas de
de tensión
tensión en
en R
R11 yy X
Xd1
d1 son
muy
ñas, por
peque
muy pequeñ
pequeñas,
por tanto,
tanto, U
U11 ≅≅ EE11
Al
Al cerrarse
cerrarse el
el secundario
secundario circulará
circulará por
por él
él
una
una corriente
corriente II22(t)
(t) que
que creará
creará una
una nueva
nueva
fuerza
N22*I
*I22(t)
(t)
fuerza magnetomotriz
magnetomotriz N
Nueva
Nueva corriente
corriente
primario
primario
I11 = I00 + I22'
Flujo
Flujo yy fmm
fmm son
son
iguales
iguales que
que en
en
vacío
vacío (los
(los fija
fija U
U11(t))
(t))
N
II
N
II22''== −− 22 ⋅⋅ II22 == −− 22
N
rrtt
N11
La
La nueva
nueva fmm
fmm NO
NO podrá
podrá alterar
alterar el
el
flujo,
flujo, ya
ya que
que si
si así
así fuera
fuera se
se modi
modificaría
ficaría EE11 que
que está
está fijada
fijada por
por U
U11
Esto
Esto sólo
sólo es
es posible
posible si
si en
en el
el
primario
primario aparece
aparece una
una corriente
corriente
II22’(t)
’(t) que
que verifique:
verifique:
N
N11 ⋅⋅ II00 ++ N
N11 ⋅⋅II22''++N
N22 ⋅⋅ II22 == N
N11 ⋅⋅ II00
N11 ⋅⋅ I 22' == −−N22 ⋅⋅ I 22
4.10 Diagrama fasorial del
transformador en carga
jXd1*I1
e 22 == I 22 ⋅⋅ [R 22 ++ jX dd22] ++ U22
R1*I1
U22 == Z cc ⋅⋅ I 22
U1
--e
e1
ϕ1
I1
I2’
I0
ϕϕ
ϕ2
ϕ
U2
ee22
I2
ee11
Suponiendo
Suponiendo carga
carga inductiva:
inductiva:
Zc
=Zc ϕϕ22 →
→ II22 estará
estará retrasada
retrasada
Zc=Zc
respecto
respecto de
de ee22 un
un ángulo
ángulo ϕϕ::
Z ⋅⋅ Senϕϕ22 ++ X dd22 
ϕϕ == atg cc

+
⋅
ϕ
R
Z
Cos
ϕ22 
 22 + cc ⋅
I 22
I11 == I 00 ++ I 22' == I 00 −−
rtt
U11 −− I11 ⋅⋅ [R 11 ++ jX dd11] ++ e11 == 0
U11 == −−e11 ++ I11 ⋅⋅ [R 11 ++ jX dd11]
U
U22 estará
estará
adelantada
adelantada
un
un ángulo
ángulo ϕ
ϕ22
respecto
respecto aa II22
Las
Las caídas
caídas de
de
tensión
R11
tensión en
en R
yy X
están
Xd1
d1 están
aumentadas.
aumentadas.
En
En la
la práctica
práctica
son
son casi
casi
despreciables
despreciables
Las
Las caídas
caídas de
de
tensión
tensión en
en R
R22
yy X
también
Xd2
d2 también
son
son casi
casi nulas
nulas
4.11 Reducción del
secundario al primario
Si la relación de transformación es elevada
existe una diferencia importante entre las
magnitudes primarias y secundarias. La
representación vectorial se complica
Magnitudes
Magnitudes reducidas
reducidas
al
al primario
primario
Impedancia
Impedancia cualquiera
cualquiera
en
en el
el secundario
secundario
U
U22''
rr
11
U
U
U
U '' 11
Z
Z22 == 22 == tt == 22 ⋅⋅ 22 == Z
Z22''⋅⋅ 22
II22 II22''⋅⋅rrtt II22'' rrt
rrtt
t
S 2 = U2 ⋅ I 2
S
S22 ==
El problema se resuelve mediante la reducción del secundario al
primario
ee22''== ee22 ⋅⋅ rrtt
U
U22''== U
U22 ⋅⋅ rrtt
Z 22 ' = Z 22 ⋅ rtt 2
U
U22''
⋅⋅ II22''⋅⋅rrtt == U
U22''⋅⋅II22'' == S
S22''
rrtt
Se mantiene la potencia aparente, la potencia activa
y reactiva, los ángulos, las pérdidas y el rendimiento
2
U
URR22''== U
URR22 ⋅⋅ rrtt
U
UXX22''== U
UXX22 ⋅⋅ rrtt
II22''==
II22
rrtt
4.12 Circuito equivalente I
φ (t)
R11
I11(t)
Xd1
d1
Xd2
d2
e22(t)
e11(t)
U11(t)
R22
I22(t)
U22(t)
rt
Este efecto puede emularse
mediante una resistencia y
una reactancia en paralelo
Ife
Rfe
I0
Iµµ
Xµµ
I00
ϕ 00
Iµµ
Componente
Componente
magnetizante
magnetizante
El núcleo tiene pérdidas
que se reflejan en la
aparición de las dos
componentes de la
corriente de vacío
Componente
Ifefe Componente
de
de pérdidas
pérdidas
4.12 Circuito equivalente II
φ (t)
R11 Xd1
I11(t)
d1
U11(t)
e11(t) Rfe
fe
Xd2
d2
e22(t)
Xµµ
R22
I22(t)
U22(t)
Núcleo
Núcleo sin
sin pérdidas:
pérdidas:
transformador
transformador ideal
ideal
rt
φ (t)
R11 Xd1
I11(t)
d1
U11(t)
e11(t) Rfe
fe
El transformador obtenido
después de reducir al
primario es de:
rt=1: e2’=e2*rt=e1
Xd2
’
d2
e22’(t)
Xµµ
1
R22’
I22’(t)
U22’(t)
Reducción
Reducción del
del secun
secundario
dario al
al primario
primario
ee22''== ee22 ⋅⋅rrtt U
U22''==U
U22 ⋅⋅rrtt
II
22
2
II22''== 22 R
R22''== R
R22 ⋅⋅ rrtt Xd2' = Xd2 ⋅ rt
rrtt
4.13 Circuito equivalente III
Como el transformador de 3 es de
relación unidad y no tiene pérdidas
se puede eliminar, conectando el
resto de los elementos del circuito
I11(t) R11
Xd1
d1
Xd2
’
d2
Ife
fe
U11(t)
Rfe
fe
I00
Iµµ
R22’
I22’(t)
U22’(t)
Xµµ
Circuito
Circuito equivalente
equivalente de
de un
un
transformador
transformador real
real
El circuito equivalente
permite calcular todas las
variables incluidas pérdidas
y rendimiento
Los elementos del
circuito equivalente
se obtienen mediante
ensayos normalizados
Una vez resuelto el circuito
equivalente los valores reales
se calculan deshaciendo la
reducción al primario
4.14 Ensayos del
trasformador: obtención del
circuito equivalente
Existen dos ensayos normalizados que
permiten obtener las caídas de
tensión, pérdidas y parámetros del
circuito equivalente del transformador
Ensayo de
vacío
Ensayo de
cortocircuito
En ambos ensayos se miden tensiones, corrientes y
potencias. A partir del resultado de las mediciones es
posible estimar las pérdidas y reconstruir el circuito
equivalente con todos sus elementos
4.14.1 Ensayo del
transformador en vacío
φ (t)
A
I00(t)
Condiciones
Condiciones ensayo:
ensayo:
I22(t)=0
W
Secundario
Secundario en
en
circuito
circuito abierto
abierto
U22(t)
U11(t)
{
Resultados
Resultados ensayo:
ensayo:
Pérdidas
Pérdidas en
en el
el hierro
hierro
W
Corriente
Corriente de
de vacío
vacío
A
Parámetros
Parámetros circuito
circuito
Tensión
Tensión yy
frecuencia
frecuencia
nominal
nominal
R
, Xµµ
Rfe
fe, Xµ
4.14.2 Ensayo de
cortocircuito
φ (t)
A
(t)
I1n
1n
Condiciones
Condiciones ensayo:
ensayo:
Secundario
Secundario en
en
cortocircuito
cortocircuito
(t)
I2n
2n
W
U22(t)=0
Ucc
(t)
cc
Tensión
Tensión
primario
primario muy
muy
reducida
reducida
Corriente
Corriente
nominal
I 2n
nominal II1n,
1n, I2n
Al
r tanto,
Al ser
ser la
la tensión
tensión del
del ensayo
ensayo muy
muy baja
baja habrá
habrá muy
muy poco
poco flujo
flujo y,
y, po
por
tanto,
2
las
Pfe
=kB m2))
las pérdidas
pérdidas en
en el
el hierro
hierro serán
serán despreciables
despreciables ((P
fe=kBm
{
Resultados
Resultados ensayo:
ensayo:
Pérdidas
Pérdidas en
en el
el cobre
cobre
Parámetros
Parámetros circuito
circuito
{
W
R
=R +R ’
Rcc
cc=R11+R22’
X
=X +X ’
Xcc
cc=X11+X22’
4.15 El transformador en el
ensayo de cortocircuito I
I1n
(t)
1n
Al ser el flujo
muy bajo
respecto al
nominal I0 es
R11
Xd1
d1
Xd2
’
d2
Ife
fe
Ucc
(t)
cc
Rfe
fe
I00
Iµµ
Xµµ
despreciable
I1n(t)=I2’(t)
Ucc(t)
RCC
CC
Xcc
cc
RCC=R1+R2’
XCC=X1+X2’
Al estar el secundario
en cortocircuito se
puede despreciar la
rama en paralelo
R22’
I22’(t)
4.15 El transformador en el
ensayo de cortocircuito II
(t)=I22’(t)
I1n
1n
(t)
Ucc
cc
RCC
CC
Xcc
cc
RCC
=R11+R22’
CC
Ucc
XCC
=X11+X22’
CC
ϕ
εεcc
cc
Ucc
I11nn ⋅⋅ Z cc
cc
cc
==
==
U11nn
U11nn
UXcc
CC
= R cc ⋅⋅ I11nn ++ jX cc
⋅I
Ucc
cc = cc
cc ⋅ 11nn
}
=
Cosϕϕcc
cc =
URcc
Diagrama
Diagrama fasorial
fasorial
I1=I2’
= U cc ⋅⋅ Cosϕϕcc
URcc
Rcc = cc
cc
= U cc ⋅⋅ Senϕϕcc
UXcc
Xcc = cc
cc
Ucc
= Z cc ⋅⋅ I11nn
cc = cc
P
son las pérdidas totales en el Cu
PCC
CC son las pérdidas totales en el Cu
Las
Las de
de Fe
Fe son
son despreciables
despreciables en
en corto
corto
URcc
I ⋅ R cc
Rcc = 11nn ⋅ cc
εεRcc
=
=
Rcc =
U11nn
U11nn
Tensiones
Tensiones relativas
relativas de
de
cortocircuito:
cortocircuito: se
se expresan
expresan
porcentualmente
porcentualmente
UXcc
I ⋅ X cc
Xcc = 11nn ⋅ cc
εεXcc
=
=
Xcc =
U11nn
U11nn
εεcc
⇒ 5% − 10%
cc ⇒ 5% − 10%
ε Xcc
>> ε Rcc
Xcc
Rcc
Pcc
cc
⋅I
Ucc
cc ⋅ 11nn
Para
Para un
un trafo
trafo
de
de potencia
potencia
aparente
aparente SSnn
I11nn2 ⋅⋅ Z cc
cc
εεcc
=
cc =
S nn
2
4.16 Caídas de tensión en un
transformador en carga I
Un
Un transformador
transformador
alimentado
alimentado con
con la
la
tensión
tensión nominal
nominal U
U1n
1n
dará
dará en
en el
el secundario
secundario
en
en vacío
vacío la
la tensión
tensión U
U2n
2n
U22nn −− U22CC
εεcc(%)
=
(%) =
U22nn
Normalmente
Normalmente se
se
expresa
expresa en
en %
%
R
≈I2’(t) CC
I1(t)≈
U1n(t)
Cuando
Cuando trabaje
trabaje en
en
carga,
carga, se
se producirán
producirán
caídas
caídas de
de tensión.
tensión. En
En el
el
secundario
secundario aparece
aparece U
U2c
2c
Xcc
Carga
Carga Próxima
Próxima la
la
nominal
nominal
Caída
Caída de
de tensión
tensión
Se
Se puede
puede referir
referir aa primario
primario oo
secundario
secundario (sólo
(sólo hay
hay que
que
multiplicar
multiplicar por
por rrtt))
LAS
LAS CAÍDAS
CAÍDAS DE
DE TENSIÓN
TENSIÓN
DEPENDEN
DEPENDEN DE
DE LA
LA CARGA
CARGA
εεcc(%)
=
(%) =
ZLϕ
ϕ
∆
∆U22 == U22nn −− U22CC
Para
Para hacer
hacer el
el análisis
análisis
fasorial
fasorial se
se puede
puede
eliminar
eliminar la
la rama
rama en
en
paralelo
paralelo (I
(I00<<I
<<I22))
U11nn −− U22CC'
U11nn
La
La simplificación
simplificación
es
es válida
válida sólo
sólo si
si la
la
carga
carga es
es próxima
próxima aa
la
la nominal
nominal
4.16 Caídas de tensión en un
transformador en carga II
I1(t)≈
≈I2’(t)
εεcc(%)
=
(%) =
U11nn −− U22CC'
U11nn
RCC
U1n(t)
Xcc
UXcc
ϕ
Z2Lϕ
U1n
Carga
Carga <
< carga
carga nominal
nominal
AB ++ BC ++ CD
U11nn
εεcc(%)
=
(%) =
⋅ I ⋅ Cos ϕ
AB
AB == R
Rcc
cc ⋅ I11 ⋅ Cosϕ
⋅ I ⋅ Senϕϕ
AB == R cc
cc ⋅ 11 ⋅
CD se desprecia
C=
I11
I
≅ 22
I11nn I 22nn
URcc
U2c’
ϕ
⋅I
R
X ⋅⋅ II
Rcc
cc ⋅ I11 ⋅ Cosϕ + Xcc
⋅ Cosϕ + cc 11 ⋅⋅ Sen
Senϕϕ
U
U
U11nn
U11nn
Se define el índice de carga
C de un transformador
y U Rcc
U
Uxcc
xcc y URcc
Están
Están
ampliados
ampliados
B
A
εεcc(%)
=
(%) =
O
D
C
I1=I2’
4.16 Caídas de tensión en un
transformador en carga III
⋅I
R
X cc ⋅⋅ II11
Rcc
cc ⋅ I11 ⋅ Cosϕ + Xcc
εεcc(%)
=
⋅⋅ Sen
=
⋅
ϕ
+
Senϕϕ
Cos
(%)
U
U
U11nn
U11nn
Multiplicando
Multiplicando por:
por:
II11nn
II11nn
⋅ I11 I11nn
⋅ I11 I11nn
R cc
X cc
cc
cc
εεcc(%)
=
⋅
⋅ Cosϕϕ +
⋅
⋅ Senϕϕ
(%)
U11nn
I11nn
U11nn
I11nn
ε
RCC
RCC
C
C
εεcc(%)
= C ⋅ [εεRCC
ϕ + εεXCC
ϕ]
RCC ⋅ Cosϕ
XCC ⋅ Senϕ
(%)
EFECTO
EFECTO
FERRANTI
FERRANTI
Si ϕϕ << 0 ⇒
⇒ Senϕϕ << 0 ⇒
⇒ εεcc puede ser << 0 ⇒
⇒ U22cc' >> U11nn ⇒
⇒ U22cc >> U22nn
4.17 Efecto Ferranti
UXcc
UXcc
U1n
Con carga capacitiva
εc puede ser negativa
y la tensión en carga >
que en vacío
La tensión del
secundario
puede ser >
en carga que
en vacío
U1n
URcc
U2c’
I1n=I2n’
U2c’
I1n=I2n’
ϕ
Carga
Carga
inductiva
inductiva
((ϕ
ϕϕ>0)
>0)
URcc
ϕ
Carga
Carga
capacitiva
capacitiva
((ϕ
ϕϕ<0)
<0)
4.18 Rendimiento del
transformador
Pcedida
P
ηη == cedida == 22
Pabsorbida
P11
absorbida
ηη ==
P11 == P22 ++ Pfe
+ Pcu
fe + cu
P22
+ Pcu
P22 ++ Pfe
fe + cu
22
22
22
2
2
2
=
⋅
+
≅
⋅
=
⋅
⋅
=
⋅
Pcu
R
I
R
'
I
'
R
I
R
I
C
P
C
⋅
⋅
=
⋅
+
≅
⋅
=
⋅
⋅
=
⋅
cc
cc
n
cc
1
1
2
2
1
1
cu
cc
cc
cc
1
1
2
2
1
1n
2
2
2
I11
I
≅≅ 22
I11nn I22nn
U
C
U22II22Cos
Cosϕϕ
C ⋅⋅ U
U22II22nnCos
Cosϕϕ
ηη ==
=
22 =
22
ϕ
+
+
⋅
ϕ
+
+
U
I
Cos
P
P
C
C
U
I
Cos
P
P
C
⋅
ϕ
+
+
U22I22Cosϕ + P00 + Pcc
C
C
U
I
Cos
P
P
C
22 22nn
00
cc
cc
cc
C ==
εεcc(%)
=
(%) =
ηη ==
U22nn −− U22CC
U22nn
U22cc == [1 −− εεcc ]⋅⋅ U
U22nn
EL
EL TRANSFORMADOR
TRANSFORMADOR
TRABAJA
TRABAJA CON
CON UN
UN
ÍNDICE
ÍNDICE DE
DE CARGA
CARGA C
C
Ensayo
Ensayo de
de vacío
vacío
C ⋅⋅ [1 −− εεcc ]⋅⋅ U22nnI 22nnCosϕϕ
C ⋅⋅ [1 −− εεcc ]⋅⋅S nnCosϕϕ
=
=
22
22
⋅
−
ε
⋅
ϕ
+
+
C ⋅⋅ [1 −− εεcc ]⋅⋅U22nnI 22nnCosϕϕ ++ P00 ++ Pcc
C
C
1
S
Cos
P
P
C
[
]
⋅
−
ε
⋅
ϕ
+
+
0
c
n
cc
0
cc
c
n
cc
4.19 Influencia del índice de
carga y del cos
ϕ en el rendimiento
cosϕ
C ⋅⋅ [1 −− εεcc ] ⋅⋅S nnCosϕϕ
ηη ==
22
C ⋅⋅ [1 −− εεcc ]⋅⋅S nnCosϕϕ ++ P00 ++ Pcc
C
cc
C ⋅⋅S nn
ηη ==
K
C ⋅⋅S nn++
Cosϕϕ
Cosϕ ↑ ⇒ η ↑
η
η max si
Despreciando
Despreciando
la
lacaída
caídade
de
tensión
tensión
C = cte Cosϕ = var iable
ηη ==
C=
C= variable
variable
Cos
ϕϕ=
Cosϕ
= Cte
Cte
C ⋅⋅S nnCosϕϕ
22
C ⋅⋅S nnCosϕϕ ++ P00 ++ Pcc
C
cc
η
S nnCosϕϕ
P00
η
=
C
mín.
++ Pcc
η
=
cc
P00
C
++ Pcc
S nnCosϕϕ ++
C
cc
C
Derivando
Derivando
respecto
respecto aa C
C ee
igualando
igualando aa 0
0
=
C ηηmax
max =
P00
Pcc
cc
Cosϕ
ϕϕ
Cηηmax
max
C
4.18 Corriente de
cortocircuito
RCC
I1n≈I2n’
Ucc
Xcc
Ensayo
Ensayo de
de cortocircuito
cortocircuito
Z cc
cc
U1n
La
La
impedancia
impedancia
es
es la
la misma
misma
Z
Zcc
cc
Ucc
= cc
I11nn
RCC
ICC
I cc
cc =
Xcc
Z
Zcc
cc
Fallo
Fallo
U11nn
1
⋅ I11nn =
⋅ I11nn
εεcc
Ucc
cc
cc
Z cc
cc =
U11nn
I cc
cc
Para
(5-10%) se obtienen
Para los
los valores
valores habituales
habituales de
de εεcc
cc (5-10%) se obtienen
corrientes
corrientes de
de cortocircuito
cortocircuito de
de 10
10 aa 20
20 veces
veces >
> que
que I1n
1n
4.19 Trafos trifásicos I
R
R
La forma más elemental de transformar
un sistema trifásico consiste en
transformar cada una de las tensiones
de fase mediante un trafo monofásico.
S
S
TT
N
N
N
N11
N
N11
N
N11
R’
R’
R
R
N
N11
N’
N’
N
N22
N
N22
N
N22
N
N22
N
N
N’
N’
N
N11
T’
T’
S’
S’
R’
R’
Banco
Banco trifásico
trifásico de
de transformadores
transformadores
ϕ33
monofásicos
monofásicos
-E11≈≈U11
SS
TT
N
N11
ϕ22
-E22≈≈U22
N
N22
Primarios
Primarios yy secundarios
secundarios estarían
estarían
conectados
conectados en
en estrella.
estrella. Puede
Puede haber
haber neutro
neutro
oo no.
no.
ϕ11
-E33≈≈U33
N
N22
E11 + E22 + E33 = 0
ϕ11 + ϕ22 + ϕ33 = 0
S’
S’
T’
T’
4.19 Trafos trifásicos II
La suma de los tres flujos
es 0: se pueden unir
todas las columnas en
una columna central ϕ2
3 transformadores
ϕ2
monofásicos
Devanado
con N2 espiras
ϕ1
ϕ1
ϕ3
ϕ3
Aislante
ϕ=0
Devanado
con N1 espiras
Eliminando la
columna central se
ahorra material y
peso del trans
trans-formador
ϕ1
ϕ2
ϕ3
Se puede
suprimir
la columna
central
Estructura básica de un
transformador trifásico
4.19 Trafos trifásicos III
ϕ1
ϕ2
ϕ3
En un transformador con tres columnas
existe una pequeña asimetría del circui
circui-to magnético: el flujo de la columna cen
cen-tral tiene un recorrido más corto y, por
tanto, de menor reluctancia.
La corriente de magnetización de esa
fase será ligeramente menor.
Transformador trifásico
de 3 columnas
Las dos columnas laterales sirven
como camino adicional al flujo. De este
modo, es posible reducir la sección y,
por tanto, la altura de la culata
ϕ1
ϕ2
ϕ3
Transformador trifásico núcleo
acorazado (5 columnas)
Si el sistema en el que trabaja el transformador es totalmente equilibrado su
análisis se puede reducir al de una fase (las otras son = desfasadas 120º y 240º)
El circuito equivalente que se utiliza es el mismo, con la tensión de fase
y la corriente de línea (equivalente a conexión estrella – estrella)
4.20 Conexiones en transformadores
trifásicos I
R
S
T
R’
R’
R
R
N1
N1
N1
N
N11
N
N22
N
N
N’
N’
N
N11
N2
N2
N2
SS
TT
N
N22
N
N11
N
N22
S’
S’
T’
T’
Conexión
Conexión estrella
estrella –– estrella:
estrella: Yy
Yy
R
R’
S
S’
T
T´
R
R
N1
N1
N1
R’
R’
N
N11
N
N11
N
N11
N2
R’
N2
S’
N2
T´
SS
TT
N
N22
N
N22
N
N22
Conexión
Conexión triángulo
triángulo –– triángulo:
triángulo: Dd
Dd
S’
S’
T’
T’
4.20 Conexiones en transformadores
trifásicos II
R
S
T
R
R
R’
R’
N
N11
N
N
N
N11
SS
TT
R’
S’
N
N22
N
N22
N
N22
N
N11
Conexión
Conexión estrella
estrella –– triángulo:
triángulo: Yd
Yd
T´
La
La conexión
conexión Yy
Yy plantea
plantea problemas
problemas debidos
debidos aa la
la circulación
circulación de
de corrientes
corrientes
homopolares
homopolares (causadas
(causadas por
por los
los armónicos
armónicos de
de la
la corriente
corriente de
de vacío)
vacío) por
por
el
eutro
el neutro.
neutro. En
En condiciones
condiciones de
de carga
carga desequilibrada
desequilibrada entre
entre fase
fase yy nneutro
aparecen
aparecen sobretensiones
sobretensiones
Cuando
os
Cuando uno
uno de
de los
los devanados
devanados está
está conectado
conectado en
en triángulo
triángulo los
los fluj
flujos
homopolares
homopolares se
se anulan
anulan yy los
los inconvenientes
inconvenientes anteriores
anteriores desaparecen.
desaparecen. El
El
único
en uno
uno de
de los
los devanados
devanados
único problema
problema es
es la
la no
no disponibilidad
disponibilidad del
del neutro
neutro en
S’
S’
T’
T’
4.20 Conexiones en trafos
trifásicos III
Si
Si se
se quiere
quiere disponer
disponer
de
de neutro
neutro en
en primario
primario
yy secundario
secundario yy no
no
tener
tener problemas
problemas de
de
flujos
flujos homopolares
homopolares oo
en
en carga
carga
desequilibrada
desequilibrada se
se
utiliza
utiliza la
la conexión
conexión
estrella
estrella –– zigzag:
zigzag: Yz
Yz
N
N11
R
R
V
Vr2r2
V
Vs1
s1
rr
R’
R’
V
VRR
N
N22/2
/2
N
N11
S
S
N
N22/2
/2
V
Vs2
s2
V
Vt1t1
ss
S’
S’
N
N22/2
/2
V
VSS
N
N11
TT
V
Vr1r1
T’
T’
V
VTT
N
N22/2
/2
V
Vt2t2
tt
N
N22/2
/2
N
N22/2
/2
El secundario consta de dos semidevanados con igual número de espiras. La
tensión secundaria de cada fase se obtiene como la suma de las tensiones
inducidas en dos semidevanados situados en columnas diferentes
Los efectos producidos por los flujos homopolares se compensan sobre los
dos semidevanados no influyendo en el funcionamiento del transformador
4.21 Índices horarios I
N
N11
R
R
Los
Los terminales
terminales de
de
igual
igual polaridad
polaridad son
son los
los
que
que simultáneamente,
simultáneamente,
debido
debido aa un
un flujo
flujo
común,
común, presentan
presentan la
la
misma
misma tensión
tensión
N
N22
R’
R’
V
VRR
r’
r’
N
N11
S
S
V
Vrr
N
N22
S’
S’
ss
s’
s’
V
VSS
V
Vss
N
N11
TT
N
N22
T’
T’
V
Vtt
VRR
VTT
Vtt
La
La existencia
existencia de
de
conexiones
Yd ee Yz
Yz
conexiones Yd
provoca
provoca la
la aparición
aparición de
de
desfases
desfases entre
entre las
las
tensiones
tensiones del
del primario
primario yy
del
del secundario
secundario
Vrr
Vss
tt
t’t’
V
VTT
Con
Con esta
esta
conexión
conexión el
el
desfase
desfase es
es 0
0
rr
VSS
4.21 Índices horarios II
V
VRR
El
El desfase
desfase se
se expresa
expresa en
en
múltiplos
múltiplos de
de 30º,
30º, lo
lo que
que
equivale
equivale aa expresar
expresar la
la hora
hora que
que
marcarían
marcarían el
el fasor
fasor de
de tensión
tensión de
de
la
la fase
fase R
R del
del primario
primario (situado
(situado
en
en las
las 12h)
12h) yy el
el del
del secundario
secundario
Yy6
Yy6
V
Vrr
VRR
Índice
Índice
horario
horario 6
6
Desfase
Desfase 180º
180º
Vtt
Vss
V
Vss
V
Vtt
V
VTT
Índice
Índice
horario
horario 0
0
N
N11
R
R
V
VSS
N
N11
S
S
V
Vrr
S’
S’
VSS
Vrr
ss
t’t’
N
N22
tt
T’
T’
V
VTT
s’
s’
V
Vss
N
N11
TT
rr
N
N22
V
VSS
VTT
r’
r’
N
N22
R’
R’
V
VRR
Terminales
Terminales del
del
secundario
secundario
V
Vtt
4.22 Conexión de
transformadores en paralelo I
Z
ZCC2
CC2
{
Z
ZCC1
CC1
Z
ZLL
Condiciones
Condiciones para
para la
la conexión
conexión
de
de transformadores
transformadores
monofásicos
monofásicos en
en paralelo
paralelo
II11
II22
T1
T1
T2
T2
ZZLL
Trafos
Trafos en
en paralelo
paralelo
U
U11
Circuito
Circuito
equivalente
equivalente
IGUAL
IGUAL rrtt
Funcionamiento
Funcionamiento en
en vacío
vacío
IGUAL
IGUAL εεcc
cc
Distribución
Distribución de
de cargas
cargas
I11 ⋅⋅ Z cc
= I ⋅ Z cc22
cc11 = 22 ⋅ cc
I 11nn
I 22nn
I 11 ⋅⋅ Z cc
⋅
== I 22 ⋅⋅ Z cc
⋅
cc11 ⋅
cc22 ⋅
I 11nn
I 22nn
I 11nn 1
I 22nn 1
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅⋅
I 11 ⋅⋅ Z cc
I
Z
⋅
= 22 ⋅ cc
cc11 ⋅
cc22 ⋅
I 11nn U11nn
I 22nn U11nn
C11 ⋅⋅ εεcc
= C ⋅ ε cc22
cc11 = 22 ⋅ εcc
Si
= ε cc1 ⇒
Si εεcc1
C11=C
=C22 sino
sino un
un transformador
transformador estará
estará más
más cargado
cargado que
que el
el otro
otro
⇒C
cc1= εcc1
En
transformadores
trifásicos
necesario
tengan
εεcc1
≠ ε cc1 el
εεcc
más
cargado
sería
de
(el más
duro) el
EnSi
transformadores
trifásicos
es
necesario
que
ambos
tengan
el
el transfomador
transfomador
máses
cargado
sería el
elque
de <
<ambos
Si
cc1≠ εcc1
cc (el más duro)
mismo
mismo índice
índice horario
horario para
para poder
poder realizar
realizar la
la puesta
puesta en
en paralelo
paralelo
4.23 Autotransformadores I
N
N11
Pto.
Pto. del
del devanado
devanado que
que
está
está aa VV22 voltios
voltios
V
V11
Se
Se utilizan
utilizan cuando
cuando se
se necesita
necesita una
una relación
relación
de
de transformación
transformación
de 1,25
1,25 aa 2.
2. En
En ese
ese caso
caso
●
S
ÍMBOLOS de
●
SÍMBOLOS
son
son más
más rentables
rentables que
que los
los transformadores
transformadores
VENTAJAS
VENTAJAS
●
V
V22
N
N22
V
V22
●
●
Prescindiendo
Prescindiendo de
de
N
N22 yy conectando
conectando
directamente
directamente
N
N11
Pto.
Pto. del
del devanado
devanado que
que
está
a
V
voltios
está a V22 voltios
●
●
Ahorro de conductor: se emplean N2 espiras menos.
Circuito magnético (ventana) de menores dimensiones.
Disminución de pérdidas eléctricas y
magnéticas.
Mejor refrigeración (cuba más pequeña).
Menor flujo de dispersión y corriente de
vacío. (Menor εcc).
INCONVENIENTES
INCONVENIENTES
V
V11
V
V22
AUTOTRAFO
AUTOTRAFO
●
Pérdida del aislamiento galvánico.
●
Mayor corriente de corto (Menor εcc).
●
Necesarias más protecciones.
4.23 Autotransformadores II
AUTOTRAFO
AUTOTRAFO
SECO
SECO DE
DE BT
BT
VARIAC:
VARIAC:
AUTOTRAFO
AUTOTRAFO
REGULABLE
REGULABLE
Catá
Catálogos comerciales
VARIAC
VARIAC CON
CON
INSTRUMENTOS
INSTRUMENTOS
DE
DE MEDIDA
MEDIDA
AUTOTRAFO
AUTOTRAFO
SECO
SECO DE
DE BT
BT
4.24 Transformadores
con tomas
TOMAS
TOMAS
TOMAS
TOMAS
El caso 1 es más favorable ya que se trabaja con
tensiones menores
Permiten
Permiten
cambiar
cambiar la
la
relación
relación de
de
espiras
espiras
entre
entre
primario
primario yy
secundario,
secundario,
de
de este
este
modo
modo se
se
consigue
consigue
una
una tensión
tensión
variable
variable
Entre
Entre otras
otras aplicaciones
aplicaciones se
se utilizan
utilizan en
en las
las redes
redes de
de transporte
transporte yy
distribución
distribución para
para mantener
mantener la
la tensión
tensión cte.
cte. con
con independencia
independencia de
de la
la carga
carga
4.24 Trafos con
tomas
Conexión
devanados
Tomas de
regulación
Conexión
toma de tierra
Catá
Catálogos comerciales
4.24 Transformadores con
tres arrollamientos
φ (t)
V1
N1
N2
V2
N2’
V 2’
Son
Son transformadores
transformadores
especiales
especiales utilizados
utilizados en
en
alta
alta potencia.
potencia. Constan
Constan
de
de un
un primario
primario yy dos
dos
secundarios
secundarios
Mediante
Mediante una
una sola
sola
máquina
máquina se
se obtienen
obtienen
dos
dos niveles
niveles de
de tensión
tensión
diferentes
diferentes
SÍMBOLOS
4.25 Transformadores de
medida y protección I
UTILIDAD
●
●
●
Aislar los dispositivos de medida y protección de la alta tensión.
Trabajar con corrientes o tensiones proporcionales a las que son objeto de
medida.
Evitar las perturbaciones que los campos
magnéticos pueden producir sobre los
instrumentos de medida
El rendimiento no es
importante
Trabajan con niveles
bajos de flujo (zona
lineal)
Existen trafos de
corriente y de tensión
En
En todos
todos los
los casos
casos la
la rrtt es
es <
< 11 para
para mantener
mantener los
los valores
valores bajos
bajos en
en las
las
magnitudes
magnitudes secundarias
secundarias
Los
Los trafos
trafos de
de corriente
corriente tienen
tienen las
las corrientes
corrientes secundarias
secundarias normalizadas
normalizadas a:
a:
55 A
A yy 11 A
A yy los
los de
de tensión
tensión las
las tensiones
tensiones secundarias
secundarias aa 100
100 yy 110
110 VV
4.25.1 Transformadores de
corriente I
Conexión de un transformador de
intensidad
Zcarga
I1
Xd1
Xd2’
R1
R2’
I 2’
I0
IP
I1
Corriente a
medir
RFe
Xµµ
Carga
Secundario
IS
A
En
En un
un trafo
trafo de
de corriente
corriente la
la corriente
corriente del
del primario
primario viene
viene impuesta
impuesta por
por la
la
intensidad
intensidad que
que se
se desea
desea medir.
medir. El
El flujo
flujo no
no es
es cte.
cte.
Las
Las impedancias
impedancias que
que aparecen
aparecen como
como cargas
cargas en
en el
el secundario
secundario tienen
tienen que
que
ser
)
ser muy
muy bajas
bajas (suelen
(suelen ser
ser las
las de
de las
las bobinas
bobinas amperimétricas
amperimétricas)
¡¡¡NUNCA
¡¡¡NUNCA SE
SE PUEDE
PUEDE DEJAR
DEJAR EL
EL SECUNDARIO
SECUNDARIO EN
EN CIRCUITO
CIRCUITO ABIERTO!!!
ABIERTO!!!
4.25.1 Transformadores
de corriente II
PRECISIÓN DE LA MEDIDA
●
Depende de la linealidad entre el flujo e I0. A mayor I0 mayor error.
●
Se utilizan materiales magnéticos de alta permeabilidad.
●
Se trabaja con valores bajos de B.
●
Se trabaja con valores limitados de la corriente del secundario (Z de
carga próxima al cortocircuito) para evitar pérdidas de linealidad
PARÁMETROS DEL TRAFO DE CORRIENTE
●
Tensión de aislamiento: máx. tensión con la que se puede trabajar.
●
Relación de transformación: 200/5 A (p ejem).
●
●
Error de Intensidad: diferencia entre la I2 real y la esperada en función
de la corriente I1 en % (εi(%)).
II22K
Knn −− II11
Error de fase: diferencia de fases entre I1 e I2
εεii(%)
(%) ==
II
K
Knn == 11nn
II22nn
II11
⋅⋅100
100
4.25.1 Transformadores
de corriente III
 M. F. Cabanas:
Cabanas: Té
Técnicas para el mantenimiento y
diagnó
diagnóstico de má
máquinas elé
eléctricas rotativas
Sonda de
corriente
1 – 10 –
100 A
Núcleos magnéticos para
transformadores de
corriente
Transformador de
corriente 1250A
 M. F. Cabanas:
Cabanas:
Técnicas para el
mantenimiento y
diagnó
diagnóstico de
máquinas elé
eléctricas
rotativas
Transformadores de
corriente 100 A
4.26 Revisión de los
conceptos teóricos sobre los
catálogos comerciales de un
fabricante