norma técnica ntc colombiana 317

NORMA TÉCNICA
COLOMBIANA
NTC
317
1998-11-25
ELECTROTECNIA.
TRANSFORMADORES
DE
POTENCIA
DISTRIBUCIÓN. TERMINOLOGÍA
E:
Y
ELECTROTECHNICS. TERMINOLOGY FOR POWER AND
DISTRIBUTION TRANSFORMERS.
CORRESPONDENCIA:
esta norma es equivalente (EQV) a la
ANSI/IEEE C57-12-80 excepto en el
numeral 5.3.4.1.
DESCRIPTORES:
transformador
de
distribución;
transformador de potencia.
I.C.S: 29.180
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)
Apartado 14237 Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 2218912 - Fax 2221435
Prohibida su reproducción
Tercera actualización
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional
de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector
gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los
mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica
está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último
caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 317 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 98-11-25.
Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en
todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través
de su participación en el Comité Técnico 383101 Transformadores eléctricos.
ABB
CIDET
CODENSA
COMERCIALIZACIÓN
CORELCA
DOW CORNING
ELECTRIFICADORA DEL ATLÁNTICO
ELECTRIFICADORA SANTANDER
ELECTROPORCELANA GAMMA
EMPRESA DE ENERGÍA DE BOGOTÁ
EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
INDUSTRIAS ELKA LTDA.
INDUSTRIAS TYF S.A.
NAVARRO GONZÁLEZ Y CÍA.
RIELCO
RYMEL INGENIERÍA ELÉCTRICA LTDA.
SENA
SERINCA
SIEMENS SOCIEDAD ANÓNIMA
TESLA TRANSFORMADORES LTDA.
TRANSFORMADORES DE COLOMBIA
TRANSFORMADORES SIERRA LTDA.
TRANSFORMADORES TPL
UNIVERSIDAD DEL VALLE
El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
ELECTROTECNIA.
TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCIÓN.
TERMINOLOGÍA
1.
ALCANCE
Esta norma es una recopilación de términos y definiciones relativas principalmente a
transformadores eléctricos y aparatos asociados. También incluye datos similares relativos a
sistemas de potencia y aislamiento comúnmente involucrados en la tecnología de
transformadores.
2.
DEFINICIONES DE TRANSFORMADORES
2.1
GENERAL
2.1.1
Transformador
Dispositivo eléctrico estático que consta de un devanado, o dos o más devanados con o sin
núcleo magnético para introducir un acoplamiento mutuo entre circuitos eléctricos.
Nota. Los transformadores son usados en sistemas eléctricos de potencia para transferir potencia por inducción
electromagnética entre circuitos de la misma frecuencia, usualmente con cambios de tensión y corriente.
2.1.2
Transformador reductor
Transformador en el cual la transferencia de potencia es del circuito de mayor tensión al circuito
de menor tensión.
2.1.3
Transformador elevador
Transformador en el cual la transferencia de potencia es del circuito de menor tensión al circuito
de mayor tensión.
2.1.4
Autotransformador
Un transformador en el cual al menos dos devanados tienen una sección común.
1
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
2.1.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Transformador de tensión constante
Transformador que mantiene una relación de tensión aproximadamente constante sobre todo el
intervalo, desde cero hasta la salida nominal.
2.1.6
Transformador de corriente constante
Transformador que automáticamente mantiene la corriente aproximadamente constante en su
circuito secundario, bajo condiciones de variación de la impedancia de la carga, cuando esta es
suministrada desde una fuente de tensión constante.
2.2
TRANSFORMADORES ESPECIALES
2.2.1
Transformador con cambiador de derivaciones bajo carga
Transformador usado para variar por pasos la tensión, el ángulo de fase, o ambos, de un circuito
regulado, por medio de un dispositivo que conecta las diferentes derivaciones del devanado sin
interrupción de la carga.
2.2.2
Transformador regulador
Transformador usado para variar la tensión, el ángulo de fase, o ambos, de un circuito de salida
(referido a un circuito regulado) controlando la salida y compensando las fluctuaciones de carga y
tensión de entrada (y el ángulo de fase) dentro de unos límites específicos.
2.2.3
Transformador de desplazamiento de fase
Transformador que adelanta o atrasa el ángulo de fase de la tensión de un circuito con respecto
a otro.
Notas:
1)
El término adelanta o atrasa describe la posición angular eléctrica de la tensión de la carga respecto a la
tensión de la fuente.
2)
Si la tensión de la carga alcanza su valor máximo positivo más pronto que la tensión de la fuente, esta es una
posición de adelanto.
3)
Si la tensión de la carga alcanza su valor máximo positivo más tarde que la tensión de la fuente, esta es una
posición de atraso.
2.2.4
Transformador de horno
Transformador diseñado para ser conectado a un horno de arco eléctrico.
2.2.5
Transformador rectificador
Transformador que opera a la frecuencia fundamental de un sistema de corriente alterna y está
diseñado para tener uno o más devanados de salida conectados a los electrodos principales de
un rectificador.
2
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
2.2.6
NTC 317 (Tercera actualización)
Transformador Scott o conectado en T
Conjunto utilizado para transferir energía de un circuito trifásico a un circuito bifásico o viceversa,
o de un circuito trifásico a otro circuito trifásico. El conjunto consta de un transformador principal
con una derivación en su punto medio conectada directamente entre dos de las líneas de un
circuito trifásico y de un transformador de conexión en T conectado entre la derivación del punto
medio del transformador principal y la tercera línea del circuito trifásico. Los otros devanados de
los transformadores pueden conectarse para suministrar una salida bifásica o trifásica.
Alternativamente esto se puede lograr con un ensamble que utiliza un núcleo de tres columnas
con ensambles de bobina principal y de bobina en conexión en T localizados sobre las dos
columnas externas, con una columna central la cual no tiene bobinas y provee un circuito
magnético común para las dos columnas externas.
Nota. En el numeral 7.3 se definen otros términos relacionados.
2.2.7
Transformador de puesta a tierra
Transformador construido para suministrar un punto neutro para propósitos de puesta a tierra.
Nota:
1)
Este puede ser provisto por un devanado en delta en el cual la resistencia y la reactancia estén conectadas.
Véase también el numeral 6.3.5 relativo a devanados estabilizados.
2)
En el numeral 7.4 se definen otros términos relacionados.
2.2.8
Transformador de medida
Transformador diseñado para reproducir, en su circuito secundario, la corriente o tensión de su
circuito primario en una proporción definida y conocida, conservando sustancialmente las
relaciones de fase y forma de onda.
2.2.9
Transformador especializado
Transformador diseñado, generalmente para suministrar potencia eléctrica, para controlar
máquinas herramientas, clase 2, señalización, arranque, tubos luminosos, fuentes luminosas de
cátodo frío, luminarias exteriores, propósitos generales en baja tensión y aplicaciones similares.
Nota. En el numeral 7.9 se definen otros términos relacionados.
2.2.10 Otros aparatos inductivos electromagnéticos
2.2.10.1 Regulador elevador de tensión. Regulador de tensión por pasos. Transformador
regulador en el cual la tensión del circuito regulado es controlada a pasos por medio de
derivaciones y sin interrupción de la carga.
Nota. Tales unidades son generalmente monofásicas de hasta 833 kVA de salida y trifásicas de hasta 2 500 kVA de
salida.
3
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
2.2.10.2 Regulador de inducción de tensión. Transformador regulador que tiene el devanado
primario en paralelo y el devanado secundario en serie con el circuito, para ajustar gradualmente
la tensión o la relación de fase de un circuito o ambos, cambiando el acople magnético entre el
devanado de excitación (primario) y el devanado serie (secundario).
2.2.10.3 Transformador de tensión variable. Autotransformador en el cual la tensión de salida
puede ser cambiada (esencialmente espira a espira) por medio de un contacto móvil que se
desliza sobre las espiras de un devanado en paralelo
2.3
TRANSFORMADORES.
LOCALIZACIÓN
2.3.1
Tamaño
CLASIFICACIÓN
POR
TAMAÑO,
AISLAMIENTO
Y
2.3.1.1 Transformador de distribución. Transformador para transferir energía de un circuito de
distribución primario hasta un circuito de distribución secundario o circuito de servicio al
consumidor.
Nota. Los transformadores de distribución están usualmente entre 5 kVA y 500 kVA.
2.3.1.2 Transformador de potencia. Transformador que transfiere energía eléctrica en cualquier
parte del circuito entre el generador y los circuitos de distribución primaria.
2.3.2
Aislamiento
2.3.2.1 Transformador sumergido en liquido. Transformador en el cual el núcleo y las bobinas
están sumergidas en un liquido aislante.
2.3.2.2 Transformador tipo seco. Transformador en el cual el núcleo y las bobinas están en un
medio de composición aislante seco o gaseoso.
Nota. En el numeral 7.10 se definen otros términos relacionados
2.3.3
Localización
2.3.3.1 Transformador para instalación interior. Transformador el cual, a causa de su
construcción, debe ser protegido de la intemperie.
2.3.3.2 Transformador para instalación exterior. Transformador cuya construcción es resistente a
las condiciones climáticas y es adecuado para poner en servicio sin protecciones adicionales
contra la intemperie.
2.3.3.3 Transformador tipo poste. Transformador adecuado para instalar en poste o en una
estructura similar.
2.3.3.4 Transformador tipo estación. Transformador diseñado para instalar en una estación o
subestación.
2.3.3.5 Transformador unitario de subestación. Transformador que está conectado eléctrica y
mecánicamente y coordinado su diseño con uno o más conjuntos de control de motores o una
combinación de ambos.
4
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. En el numeral 7.1 se definen otros términos relacionados.
2.3.3.6 Transformador sumergible. Transformador construido para que opere satisfactoriamente
cuando es sumergido en agua, bajo determinadas condiciones de presión y tiempo.
2.3.3.7 Transformador subterráneo. Transformador de distribución tipo sumergible adecuado
para instalar en una bodega subterránea.
2.3.3.8
Transformador tipo bodega (o tipo ocasionalmente sumergible). Transformador
construido para que opere ocasionalmente sumergido en agua, bajo condiciones especificas de
tiempo y presión externa.
2.3.3.9 Transformador en red. Transformador diseñado para usarse en una bodega para
alimentar sistemas de capacidad variable de secundarios interconectados.
Nota. El Transformador de red puede ser del tipo sumergible o tipo bodega. Pero no siempre se usa como previsión
para tener una protección de red.
2.3.3.10 Transformador bajo superficie. Transformador empleado como parte de un sistema de
distribución subterráneo, cuya conexión de alta y baja tensión es subterránea y está localizado
bajo la superficie.
2.3.3.11 Transformador tipo pedestal. Transformador para instalación exterior, utilizado como parte
de un sistema de distribución subterráneo, con compartimientos sellados para la alta y baja tensión,
cuyos cables de alimentación entran por la parte inferior e instalado sobre una base o pedestal.
2.3.3.12 Transformador directamente puesto a tierra. Transformador diseñado para ser puesto a
tierra con cables de conexión.
3.
VALORES NOMINALES
3.1
CARACTERÍSTICAS DE DESEMPEÑO
Aquellas características tales como impedancias, pérdidas, niveles de ensayo dieléctrico,
elevación de temperatura, nivel de ruido, etc., las cuales describen el funcionamiento del equipo
bajo condiciones específicas de operación.
3.2
CICLO DE TRABAJO
Requisito que define el grado de regularidad de la carga.
3.2.1
Ciclo de trabajo continuo
Servicio que demanda operación a una carga sustancialmente constante para un período de
tiempo indefinido.
3.2.2
Ciclo de trabajo de corto tiempo
Servicio que demanda operación a una carga sustancialmente constante para un período de
tiempo corto y definido.
5
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
3.2.3
NTC 317 (Tercera actualización)
Ciclo de trabajo intermitente
Servicio que demanda operación para períodos alternos de:
3.2.4
a)
Carga y no carga;
b)
Carga y reposo;
c)
Carga, no carga y reposo con intervalos alternos especificados con
anterioridad.
Ciclo de trabajo periódico
Servicio de ciclo intermitente en el cual las condiciones de carga son regularmente recurrentes.
3.2.5
Ciclo de trabajo variable
Servicio que demanda operación a cargas y por períodos de tiempo que pueden estar sujeto a
una amplia variación.
3.3
CAPACIDAD
3.3.1
Capacidad de un transformador
Los valores nominales de un transformador consisten en una salida en voltamperios junto con
otras características tales como tensión, corriente, frecuencia, factor de potencia e incremento de
temperatura asignados por el fabricante. Esto es considerado como un valor nominal que puede
ser tomado del transformador bajo condiciones y limitaciones prescritas de normas establecidas.
3.3.2
Capacidad continua
La máxima carga constante que puede ser soportada continuamente sin exceder las limitaciones
de incremento de temperatura bajo condiciones prescritas.
3.3.3
Capacidad de corto tiempo
La máxima carga constante que puede ser soportada por un período corto de tiempo
especificado sin exceder las limitaciones establecidas de incremento de temperatura, bajo
condiciones prescritas.
3.4
kVA NOMINALES
3.4.1
kVA nominales de un transformador
La salida que puede ser entregada por un tiempo especificado a una tensión nominal, en el
secundario y a frecuencia nominal, sin exceder las limitaciones de incremento de temperatura
especificadas, bajo condiciones prescritas.
6
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
3.4.2
NTC 317 (Tercera actualización)
kVA nominales de una derivación. (En un transformador)
Derivación a través de la cual el transformador puede entregar sus kVA nominales de salida sin
exceder las elevaciones de temperatura especificadas.
3.4.3
kVA reducidos de una derivación. (En un transformador)
Derivación a través de la cual el transformador puede entregar únicamente una salida nominal
menor que los kVA nominales sin exceder el incremento de temperatura especificado. La
corriente es usualmente la de los kVA nominales de la derivación.
3.4.4
kVA nominales equivalentes de dos devanados
El valor nominal equivalente de dos devanados de transformadores multidevanados o
autotransformadores es la mitad de la suma de los kVA nominales de todos los devanados.
Nota. Es habitual basar estos kVA nominales equivalentes de dos bobinas en el régimen de autoenfriamiento del
transformador.
3.4.5
Carga (salida)
La potencia aparente en megavoltamperios, kilovoltamperios o voltamperios que pueden ser
transferidos por el transformador.
3.5
TENSIÓN Y CORRIENTE NOMINALES
3.5.1
Tensión nominal de un devanado
La tensión a la cual están referidas las condiciones de operación y funcionamiento.
3.5.2
Tensión nominal del primario (Transformador de tensión constante)
La tensión calculada a partir de la tensión nominal del secundario por la relación de
transformación.
Notas:
1)
Véase relación en un transformador y su nota, para la definición de relación de espiras a ser usada.
2)
En el caso de un Transformador multidevanado, la tensión nominal de cualquier otro devanado es obtenida en
forma similar.
3.5.3
Tensión nominal del secundario (Transformador de tensión constante)
La tensión en vacío al cual el transformador está diseñado para entregar los kVA nominales, al
cual opera y a la cual son referidas las características de desempeño.
3.5.4
Corriente nominal secundaria (Transformador de tensión constante)
La corriente secundaria obtenida al dividir los kVA nominales en la tensión nominal
secundaria en kV.
7
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. La relación indicada anteriormente se aplica directamente a transformadores monofásicos, pero requieren
consideraciones adicionales de las conexiones involucradas en los transformadores trifásicos.
3.6
POLARIDAD, DESPLAZAMIENTO ANGULAR Y SECUENCIA DE FASE
3.6.1
Marcación de polaridad
Designación de la dirección instantánea relativa de las corrientes en los terminales de un
transformador. Se dice que los terminales primarios y secundarios tienen la misma polaridad
cuando, en un instante dado, la corriente entra por el terminal primario en observación y sale por
el terminal secundario en observación, en la misma dirección como si los terminales formaran un
circuito continuo.
Las marcas de polaridad de un transformador monofásico de distribución o de potencia puede ser
aditiva o sustractiva. Si los terminales adyacentes de cada una de las dos bobinas en
observación son conectados entre si y la tensión es aplicada a una de las bobinas:
1)
La marca de polaridad es aditiva si la tensión a través de otros dos terminales de
la bobina en observación es mayor que la del solo devanado de mayor tensión;
2)
La marca de polaridad es sustractiva si la tensión a través de otros dos terminales
de los devanados en cuestión es menor que la del solo devanado de mayor tensión.
La polaridad de un transformador polifásico se fija por las conexiones internas entre fases: esto
es usualmente designado por medio de un diagrama fasorial que indica el desplazamiento
angular de las tensiones en los devanados e igualmente un esquema de la marcación de los
terminales . Los fasores de los diagramas fasoriales representan tensiones inducidas. La rotación
normalizada de los fasores es en sentido antihorario.
3.6.2
Desplazamiento angular de un transformador polifásico
El ángulo de fase expresado en grados entre la tensión nominal línea-neutro del terminal de alta
tensión indicado como referencia y la tensión línea-neutro del terminal correspondiente
identificado como de baja tensión.
Nota. La conexión y la disposición preferida de las marcaciones de los terminales para transformadores polifásicos son
aquellas que tienen el menor desplazamiento angular de fase posible y son medidas en dirección horaria desde la
tensión línea-neutro del terminal de alta tensión identificado como de referencia.
3.6.3
Definición de la secuencia de fase
El orden en que las tensiones alcanzan sucesivamente sus valores máximos positivos.
3.6.4
Dirección de rotación de fasores
El diagrama fasorial debe indicar un adelanto en la fase de un fasor con respecto a otro en
sentido antihorario.
8
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NTC 317 (Tercera actualización)
3.7
PÉRDIDAS, CORRIENTE DE EXCITACIÓN Y TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO
3.7.1
Eficiencia
La relación entre la potencia de salida útil y la potencia total de entrada
3.7.2
Pérdidas
3.7.2.1 Pérdidas totales (transformador o regulador). La suma de las pérdidas de carga y las
pérdidas sin carga excluyendo las debidas a accesorios.
3.7.2.2 Pérdidas sin carga (excitación). Pérdidas que están relacionadas con la excitación del
transformador. Las pérdidas sin carga (excitación) incluyen pérdidas en el núcleo, pérdidas
dieléctricas, pérdidas en el conductor del devanado debido a la corriente de excitación y pérdidas
en el conductor debido a la corriente de circulación en los devanados paralelos. Estas pérdidas
cambian con la tensión de excitación.
3.7.2.3 Pérdidas con carga. Pérdidas que se presentan al suministrar una carga especificada.
Las pérdidas con carga incluyen las I2 R en los devanados debido a las corrientes de carga y a
las parásitas; pérdidas adicionales debidas a flujos de dispersión en los devanados , soportes del
núcleo y otras partes, y las pérdidas debidas a las corrientes circulantes en devanados paralelos
(si los hay), o en conductores conectores en paralelo en un devanado.
3.7.2.4 Pérdidas en el núcleo. La potencia disipada en un núcleo magnético sujeto a esfuerzos
de magnetización variantes con el tiempo. Las pérdidas en el núcleo incluyen las pérdidas por
histérisis y las parásitas del núcleo.
3.7.3
Corrientes de excitación (corriente sin carga)
La corriente que fluye en cualquier devanado usada para excitar el transformador cuando todos
los demás devanados están en circuito abierto. Esta es usualmente expresada como un
porcentaje de la corriente nominal del devanado en el cual es medida.
3.7.4
Impedancia
3.7.4.1 Impedancia a la tensión de un transformador (Tensión de cortocircuito de un
transformador). Tensión requerida para hacer circular la corriente nominal a través de uno de los
devanados especificados de un transformador cuando el otro devanado esta en cortocircuito, con
los devanados conectados como para operación a tensión nominal.
Nota. Esto se expresa usualmente en por unidad, o porcentaje de la tensión nominal del devanado en que se mide la
tensión.
3.7.4.2 Caída por resistencia. La componente de la caída de tensión de cortocircuito, en fase con
la corriente.
3.7.4.3 Caída por reactancia. La componente de la caída de tensión de cortocircuito, en
cuadratura con la corriente.
3.7.4.4 Caída por impedancia. La suma fasorial de la caída de tensión de resistencia y la caída
de tensión de reactancia.
9
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NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. Para transformadores, la caída por resistencia, la caída por reactancia y la caída por impedancia son
respectivamente la suma de las caídas primaria y secundaria referidas a los mismos términos. Las caídas están
determinadas por las mediciones de pérdidas de carga y se expresan usualmente en por unidad, o en porcentaje.
3.7.4.5 kVA de impedancia (nominal). Los kVA medidos en el devanado excitado con el otro
devanado en cortocircuito y con la suficiente tensión aplicada al devanado excitado para que
fluya la corriente nominal en el devanado.
3.7.4.6 Impedancia de secuencia cero. Impedancia de tensión medida entre un conjunto de
terminales primarios y uno o más conjuntos de terminales secundarios, cuando una fuente de
tensión monofásica es aplicada entre los tres terminales primarios conectados entre si y el neutro
del primario, con los terminales de la línea secundaria puestos en cortocircuito entre si y
conectados a su neutro (si existe).
Notas:
1)
Para transformadores de dos devanados el otro devanado se pone en cortocircuito. Para transformadores
multidevanados se requieren algunos ensayos y las características de impedancia de secuencias cero deben
ser representadas por una red de impedancias.
2)
En algunos transformadores el ensayo se puede hacer a una tensión más baja que la requerida para hacer
circular la corriente nominal, para evitar de esta manera la saturación magnética del núcleo o para evitar
corrientes excesivas en otros devanados.
3)
Las impedancias de secuencia cero se expresan usualmente en por unidad o en porcentaje de una tensión
deseada y unos kVA base.
3.7.4.7 Impedancia de enlace del transformador conectado en T (véase el numeral 7.3.4).
3.8
RELACIÓN Y REGULACIÓN
3.8.1
Relación de transformación de un transformador
La relación de el número de espiras del devanado de alta tensión a las del devanado de baja tensión.
Nota. En el caso de un transformador de tensión constante que tenga derivaciones para cambiar su relación de tensión,
la relación de transformación nominal se basa en el número de espiras correspondientes a la tensión nominal del
respectivo devanado, a la cual están referidas las características de operación y funcionamiento.
3.8.2
Relación de tensión de un transformador
La relación de la tensión terminal eficaz de un devanado de alta tensión a la tensión terminal
eficaz de un devanado de baja tensión, bajo condiciones especificas de carga.
3.8.3
Regulación de tensión de un transformador de tensión constante
El cambio en la tensión de salida (secundaria) que ocurre cuando la carga (a un factor de
potencia especifica) se reduce de un valor nominal a cero, con la tensión terminal del primario
aplicada y mantenida constante.
Nota. En caso de transformadores multidevanados, las cargas sobre todos los devanados, a factores de potencia
específicos, deben ser reducidas de los kVA nominales a cero simultáneamente.
10
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
La regulación se puede expresar en por unidad o porcentaje, sobre la base de una tensión de salida nominal
(secundaria) a plena carga.
4.
AISLAMIENTOS
4.1
AISLAMIENTO PRINCIPAL
4.1.1
Transformadores inmersos en liquido. Véase el numeral 2.3.2.1
4.1.2
Transformadores tipo seco. Véase el numeral 2.3.2.2
4.2
AISLAMIENTO LIQUIDO
4.2.1
Aceite
El término "aceite" incluye los siguientes líquidos aislantes y refrigerantes: aceite mineral tipo 1
(aceite no inhibido), aceite mineral tipo 2 (aceite inhibido) y askarel.
4.2.1.1 Aceite no inhibido. Aceite mineral para el transformador en el cual ningún inhibidor
sintético de oxidación ha sido adicionado.
4.2.1.2 Aceite inhibido. Aceite mineral para el transformador en el cual un inhibidor sintético de
oxidación ha sido adicionado.
4.2.1.3 Askarel. (Se prohibe la utilización de este hidrocarburo). Término genérico de un grupo
de hidrocarburos aromáticos sintéticos, resistentes al fuego, clorados, usados como líquidos de
aislamiento eléctrico. Ellos tienen la propiedad de que bajo condiciones de arco, cualquier gas
producido consistirá predominantemente de hidrógeno clorado no combustible con la más
pequeña cantidad de gases combustibles.
4.2.2
Líquidos menos inflamables. (ANSI C.57.121).
4.3
TÉRMINOS DE COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO
4.3.1
Coordinación de aislamiento
Es el proceso de correlacionar las características de soporte del aislamiento de equipos eléctricos
con las sobretensiones esperadas y con las características de dispositivos de protección ante
sobretensiones.
4.3.2
Tensión no disruptiva
Es la tensión que el equipo eléctrico es capaz de soportar sin falla o descarga disruptiva, cuando
es ensayado bajo condiciones especificas.
4.3.3
Nivel de aislamiento
Capacidad de aislamiento expresado en términos de la tensión no disruptiva.
4.3.4
Nivel de aislamiento transitorio. (NAT)
Nivel de aislamiento expresado en kilovoltios del valor de cresta de una tensión no disruptiva para
una forma de onda transitoria especifica; esto es, impulso tipo descarga atmosférica o tipo
maniobra
11
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
4.3.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Nivel de aislamiento al impulso tipo descarga atmosférica
Nivel de aislamiento expresado en kilovoltios del valor de cresta de una tensión no disruptiva;
impulso tipo descarga atmosférica.
4.3.6
Nivel de aislamiento al impulso tipo maniobra
Nivel de aislamiento, expresado en kilovoltios del valor de cresta de una tensión no disruptiva de
impulso tipo maniobra.
4.3.7
Nivel básico de aislamiento (NBA o BIL)
Es un nivel especifico de aislamiento expresado en kilovoltios del valor de cresta de un impulso
estándar tipo descarga atmosférica.
4.3.8
Nivel básico de aislamiento al impulso tipo maniobra
Es un nivel especifico de aislamiento expresado en kilovoltios del valor de cresta de un impulso
estándar tipo maniobra.
4.3.9
Impulso estándar tipo descarga atmosférica
Es un impulso que crece a la tensión de cresta en 1,2 µs. (tiempo virtual) y cae al 0,5 de la
tensión de cresta en 50 µs. (tiempo virtual), ambos tiempos medidos desde el origen y de acuerdo
con estándares establecidos para técnicas de ensayos de impulso. Este es descrito como un
impulso de 1,2 µs/50 µs. (véase ANSI / IEEE std 4-1995, Técnicas IEEE para ensayos de alta
tensión).
Nota. El valor virtual para la duración del frente de onda es 1,67 veces el tiempo en el cual la tensión se incrementa
desde el 30 % hasta el 90 % de su valor de cresta. El origen desde el cual el tiempo es medido es la intersección
con el eje cero y una línea recta que cruza los puntos del frente de la onda correspondiente al 30 % y 90 % de su
valor de cresta.
4.3.10 Impulso tipo maniobra
Impulso típico tipo maniobra normalizada que tiene de frente 250 µs y un tiempo a su valor medio
de 2 500 µs y se describe como un impulso de 250 µs / 25 000 µs.
Nota. Algunas normas de aparatos pueden usar una forma de onda modificada, en donde consideraciones prácticas
de ensayo o características de esfuerzo dieléctrico establecen algunas modificaciones indispensables. Los
transformadores, por ejemplo, usan una onda de impulso tipo maniobra modificada con las siguientes
características:
1)
Tiempo de cresta mayor de 100 µs.
2)
Exceder el 90 % del valor de cresta por al menos 200 µs.
3)
Tiempo hasta para el primer paso por cero de la tensión en la cola, no menor a 1 000 µs, excepto
cuando la saturación del núcleo ocasione que la onda sea más corta.
(Véase ANSI/IEEE C57.12.90-1993, Códigos estándar IEEE para transformadores de:
distribución inmersos en líquido, de potencia y de regulación y guía para ensayos de corto circuito
en transformadores de distribución y potencia).
12
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
4.3.11 Nivel de protección al impulso tipo descarga atmosférica (de un dispositivo de
protección)
Máximo impulso esperado en los terminales de un aparato de protección ante descargas bajo
condiciones especificas de operación.
4.3.12 Nivel de protección al impulso tipo maniobra (de un dispositivo de protección)
La máxima tensión del impulso tipo maniobra esperado en los terminales de un aparato de
protección ante descargas bajo condiciones especificas de operación.
4.3.13 Aislamiento interno
Aislamiento que no está directamente expuesto a condiciones atmosféricas.
4.3.14 Aislamiento externo
Superficies externas del aislamiento y el aire circundante.
Nota. El soporte del dieléctrico del aislamiento externo depende de las condiciones atmosféricas.
4.3.15 Aislamiento autorregenerativo
Aislamiento que recupera completamente sus propiedades de aislamiento después de una
descarga disruptiva causada por la aplicación de una tensión de ensayo; aislamientos de esta
clase son generalmente, pero no necesariamente, aislamientos externos.
4.3.16 Aislamiento no autorregenerativo
Aislamiento que pierde sus propiedades o no las recobra completamente, después de una
descarga disruptiva causada por la aplicación de una tensión de ensayo; aislamientos de esta
clase son generalmente, pero no necesariamente, aislamientos internos.
4.3.17 Clases de aislamiento (término no preferido)
Véase "nivel de aislamiento"
4.4
AISLAMIENTOS-CLASES DE TEMPERATURA Y TÉRMINOS RELACIONADOS
4.4.1
Temperaturas
4.4.1.1 Temperatura ambiente. La temperatura de un medio como el aire, agua o tierra, dentro
del cual se disipa el calor del equipo.
Notas:
1)
Para equipos auto-ventilados, la temperatura ambiente es la temperatura promedio del aire, en la
proximidad del equipo.
2)
Para equipos enfriados por aire o gas con ventilación forzada o enfriamiento secundario por agua, la
temperatura ambiente es la del aire o del gas a la entrada.
3)
Para equipos encapsulados auto-ventilados (incluyendo los inmersos en aceite) considerados como una
unidad completa, la temperatura ambiente es la temperatura promedio del aire exterior del encerramiento
en la proximidad del equipo.
13
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
4.4.1.2 Temperatura en el punto mas caliente del devanado. Máxima temperatura en el interior
del devanado del transformador. Es mayor que la temperatura promedio medida (utilizando el
método de cambio de resistencia) en los conductores de la bobina.
4.4.1.3 Temperatura del aire en el interior. Medida en la parte superior. Temperatura del aire
interior de un transformador tipo seco encapsulado, medido en el espacio sobre el núcleo y las
bobinas.
4.4.1.4 Temperatura límite. La máxima temperatura a la cual un componente o material puede
ser operado continuamente sin ir en detrimento de la vida normal esperada.
4.4.1.5 Temperatura límite del sistema de aislamiento. (Límite de temperatura del punto más
caliente). Máxima temperatura seleccionada por correlación con una condición especifica de
ensayo del equipo con el objeto de lograr una vida deseada de servicio del sistema de
aislamiento.
4.4.2
Índice de temperatura
Índice que permite relativas comparaciones de las capacidades de temperatura de los materiales
aislantes o sistemas de aislamiento basado en condiciones especificas de ensayo controladas.
Valores preferidos de los índices de temperatura son:
INTERVALO
ÍNDICE PREFERIDO DE TEMPERATURA
90 - 104
105 - 129
130 - 154
155 - 179
180 - 199
200 - 219
220 y más
90
105
130
155
180
200
no tiene índice establecido.
Nota. Véase IEEE Std. 1-1986, principios generales para límites de temperatura en equipos eléctricos y para la
evaluación de aislamientos eléctricos.
4.4.3
Sistema de aislamiento
Conjunto de materiales de aislamiento del equipo de un tipo y tamaño particular.
4.4.4
Clases nominales de aislamientos según temperatura
Estas temperaturas han sido en muchos casos, puntos de referencia de varias clases de
materiales de aislamiento, y se han desarrollado varios procedimientos de ensayo para su
identificación. Ellas no se deben confundir con las temperaturas reales a las cuales esas mismas
clases de materiales aislantes pueden usarse en tipos específicos de equipos, ni con las
temperaturas en las cuales se basan los incrementos de temperatura en normas sobre equipos .
1)
En las siguientes definiciones las palabras "ensayos aceptados" se asignan para
referir a procedimientos de ensayo reconocidos, establecidos para la evaluación
térmica de materiales por ellos mismos o combinaciones simples. Experimentos o
14
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
datos de ensayos, usados en la clasificación de materiales de aislamiento, son
distintos a los experimentos o datos de ensayo derivados del uso de sistemas
completos de aislamiento. La resistencia térmica de sistemas completos se puede
determinar por un procedimiento de ensayo específico del comité responsable. Un
material que es clasificado como adecuado para una temperatura dada puede ser
encontrado adecuado para otra temperatura diferente, cualquiera, alta o baja, por
un procedimiento de ensayo de un sistema de aislamiento. Por ejemplo, se ha
encontrado que algunos materiales aptos para operación en una temperatura en
aire pueden ser aptos para más altas temperaturas cuando se usan en un sistema
operado en atmósfera de gas inerte. Así mismo, algunos materiales aislantes
cuando operan en líquidos aislantes pueden tener más baja o más alta resistencia
que en aire.
2)
Es importante reconocer que otra característica, adicional a la resistencia térmica,
tal como soporte mecánico, resistencia a la humedad y resistencia a la descarga
parcial (corona), son requeridos en varios grados, en diferentes aplicaciones para
el desempeño adecuado de materiales aislantes.
4.4.4.1 Sistemas de aislamiento clase 105. Materiales o combinación de materiales tales como el
algodón, seda y papel adecuadamente impregnados cubiertos o inmersos en un líquido
dieléctrico.
Nota. Otros materiales o combinaciones pueden ser incluidos en esta clase si por experiencia o por ensayos aceptados,
el sistema de aislamiento pueden tener vida térmica comparable a 105 °C
4.4.4.2 Sistema de aislamiento clase 120. Materiales o combinación de materiales tales como el
algodón, seda y papel adecuadamente impregnados cubiertos o inmersos en un líquido
dieléctrico; y los cuales poseen un grado de estabilidad térmica que les permite operar a una
temperatura de 15 °C mayor que el índice de la temperatura de los índices de los materiales
correspondientes a 105 °C.
Nota. Otros materiales o combinaciones pueden ser incluidos en esta clase si por experiencia o por ensayos aceptados,
el sistema de aislamiento demuestra tener vida térmica comparable a 120 °C.
4.4.4.3 Sistemas de aislamiento clase 150. Materiales o combinación de materiales tales como
mica, fibra de vidrio, asbesto etc., con mezclas adecuadas.
Nota. Otros materiales o combinaciones de materiales pueden ser, incluidos en esta clase si por experiencia o por
ensayos aceptados, el sistema de aislamiento demuestra tener vida térmica comparable a 150 °C.
4.4.4.4 Sistema de aislamiento clase 185. Materiales o combinación de materiales tales como
elastómeros siliconados, mica, fibra de vidrio, asbesto, etc., con mezclas adecuadas tales como
apropiadas resinas siliconadas.
Nota. Otros materiales o combinaciones de materiales pueden ser incluidos en esta clase si por experiencia o ensayos
aceptados, el sistema de aislamiento demuestra tener vida térmica comparable a 185 °C.
15
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NTC 317 (Tercera actualización)
4.4.4.5 Sistemas de aislamiento clase 220. Materiales o combinación de materiales tales como
elastómeros siliconados, mica, fibra de vidrio, asbesto, etc., con mezclas adecuadas tales como
apropiadas resinas siliconadas.
Nota. Otros materiales o combinación de materiales pueden ser incluidos en esta clase si por experiencia o ensayos
aceptados, el sistema de aislamientos pueden tener vida térmica comparable a 220 °C.
4.4.4.6 Sistema de aislamiento clase mayor de 220. Materiales consistentes enteramente de
mica, porcelana, cuarzo y materiales inorgánicos similares.
Nota. Otros materiales o combinación de materiales pueden ser incluidos en este grupo si por experiencia o ensayos
aceptados, el sistema de aislamiento demuestra tener la requerida vida térmica a temperatura mayor de 220 °C.
4.4.4.7 Aislamiento clase 0. (sin término preferido).
4.4.4.8 Aislamiento clase A. (sin término preferido)
4.4.4.9 Aislamiento clase B. (sin término preferido) .
4.4.4.10 Aislamiento clase C. (sin término preferido).
4.4.4.11 Aislamiento clase F. (sin término preferido).
4.4.4.12 Aislamiento clase H. (sin término preferido)
4.5
TÉRMINOS RELATIVOS AL AISLAMIENTO
4.5.1
Descarga parcial (DP)
Descarga eléctrica la cual solo une eléctrica y parcialmente el aislamiento entre conductores, y la
cual puede o no ocurrir adyacente a un conductor.
Notas:
1)
Descargas parciales ocurren cuando la intensidad de campo local excede la característica del material
dieléctrico, produciendo una ionización y ruptura local.
Dependiendo de la intensidad, las cargas parciales son a menudo acompañadas de emisión de luz, calor,
sonido y tensión de radio interferencia (con una amplia gama de frecuencia).
2)
La intensidad relativa de la descarga parcial puede ser observada en los terminales del transformador por
medición de carga aparente (columbio). Sin embargo, la carga aparente (carga terminal) no debe ser
confundida con la carga real transferida a través de los elementos de descarga en el dieléctrico, la cual
puede en muchos casos no ser encontrada. Ensayos de descargas parciales usando técnicas de tensión de
radio interferencia los cuales responden a las cargas aparentes terminales, son generalmente usadas para
medir la intensidad relativa de descarga.
3)
Las descargas parciales también pueden ser detectadas y localizadas usando técnicas de sonido.
4)
El término "corona" ha sido usado para describir las descargas parciales. Este no es un término preferido
puesto que no tiene otro significado no relacionado.
16
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NTC 317 (Tercera actualización)
4.5.1.1 Corona (Término no preferido) Véase descarga parcial.
4.5.2
Tensión de radio interferencia (TRI)
Tensión de radio frecuencia generalmente producida por descarga parcial y medida en los
terminales del equipo con el propósito de determinar los efectos de interferencia electromagnética
de las descargas.
Notas:
1)
TRI puede medirse con un instrumento de medición de radio interferencia acoplado y comúnmente es medido
aproximadamente a 1 MHz, aunque involucra una amplia gama de frecuencias.
2)
Los valores del TRI son a menudo usados como un índice de intensidad de descarga parcial.
3)
El TRI de equipos fue históricamente medido para determinar la influencia de equipos energizados en
sistemas de radiodifusión.
4.5.3
Factor de potencia de aislamiento
La relación entre la potencia disipada en el aislamiento, en vatios, y el producto de la tensión
efectiva por la corriente, en voltamperios, cuando se ensaya con una onda sinusoidal a
condiciones prescritas.
Nota. Si la corriente es también sinusoidal, el factor de potencia del aislamiento es igual al coseno del ángulo de fase
entre la tensión aplicada y la corriente resultante.
4.5.4
Rata de incremento nominal (Impulso)
Es la pendiente de una línea que determina el cero virtual.
Nota. Es usualmente expresado en voltios o amperios por microsegundo.
4.5.5
Distancia (Aislamiento)
4.5.5.1 Distancia superficial. La menor distancia entre dos partes conductoras, medidas a lo
largo de la superficie o entre las uniones de el material aislante.
4.5.5.2 Distancia de encendido. La menor distancia no obstruida, medida a través de un medio
dieléctrico como un líquido, gas o vacío; entre partes con diferente potencial eléctrico.
4.5.6
Partes
4.5.6.1 Parte metálica muerta. Parte, accesible o inaccesible, la cual es conectada a la tierra de
un circuito bajo condiciones de uso normal del equipo.
4.5.6.2 Parte metálica viva. Parte consistente de un material eléctricamente conductor el cual
puede ser energizado bajo condiciones de uso normal del equipo.
17
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
4.5.7
NTC 317 (Tercera actualización)
Factor de influencia telefónica (FIT)
De una onda de tensión o de corriente en un circuito de energía eléctrica, es la relación de la raíz
cuadrada de la suma de los cuadrados de todas las componentes eficaces (rms) sinusoidales
principales (incluyendo fundamental y armónicos) con el valor eficaz (rms) de toda la onda.
Nota. Este factor fue formalmente conocido como factor de interferencia telefónica, término el cual es usado
ocasionalmente para referirse a valores basados en la curva original. (1919).
5.
ENSAYOS
5.1.1
Ensayos de rutina
Ensayos realizados por el fabricante , para control de calidad, sobre cada dispositivo o muestras
representativas, o sobre partes o materiales cuando sea requerido, con el fin de verificar durante
la producción que el producto cumple con las especificaciones de diseño.
5.1.2
Ensayo de diseño
Son aquellos ensayos realizados para verificar que el diseño, estilo o modelo de un equipo o sus
partes constructivas, reúnen los requisitos asignados para operar satisfactoriamente bajo
condiciones normales de servicio o bajo condiciones especiales, si se especifica, y así demostrar
el cumplimiento con las normas nacionales o de empresa.
Nota. Los ensayos de diseño se realizan solamente sobre aparatos representativos, con el fin de establecer los valores
asignados a todos los aparatos con el mismo diseño básico. Estos ensayos no tienen como propósito ser realizado
como parte de la producción normal. También se pueden usar para evaluar las modificaciones de un diseño anterior y
asegurar que su desempeño no se vean afectado. Los datos sobre ensayos de diseños anteriores similares, se puede
utilizar para diseños en casos donde sean apropiados. Una vez realizados, los ensayos no necesitan repetirse a menos
que se cambie el diseño para modificar su desempeño.
5.1.3
Otros ensayos
Son los ensayos así identificados para productos normalizados los cuales son especificados por
el comprador y adicionales a los ensayos de rutina (por ejemplo. Impulso, factor de potencia,
nivel de ruido)
Nota. Las normas de transformadores. Tales como ANSI / IEEE C57. 12.00 1987, IEEE. Requerimientos generales
para transformadores de distribución y de potencia inmersos en líquido. Clasifican diferentes ensayos como de "Rutina",
"Diseño". "u otros" dependiendo del tamaño, tensión y tipo del transformador .
5.1.4
Ensayos de conformidad
Son los ensayos realizados para demostrar específicamente la conformidad con las normas.
5.2
ENSAYO DE INCREMENTO DE TEMPERATURA
5.2.1
Calentamiento
La diferencia entre la temperatura de una parte bajo consideración (normalmente el incremento
promedio del devanado o el incremento del punto más caliente) y la temperatura ambiente.
18
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
5.2.2
NTC 317 (Tercera actualización)
Métodos de determinación de la temperatura
5.2.2.1 Determinación de la temperatura por el método del termómetro. La determinación de la
temperatura por medio de termómetros de mercurio, alcohol, resistencia o termocuplas, cuando
cualquiera de estos dispositivos haya sido colocado en el punto accesible más caliente del
equipo bajo ensayo.
5.2.2.2 Determinación de la temperatura por el método de la resistencia. La determinación de la
temperatura por comparación de la resistencia de un devanado a la temperatura a ser
determinada, con la resistencia a una temperatura conocida.
5.3
ENSAYOS DIELÉCTRICOS
5.3.1
Ensayos dieléctricos de tensión no disruptiva
Ensayos realizados para determinar la capacidad de los materiales aislantes y las distancias,
para soportar sobretensiones específicas por un tiempo determinado, sin que se presente flameo
o perforación.
Nota. El propósito de estos ensayos es determinar la idoneidad ante la ruptura eléctrica de materiales aislantes y
espaciamientos en condiciones normales o transitorias.
5.3.2
Ensayos de tensión aplicada
Ensayos dieléctricos en los cuales las tensiones de ensayo son tensiones de una fuente alterna
de baja frecuencia, aplicada entre las partes conductoras y tierra sin excitar el núcleo del
transformador bajo ensayo.
5.3.3
Ensayos de tensión inducida
Ensayos dieléctricos sobre los devanados de un transformador en los cuales las tensiones de
ensayo apropiadas, son desarrolladas por inducción magnética.
Nota. La potencia para los ensayos de tensión inducida es usualmente suministrada a frecuencia más alta que la
nominal con el fin de evitar la saturación del núcleo y una excesiva corriente de excitación.
5.3.4
Ensayos de impulso
Ensayos de aislamiento en el cual la tensión aplicada es un impulso de tensión de una forma de
onda determinada.
5.3.4.1 Ensayos de impulso tipo descarga atmosférica.
5.3.4.1.1 Para transformadores sumergidos en líquido. El orden recomendado de las diferentes
aplicaciones del impulso es el siguiente:
a)
Un impulso de onda completa a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de
tensión de ensayo).
b)
Un impulso de onda completa a 100 % del nivel de tensión de ensayo.
19
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
c)
Uno o más impulsos recortados a tensión reducida.
d)
Dos impulsos recortados a 100 % del nivel de tensión de ensayo.
e)
Un impulso de onda completa a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de
tensión de ensayo)
f)
Dos impulsos de onda completa a 100 % del nivel de tensión de ensayo.
5.3.4.1.2 Para transformadores secos. El orden recomendado de las diferentes aplicaciones es
el siguiente:
a)
Un impulso pleno a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de tensión de
ensayo).
b)
Tres impulsos plenos a una tensión 100 % del nivel de tensión de ensayo.
5.3.4.2 Ensayo de onda completa de impulso tipo descarga atmosférica. La aplicación de la onda
de impulso estándar tipo descarga atmosférica; es una onda que tiene un frente de 1,2 µs y un
tiempo a la mitad de su valor de 50 µs , y se describe como 1,2 µs / 50 µs
5.3.4.3 Ensayo de onda reducida de impulso tipo descarga atmosférica. Es una onda similar en
forma y duración a la descrita anteriormente, pero de magnitud reducida.
Nota. La onda reducida tiene un valor de cresta entre el 50 % y el 70 % del valor de la onda completa, y es usada para
comparación de los oscilogramas en la detección de la falla.
5.3.4.4 Ensayo de onda recortada de impulso tipo descarga atmosférica. Impulso de tensión que
es interrumpido intencionalmente por medio de explosores, y que tienen lugar a continuación de
la obtención de la tensión máxima de impulso, con una tensión de cresta mínima y a un tiempo
de arco mínimo.
5.3.4.5 Ensayo de impulso de frente de onda tipo descarga atmosférica. El impulso de tensión,
con un tiempo de subida determinado, que es interrumpido intencionalmente por medio de
explosores, y que tiene lugar sobre el frente de subida de la onda de impulso con un tiempo de
arco determinado y a un valor de tensión cresta mínima determinado.
Los ensayos de frente de onda involucran la aplicación de las siguientes ondas de impulso:
1 onda reducida
2 frente de onda
2 ondas recortadas
1 onda completa
20
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
5.3.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Ensayos de impulsos tipo maniobra
Es la aplicación de la onda de impulso estándar tipo maniobra normalizada, que tiene un frente
de 250 µs y un tiempo a su valor medio de 2 500 µs y se describe como 250 µs / 2 500 µs
Nota. Es cierto que algunas normas de aparatos pueden tener que usar una forma de onda modificada en donde
consideraciones de ensayo prácticos o característicos de esfuerzo dieléctrico establecen algunas modificaciones
indispensables. Los transformadores por ejemplo usan una onda de impulso tipo maniobra modificada con las
siguientes características:
1)
Tiempo para alcanzar la cresta mayor de 100 µs
2)
Exceda el 90 % del valor de cresta por al menos 200 µs.
3)
Tiempo para el primer cruce por cero de la tensión en la cola, no menor a 1 000 µs, excepto cuando
la saturación del núcleo ocasione que la cola sea más corta.
6.
CONSTRUCCIÓN
6.1
MÉTODOS DE ENFRIAMIENTO
6.1.1
Tipo seco
6.1.1.1 Transformador seco autorrefrigerado (Clase AA). Transformador tipo seco, el cual es
refrigerado por circulación natural de aire.
6.1.1.2 Transformador seco autorrefrigerado y refrigerado con aire forzado (Clase AA/FA).
Transformador tipo seco, el cual tiene una capacidad con enfriamiento mediante circulación
natural de aire y otra capacidad nominal con enfriamiento mediante circulación forzada de aire.
6.1.1.3 Transformador seco refrigerado con aire forzado. (Clase AFA). Transformador tipo seco,
el cual es enfriado por circulación forzada de aire.
6.1.1.4 Transformador seco autorrefrigerado y no ventilado. (Clase ANV). Transformador seco
autorrefrigerado, el cual está construido para tener circulación no intencional de aire a través del
Transformador, operando a presión manométrica cero.
6.1.1.5 Transformador seco sellado y autorrefrigerado. (Clase GA). Transformador tipo seco
autorrefrigerado, con el tanque herméticamente sellado.
Nota. El gas aislante puede ser aire, nitrógeno, u otros gases (tales como fluorocarbonos) con alta resistencia
dieléctrica.
6.1.2
Sumergidos en líquido y refrigeración con aire
6.1.2.1 Transformador autorrefrigerado. (Clase OA). Transformador que tiene el núcleo y las
bobinas inmersas en líquido y el enfriamiento se hace por circulación natural de aire sobre la
superficie en enfriamiento.
21
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
6.1.2.2
Transformador autorrefrigerado y refrigerado con aire forzado. (Clase OA/FA).
Transformador que tiene el núcleo y las bobinas inmersos en líquido y tiene una capacidad
nominal con enfriamiento mediante circulación natural de aire sobre la superficie de enfriamiento
y otra capacidad nominal con circulación forzada de aire sobre la misma superficie de
enfriamiento.
6.1.2.3 Transformador autorrefrigerado y doblemente refrigerado con aire forzado. (Clase
OA/FA/FA). Transformador que tiene el núcleo y las bobinas sumergidas en líquido y que tiene
una capacidad nominal con enfriamiento mediante circulación natural de aire sobre la superficie
de enfriamiento, otra capacidad nominal con circulación forzada de aire sobre una porción de la
superficie de enfriamiento, y otra capacidad nominal extra obtenida por la circulación forzada
extra sobre una porción de la superficie de enfriamiento.
6.1.2.4 Transformador autorrefrigerado, refrigerado con aire forzado y refrigerado con líquido
forzado. (Clase OA/FA/FOA). Transformador que tiene el núcleo y las bobinas inmersos en
líquido y que tiene una capacidad nominal con enfriamiento mediante la circulación natural de
aire sobre la superficie de enfriamiento, otra capacidad nominal con circulación forzada de aire
sobre la misma superficie de enfriamiento, y otra capacidad nominal obtenida por la circulación
forzada de líquido sobre el núcleo y las bobinas y adyacente a la misma superficie sobre la cual
el aire forzado está siendo circulado.
6.1.2.5 Transformador autorrefrigerado y doblemente refrigerado con aire y líquido forzados.
(Clase OA/FOA/FOA). Transformador similar a la clase de Transformadores OA/FA/FOA con la
diferencia que sus controles auxiliares de enfriamiento, están programados para arrancar una
parte de las bombas de líquido y de los ventiladores en la primera capacidad nominal auxiliar y el
resto de las bombas y ventiladores para la segunda capacidad nominal auxiliar.
6.1.2.6
Transformador refrigerado con líquido forzado y aire forzado. (Clase FOA).
Transformador que tiene el núcleo y las bobinas inmersas en líquido y se refrigera por circulación
forzada de este, a través de un equipo externo intercambiador de calor líquido-aire, utilizando
circulación forzada de aire sobre su superficie de enfriamiento.
6.1.3
Sumergidos en líquido refrigerados con agua
6.1.3.1 Transformador refrigerado con agua. (Clase OW). Transformador que tiene el núcleo y
las bobinas inmersas en líquido, la refrigeración se efectúa por circulación natural del líquido
sobre la superficie refrigerada con agua.
6.1.3.2 Transformador autorrefrigerado con agua. (Clase OW / A). Transformador que tiene el
núcleo y las bobinas inmersos en líquido y que tiene una capacidad nominal con enfriamiento
obtenido por la circulación natural de líquido sobre la superficie enfriada por agua y una
capacidad nominal con enfriamiento obtenido por la circulación natural de aire sobre la superficie
de enfriamiento.
6.1.3.3
Transformador refrigerado con líquido forzado y agua forzada (Clase FOW).
Transformador que tiene el núcleo y las bobinas inmersos en líquido y es enfriado por circulación
forzada de este líquido a través de un equipo externo intercambiador de calor líquido-agua,
utilizando circulación forzada de agua sobre su superficie de refrigeración.
22
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.2
FORMA (O TIPO)
6.2.1
Transformador tipo núcleo
NTC 317 (Tercera actualización)
Transformador en el cual las partes del circuito magnético rodeadas por los devanados tienen la
forma de columnas con dos yugos comunes.
6.2.2
Transformador tipo acorazado
Transformador en el cual las láminas que constituyen el núcleo de hierro rodean las bobinas y
usualmente encierran la mayor parte de ellas.
6.3
DEVANADOS
6.3.1
Devanados de alta y baja tensión
Los términos Alta Tensión y Baja Tensión son usados para distinguir el devanado que tiene
mayor tensión nominal del que tiene menor tensión nominal.
6.3.2
Devanado primario
Es el devanado conectado a la entrada de energía.
6.3.3
Devanado secundario
Es el devanado conectado a la carga.
6.3.4
Devanado terciario
Devanado adicional en un transformador, el cual puede conectarse a un condensador sincrónico,
a un circuito auxiliar, etc. En transformadores con sus devanados primarios y secundarios
conectadas en Y, sirve también para:
6.3.5
a)
Estabilizar las tensiones al neutro, cuando se conecta en delta.
b)
Reducir la magnitud del tercer armónico cuando se conecta en delta.
c)
Controlar el valor de la impedancia de secuencia cero.
d)
Suministrar carga.
Devanado estabilizador
Devanado auxiliar conectado en delta usado particularmente en transformadores trifásicos
conectados en Y para los siguientes propósitos:
1)
Estabilizar el punto neutro de las tensiones a frecuencias fundamentales.
2)
Minimizar la tensión del tercer armónico y los efectos resultantes en el sistema.
23
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
3)
Disminuir en los sistemas telefónicos la influencia debida a las corrientes y
tensiones del tercer armónico.
4)
Minimizar la fuerza magnetomotriz residual de la corriente directa en el núcleo.
5)
Disminuir la impedancia de secuencia cero de transformadores con devanados
conectados en Y.
Nota. Un devanado se considera como estabilizador si sus terminales no son sacados al exterior para ser conectados a
un circuito externo. Sin embargo, uno o dos puntos del devanado que forman el mismo punto de unión en la delta, se
pueden sacar para destinarlos a ser puestos a tierra, o conectarlos internamente al tanque. Para un transformador
trifásico, si ose sacan a exterior otros puntos del devanado debería ser considerado como normal a menos que se
defina otra cosa.
6.3.6
Devanado (o transformador) de potencia para control
Devanado (o transformador) que suministra potencia a motores, relevadores y otros dispositivos
usados para control.
6.3.7
Devanado común. (Autotransformador)
La parte del devanado del autotransformador que es común tanto al circuito primario como al
secundario.
6.3.8
Devanado serie
La porción del devanado del autotransformador que no es común al primario y secundario, pero
está conectado en serie entre los circuitos de entrada y salida.
6.3.9
Devanados concéntricos. (De un transformador)
Disposición de los devanados de un transformador, donde los devanados primario, secundario y
terciario si lo hay, están en progresión radial con relación a un núcleo común.
6.3.10 Devanados intercalados. (De un transformador)
Disposición de los devanados de un transformador, donde los devanados primario, secundario y
terciario, si existe, están subdivididos en discos o capas e intercalados en el mismo núcleo.
6.4
DERIVACIONES
6.4.1
Derivación. (En un transformador)
Conexión que sale de un devanado en algún punto entre sus extremos, para permitir el cambio
de la tensión, la corriente, o la relación de transformación.
6.5
MÉTODOS DE PRESERVACIÓN DEL LÍQUIDO
6.5.1
Sistema de tanque sellado
Método de preservación del líquido en el cual el interior del tanque está sellado con respecto a la
atmósfera y el volumen del gas más el del líquido permanece constante en un intervalo de
temperatura.
24
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.5.2
NTC 317 (Tercera actualización)
Sistema sellado Gas-Líquido
Sistema en el cual el interior del tanque está sellado con respecto a la atmósfera, en el intervalo
de temperatura especificado, por medio de un tanque o tanques auxiliares para formar una
operación de sellado gas-líquido basado en los principios del manómetro.
6.5.3
Sistema de gas inerte a presión
Sistema en el cual el interior del tanque está sellado con respecto a la atmósfera, sobre un
intervalo de temperatura especificado, por medio de una presión positiva de gas inerte que se
mantiene desde una fuente separada y un sistema de válvula reductora.
6.5.4
Conservador (Sistema de tanque de expansión)
Sistema en el cual el líquido en el tanque principal está sellado con respecto a la atmósfera,
sobre el intervalo de temperatura especificado, por medio de un tanque auxiliar parcialmente
lleno con líquido y conectado al tanque principal completamente lleno.
6.5.5
Conservador/Sistema de diafragma
Sistema en el cual el líquido en el tanque principal está completamente sellado con respecto a la
atmósfera exterior, y está conectado a un diafragma elástico contenido dentro de un tanque
montado en la parte superior del transformador. Como el líquido se expande y se contrae dentro
de un rango de temperatura especificado, el sistema permanece completamente sellado con una
presión aproximadamente constante.
6.6
ENCERRAMIENTOS
6.6.1
Accesible
Admite acercamientos porque no está protegido por puertas aseguradas, elevación u otro medio
efectivo.
6.6.1.1 Fácilmente accesible. Capaz de ser accesado rápidamente, para operación, cambio o
inspección, sin necesidades de que aquellos que necesitan fácil acceso, deban escalar o
remover obstáculos o acudir a escaleras portátiles, sillas etc.
6.6.2
Conductos de salida. Véase "salidas"
6.6.3
Resistencia a la corrosión
Están construidos, protegidos y tratados de tal forma, que la corrosión no excederá los límites
especificados bajo las condiciones de ensayo especificadas.
6.6.4
Encerramiento a prueba de goteo
Es un encerramiento, usualmente para aplicaciones interiores, construido o protegido de tal
forma que gotas de líquido o partículas de sólido que caigan golpeen el encerramiento en
cualquier ángulo dentro de una variación especificada con respecto a la vertical, no debe interferir
con la operación normal del equipo protegido.
25
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.6.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Encerramiento hermético al goteo
Es un encerramiento construido de tal manera que gotas de liquido o partículas de sólido que
caigan, y golpeen el encerramiento en cualquier ángulo dentro de una variación especificada con
respecto a la vertical, no puede pasar el encerramiento ni directamente, ni chocando y
chorreando a lo largo de una superficie horizontal, o inclinada hacia adentro de un plano inclinado
internamente.
6.6.6
Encerramiento hermético al polvo
Es un encerramiento construido de tal forma, que el polvo no pasa la barrera de encerramiento,
bajo condiciones especificas.
6.6.7
Encerramiento
Es una cubierta o barrera circundante usada para proteger el equipo contenido y para prevenir al
personal de contactos accidentales con partes vivas.
6.6.8
Aparato empotrado
Dispositivo en el cual la armazón proyecta solamente una pequeña distancia en frente de la
superficie de montaje.
6.6.9
Interior
No es adecuado para exponer a la intemperie.
Nota. Por ejemplo, equipos interiores diseñados para uso interior, o para uso externo con cubiertas a prueba de
intemperie.
6.6.10 Salida
Porción de la pared de una caja o de un gabinete, construida de tal forma que pueda ser
fácilmente removida con un martillo, un destornillador y unos alicates al momento de la
instalación, para proveer un agujero o hueco apropiado para los conductores.
6.6.11 No ventilados
Construidos de tal forma que provean una circulación no intencional de aire externo a través del
encerramiento.
6.6.12 Empaquetaduras resistentes al líquido
Construidas de materiales que son resistentes al líquido y a los vapores de líquido.
6.6.13 Hermético al líquido
Construido de tal forma que evite fuga de líquidos, refrigerantes y líquidos similares bajo
condiciones de ensayos especificadas.
6.6.14 Exterior
Apropiado para instalaciones donde estará expuesto a la intemperie.
26
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
6.6.15 A prueba de:
Un aparato es considerado como a prueba de salpicadura, a prueba de polvo, etc., cuando se
constituye, protege o trata de tal manera que su operación satisfactoria no es interferida cuando
se somete al material o condición especificada.
6.6.16 A prueba de lluvia
Construidos, protegidos o tratados para prevenir que bajo condiciones especificas, la lluvia
interfiera con la operación normal del equipo.
6.6.17 Hermético a la lluvia
Construidos o probado de tal forma que excluya la lluvia bajo condiciones de ensayo específicas.
6.6.18 Resistente
Construido, protegido, o tratado de tal forma que el equipo no sea dañado cuando se sometan al
material o condición especificados durante un período de tiempo.
6.6.19 Sellado
Construido de tal forma que el encerramiento permanecerá herméticamente sellado dentro de los
límites especificados de temperatura y presión.
6.6.20 Ensayo de aguanieve
Construido o protegido de tal forma que la acumulación de aguanieve (hielo) no interfiera con la
operación normal del equipo bajo condiciones especificadas.
6.6.21 Sumergible
Construido de tal forma que puede operar normalmente cuando se sumerge en agua bajo
condiciones especificas de presión y tiempo.
6.6.22 Hermético
Un equipo es considerado como a prueba de agua, a prueba de polvo, etc., cuando se constituye
de tal forma que la cubierta de encerramiento excluya el material especificado bajo condiciones
especificadas.
6.6.23 Ventilado
Provisto con medios para permitir la circulación de suficiente aire para remover exceso de calor,
humo o vapor.
6.6.24 Hermético al agua
Construido de tal forma que el agua no pasa por la cubierta del encerramiento bajo condiciones
especificas.
27
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. Una forma de especificar un hermetismo al agua es: "construido de tal forma que no deberá haber ningún flujo de
agua dentro del encerramiento cuando esté sujeto al chorro de una manguera de una pulgada de diámetro y
entregando al menos 246 L/min (65 gal/min), con el agua dirigida al encerramiento desde una distancia no menor que
de 3 048 mm (10 pies) por un período de 5 min, período durante el cual el agua podrá ser dirigida en una o más
direcciones.
6.7
DEFINICIONES ADICIONALES
6.7.1
Aparatos
Es una designación especial para equipos eléctricos grandes tales como generadores, motores,
transformadores, interruptores, etc.
6.7.2
Equipo
Término general que incluye materiales, herramientas, dispositivos, aplicaciones, brazos,
aparatos y todo aquello que hace parte de una instalación eléctrica.
6.7.3
Accesorios
Dispositivos que realizan un trabajo secundario o menor como un refinamiento de un trabajo
mayor o primario de una unidad del equipo.
6.7.4
Materiales combustibles
Materiales que son externos a los aparatos y hechos de o combinados con madera, papel
comprimido, fibras de plantas u otros materiales que combustionarán y producirán llama.
6.7.5
Contactor
Dispositivo para la conexión y desconexión repetidamente de un circuito de potencia eléctrica.
6.7.6
Núcleo
Elemento hecho de un material magnético, que sirve como parte de un camino para el flujo
magnético.
6.7.7
Enclavamiento
Dispositivo que actúa por la operación de algún otro dispositivo con el cual está directamente
asociado, para controlar operaciones secuenciales del mismo o de otros dispositivos
relacionados.
Nota. Los enclavamientos pueden ser tanto eléctricos como mecánicos.
6.7.8
Terminal
a)
Elemento conductivo de un equipo o circuito diseñado para conectar a un
conductor externo.
b)
Dispositivo unido a un conductor par facilitar la conexión con otro conductor.
28
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
6.7.8.1 Conductor terminal. Conductor para unir un conductor a una terminación, a un bloque de
terminales o a un espárrago de aparatos eléctricos.
6.7.8.2 Tablero de terminales. Es una placa de material aislante que se usa para soportar las
terminaciones de los devanados.
Notas:
1)
Las terminaciones, las cuales pueden ser espárragos montados conectores de cuchilla, son usados para
hacer conectar a la línea fuente, la carga, otros circuitos externos o entre los devanados de la máquina.
2)
Pequeños tableros terminales pueden también ser llamados bloques terminales o regletas terminales.
6.7.9
Conexión
Conductor que conecta un devanado a su terminación (esto es, terminales, bujes, tablero de
terminales o conexión con otro devanado).
6.7.10 Protección de sobrecorriente
Protección que opera cuando la corriente excede un valor predeterminado.
6.7.11 Pantalla
Protección conductora ubicada en relación con equipos o componentes de ensayos, para
controlar la forma de la magnitud, o ambas de campos eléctricos o magnéticos, con lo cual se
mejora el funcionamiento de aparatos o equipos de prueba mediante la reducción de pérdidas,
gradientes de tensión o interferencia.
6.7.12 Protector de red
Es un ensamble que abarca un interruptor y su equipo completo de control, para desconectar
automáticamente un transformador desde una red secundaria, en respuesta a unas condiciones
eléctricas predeterminadas en el alimentador primario o en el transformador y para conectar un
transformador a una red secundaria bien sea por control manual o automático, que responde a
condiciones eléctricas en el alimentador y en la red secundaria.
Nota. El protector de red está usualmente ajustado para conectar automáticamente su transformador asociado a la red
cuando las condiciones son tales que el transformador, cuando se conecte, suministre potencia a la red y
automáticamente desconecta el transformador de la red cuando la potencia fluye de la red del transformador.
6.7.13 Cambiador de derivaciones
6.7.13.1 Cambiador de derivación, para operación sin tensión. Interruptor selector usado para
cambiar las derivaciones del transformador, con el transformador desenergizado.
6.7.13.2 Cambiador de derivación con carga (CDC). Interruptor selector, que puede tener
contactores de interrupción de corriente, usados para cambiar las derivaciones del transformador
con el transformador energizado y trabajando a plena carga.
29
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
6.7.14 Buje
Estructura aislante que incluye un conductor central o que provee un paso central para un
conductor; apto para montarse en una barrera conductora o de otro tipo, con el propósito de
aislar el conductor de la barrera y conducir corriente de un lado al otro de la misma.
6.7.15 Conector aislado separable
Sistema para conectar eléctricamente un cable de potencia aislado a aparatos eléctricos, a otros
cables de potencia o a ambos, diseñado de tal forma que la conexión eléctrica puede ser
establecida o rota fácilmente por enganche o separación de las partes de acople del conector a la
interfase de operación.
6.7.15.1 Conector para abrir sin carga. Es un conector aislado separable, diseñado para ser
enganchado y separado en circuitos desenergizados únicamente.
6.7.15.2 Conector para abrir con carga. Es un conector aislado separable, diseñado para cerrar
e interrumpir la corriente en circuitos energizados.
6.7.16 Exposición
6.7.16.1 Frente vivo. Está construido de tal forma que hay partes vivas están expuestas en el
frente del ensamble.
6.7.16.2 Frente muerto. Está construido de tal forma que no hay partes vivas expuestas en el
frente del ensamble.
7.
TERMINOLOGÍA PARA TIPOS DE TRANSFORMADORES ESPECIALIZADOS
7.1
TRANSFORMADORES DE SUBESTACIÓN
Véase el numeral 2.3.3.5
7.1.1
Subestación unitaria
Subestación que consta principalmente de uno o más transformadores los cuales están
coordinados en diseño y conectados eléctrica y mecánicamente con uno o más interruptores o
conjuntos de control de motores, o una combinación de ambos.
7.1.2
Subestación unitaria primaria
Subestación en la cual la sección de baja tensión nominal es mayor de 1 000 V.
7.1.3
Subestación unitaria secundaria
Subestación en la cual la sección de baja tensión nominal es de 1 000 V o menor.
7.1.4
Subestación unitaria integral
Subestación en la cual, las secciones de entrada, transformación y salida son construidas como
una única unidad compacta.
30
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.1.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Subestación unitaria articulada
Subestación en la cual, las secciones de entrada, transformación y salida son construidas como
uno o más subensambles destinados para conexión en el campo.
7.1.5.1 Tipo radial. Subestación unitaria que tiene un transformador reductor, el cual tiene una
sección de salida para la conexión de uno o más alimentadores radiales salientes.
7.1.5.2 Tipo red distribuida. Subestación unitaria que tiene un transformador reductor con su
salida conectada al barraje a través de un interruptor de circuito equipado con relés, los cuales
están dispuestos para disparar el interruptor de circuito a la inversión del flujo de potencia del
transformador y cerrar nuevamente el interruptor de circuito una vez restablezca la tensión
correcta, el ángulo de fase y secuencia de fases en el secundario del transformador. El barraje
tiene uno o más alimentadores radiales salientes y una o más conexiones de empalme, a una
subestación unitaria similar.
7.1.5.3 Tipo nodo de red. Subestación que tiene dos transformadores reductores, cada uno
conectado a un circuito de entrada de alta tensión. El lado de salida de cada transformador está
conectado a un barraje común a través de interruptores de circuito equipados con relés
dispuestos para hacer operar el interruptor de circuito en flujo de potencia inversa al
transformador y cerrar nuevamente el interruptor de circuito cuando se restablezca la correcta
tensión, ángulo de fase y secuencia de fase al secundario del transformador.
El barraje tiene uno o más alimentadores radiales de salida.
7.1.5.4 Tipo secundario selectivo (Tipo selectivo de baja tensión). Subestación unitaria que tiene
dos transformadores reductores cada uno conectado a un circuito de entrada de alta tensión. El
lado de salida de cada transformador está conectado a barrajes separados a través de
interruptores adecuados y dispositivos de protección. Las dos secciones del barraje están
conectadas por un interruptor normalmente abierto y dispositivos de protección. Cada barraje
tiene uno o más alimentadores radiales salientes.
7.1.5.5 Tipo dúplex. (Configuración interruptor y medio). Subestación unitaria que tiene dos
transformadores reductores, cada uno conectado a un circuito de entrada de alta tensión. El lado
de salida de cada transformador está conectado a un alimentador radial.
Estos alimentadores están empalmados al lado del alimentador de los interruptores del circuito
de potencia por un interruptor de enlace normalmente abierto.
7.2
TRANSFORMADORES DE REGULACIÓN Y DE CONMUTACIÓN BAJO CARGA
7.2.1
Transformador regulador
Véase el numeral 2.2.2.
7.2.2
Transformador con cambiador de derivaciones bajo carga
Véase el numeral 2.2.1
7.2.3
Transformador para desplazamiento de fase
Véase el numeral 2.2.3
31
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.2.4
NTC 317 (Tercera actualización)
Circuitos
7.2.4.1 Circuitos primarios. El circuito en el lado de entrada del regulador.
7.2.4.2 Circuito regulado. El circuito en el lado de salida del regulador, en el cual se desea
controlar la tensión, o la relación de fase, ó ambos.
Nota. La tensión puede mantenerse constante en cualquier punto seleccionado del circuito regulado.
7.2.5
Autotransformador preventivo
Un autotransformador (o una reactancia con derivación central) usado en transformadores con
conmutación de derivaciones bajo carga y transformadores reguladores, o reguladores de tensión
por paso, para limitar la corriente circulante cuando opera en una posición en la cual dos
derivaciones adyacentes son puenteadas, o durante el cambio de derivaciones entre posiciones
adyacentes.
7.2.6
Transformador serie
Transformador que tiene un devanado serie y un devanado de excitación, en el cual el devanado
serie está colocado en relación serie en un circuito para cambiar la tensión, la fase, o ambos, en
tal circuito, como un resultado de la entrada recibida del devanado de excitación.
Nota. Las aplicaciones de los transformadores serie incluyen:
7.2.7
1)
Usar en un transformador de conmutación bajo carga o en un transformador regulador, para cambiar
el comportamiento de la tensión o corriente del mecanismo de conmutación bajo carga.
2)
Incluirlo en un circuito de corrección de factor de potencia para insertar indirectamente la
capacitancia en serie en un circuito, conectando los condensadores al devanado de excitación.
Transformador regulador de dos núcleos, unidades serie y principal
7.2.7.1 Unidad serie. La unidad de núcleo y bobinas que tienen un devanado conectado en serie
en el circuito de línea.
7.2.7.2 Unidad principal. La unidad de núcleo y bobinas que suministran excitación a la unidad
serie.
7.2.8
Devanados de un transformador regulador de dos núcleos
7.2.8.1 Devanados serie. Devanado de la unidad serie el cual está conectado en serie en el
circuito de línea.
Nota. Si la unidad principal de un transformador de dos núcleos es un autotransformador, ambos tendrán un devanado
serie. En tales casos, uno se define como el devanado serie del autotransformador y el otro, devanado serie de la
unidad en serie.
7.2.8.2 Devanado excitado. Devanado de la unidad serie el cual es excitado desde el devanado
regulador de la unidad principal.
32
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
7.2.8.3 Devanado de regulación. Devanado de la unidad principal en el cual se cambian las
derivaciones para controlar la tensión o ángulo de fase del circuito regulado a través de la unidad
serie.
7.2.8.4 Devanado de excitación. Devanado de la unidad principal el cual toma potencia desde el
sistema, para operar el transformador de dos núcleos.
7.2.8.5 Devanado de regulación-excitación. En algunos diseños, la unidad principal tendrá un
devanado que funciona como un autotransformador el cual realiza ambas funciones, llamadas
como devanados de excitación y regulación, tal devanado es llamado de excitación - regulación.
7.2.9
Controles
7.2.9.1 Relé de regulación de tensión. Dispositivo sensible a la tensión que es usado en un
regulador de tensión automáticamente operado, para controlar la tensión del circuito regulado.
7.2.9.2 Compensador de caída de tensión en la línea de tensión. Dispositivo que causa que el
relé regulador de tensión incremente la salida de tensión, en una cantidad que compensa la
caída de tensión por impedancia en el circuito, entre el regulador y un punto predeterminado del
circuito (algunas veces referida como el centro de carga).
7.2.9.3 Devanado de tensión (o transformador) para equipo de regulación. Devanado (o
transformador) que entrega tensión dentro de los límites estrechos de exactitud de los
instrumentos, tal como voltímetros de contactos.
7.3
TRANSFORMADORES EN CONEXIÓN SCOTT
7.3.1
Transformadores en conexión scott
Véase el numeral 2.2.6
7.3.2
Transformador principal
El término transformador principal cuando es aplicado a dos unidades monofásicas conectadas
en scott para operación de trifásica a bifásica o de bifásica a trifásica, designa que el
transformador está conectado directamente entre dos de las tres líneas del sistema trifásico.
Nota. Provee una derivación en el punto medio para la conexión del transformador conectado en T.
7.3.3
Transformador conectado en T
El termino transformador conectado en T, aplicado a dos unidades monofásicas conectadas en
scott para operación trifásica a bifásica o de bifásica a trifásica, designa al transformador que es
conectado entre el punto medio del transformador principal y la tercera línea del sistema trifásico.
7.3.4
Tensión de impedancia de entrelace de un transformador conectado en scott
Tensión monofásica aplicada entre la derivación central del devanado del transformador principal
y sus dos extremos, conectados entre sí, lo cual es suficiente para hacer circular una corriente en
las líneas de alimentación igual a la corriente de línea trifásica nominal. La corriente en cada
mitad del devanado es el 50 % de este valor.
33
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
7.3.4.1 La resistencia de entrelace en por unidad o en porcentaje es la medida de los vatios
expresados en la base de los kVA nominales del devanado conectado en T
7.3.4.2 La impedancia de entrelace en por unidad o en porcentaje es la tensión medida
expresada en la base de la tensión del transformador conectado en T.
7.4
TRANSFORMADORES DE PUESTA A TIERRA
7.4.1
Transformadores de puesta a tierra
(Véase el numeral 2.2.7).
7.4.2
Tensión nominal de un transformador de puesta a tierra
La máxima tensión línea a línea para la cual el transformador de puesta a tierra está diseñado
para operar continuamente de línea a tierra sin que presente daño.
7.4.3
Potencia nominal de un transformador de puesta a tierra
Los kilovoltamperios nominales de corto tiempo son el producto de la tensión nominal de línea a
tierra a frecuencia nominal y la máxima corriente constante que puede fluir por el neutro para un
tiempo especifico sin causar un aumento de temperatura superior a los límites especificados y
dentro de las limitaciones establecidas por las normas para tales equipos.
7.5
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CONSTANTE
7.5.1
Transformadores de corriente constante
(Véase el numeral 2.1.6)
7.5.2
Corriente nominal secundaria de un transformador de corriente constante
La corriente secundaria para la cual el transformador es diseñado y a la cual la operación y la
característica de funcionamiento es referida.
7.5.3
Tensión de cortocircuito de un transformador de corriente constante
La tensión primaria medida, requerida para hacer circular la corriente nominal secundaria a través
de la bobina secundaria cortocircuitada, para una separación particular de una bobina.
Nota. Es usualmente expresado en por unidad o en porcentaje de la tensión nominal primaria.
7.5.4
Regulación de corriente de un transformador de corriente constante
La máxima desviación de corriente secundaria de su valor nominal con la tensión nominal
primaria aplicada a frecuencia nominal y a un factor de potencia nominal secundario, con la
variación de corriente tomada entre los límites de un cortocircuito y carga nominal.
Nota. Esta regulación puede ser expresada en por unidad o porcentaje de la corriente nominal secundaria básica.
34
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.5.5
NTC 317 (Tercera actualización)
Kilovatios nominales de un transformador de corriente constante
Los kilovatios de salida en los terminales secundarios con la tensión y frecuencia nominal
primaria y con la corriente nominal secundaria al factor de potencia nominal y dentro de los
límites establecidos en las normas.
7.5.6
Tensión nominal primaria de un transformador de corriente constante
La tensión primaria para la cual el transformador ha sido diseñado y a la cual la operación y la
característica de funcionamiento ha sido referida.
7.6
TRANSFORMADORES RECTIFICADORES
7.6.1
Transformador rectificador
(Véase el numeral 2.2.5).
7.6.2
Transformador rectificador de potencia
Transformador rectificador conectado a rectificadores de arco por mercurio o semiconductor, para
servicio electroquímico, y aplicaciones en: los procesos de acero, de arco eléctrico, en minería,
en el transporte y transmisiones en corriente directa.
7.6.3
Devanado de corriente alterna de un transformador rectificador
El devanado primario que está conectado al circuito de corriente alterna y usualmente no tiene
conexión no conductiva con los electrodos principales del rectificador.
7.6.4
Devanado de corriente directa de un transformador rectificador
El devanado secundario que está conductivamente conectado a los electrodos principales de un
rectificador y que conduce la corriente directa del rectificador.
7.6.5
Valores nominales de un transformador rectificador
Los kilovoltamperios de salida, tensión, corriente, frecuencia y número de fases de los terminales
del devanado de corriente alterna; la tensión (basada en la relación de transformación del
transformador ), la corriente eficaz y el número de fases en los terminales del devanado de
corriente directa corresponden a la carga nominal de la unidad rectificadora.
Nota:
1)
Debido a la forma de onda de la corriente en los devanados de corriente alterna y corriente directa del
transformador rectificador, estos devanados pueden tener valores nominales diferentes el uno del otro, y de
los transformadores de potencia en otros tipos de servicio. Los valores nominales son considerados como
valores nominales de ensayo que definen la salida que puede ser tomada del transformador bajo condiciones
prescritas de ensayo sin exceder alguna de las limitaciones de las normas.
2)
Para transformadores rectificadores cobijados por normas establecidas, los valores nominales de corriente
eficaz y de kilovoltamperios de los devanados, están basados en valores derivados de corrientes sin
superposición provenientes de elementos de circuitos rectificadores rectangulares circuitos rectificadores
rectangulares con el elemento de corriente sin superposición.
35
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.6.6
NTC 317 (Tercera actualización)
Transformador interfase
Un autotransformador o un conjunto de reactores de acoplamiento mutuo usado para obtener
operación paralela entre dos o más rectificadores simples que tienen tensiones rizadas que están
desfasadas.
7.6.7
Valores nominales del transformador de interfase
La corriente eficaz, tensión eficaz y frecuencia en los terminales de cada devanado, cuando la
unidad rectificadora está operando a carga nominal y con un valor designado de control de fase.
7.6.8
Reactor para paralelo de ánodos
(Véase el numeral 7.7.12.1).
7.6.9
Reactor de conmutación
(Véase el numeral 7.7.12.2).
7.7
REACTORES
7.7.1
Reactor
Mecanismo electromagnético con el propósito principal de introducir reactancia inductiva dentro
de un circuito.
7.7.2
Reactor saturable de corriente alterna
Reactor cuya impedancia varía periódicamente con la corriente alterna (o tensión).
7.7.3
Reactor filtro
Reactor usado para reducir armónicos de tensión en circuitos de corriente alterna o corriente
directa.
7.7.4
Reactor en derivación
Reactor diseñado para conexión en derivación a un sistema eléctrico con el propósito de
proporcionar una corriente inductiva.
Nota. El uso normal para los reactores en derivación es compensar corrientes capacitivas de líneas de transmisión,
cables o capacitores en derivación. La necesidad de reactores en derivación es mayor en cargas ligeras.
7.7.5
Reactores limitadores de corriente
Reactor diseñado para limitar la corriente que pueda fluir en un circuito bajo condiciones de
cortocircuito o bajo otras condiciones de operación tales como arranque, sincronización, etc..
7.7.6
Reactor de barraje
Reactor limitador de corriente para conexión entre dos barrajes diferentes a dos secciones del
mismo barraje, con el propósito de limitar y localizar la perturbación debido a una falla en uno u
otro barraje.
36
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.7.7
NTC 317 (Tercera actualización)
Reactor alimentador
Reactor limitador de corriente para conexión en serie con un alimentador de corriente alterna con
el fin de limitar y localizar la perturbación debido a la falla sobre el alimentador.
7.7.8
Reactor de puesta a tierra del neutro
Reactor inductivo limitador de corriente para conexión en el neutro con el propósito de limitar y
neutralizar las perturbaciones debido a fallas a tierra.
7.7.9
Reactor de arranque
Reactor limitador de corriente, para disminuir la corriente de arranque de máquinas o dispositivos.
7.7.10 Reactor sincronizador
Reactor limitador de corriente, para conectar momentáneamente a través de los conectores
abiertos de un mecanismo interruptor, con propósitos de sincronización.
7.7.11 Reactor para hacer paralelo
Reactor limitador de corriente para corregir la división de la carga, entre transformadores
conectados en paralelo los cuales tienen tensiones de cortocircuito diferentes.
7.7.12 Reactor para usar con rectificadores
7.7.12.1 Reactor para paralelos de ánodos. Reactor con un conjunto de devanados acoplados
mutuamente, conectados a ánodos operando en paralelo desde el mismo terminal del
transformador.
7.7.12.2 Reactor de conmutación. Reactor usado principalmente para modificar la cantidad de
corriente transferida entre elementos rectificadores.
7.8
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS
7.8.1
Transformadores de medida
(Véase el numeral 2.2.8).
7.8.2
Términos generales
7.8.2.1 Factor de capacidad de corriente térmica continua (RF). Factor especifico, por el cual la
corriente primaria nominal en un transformador de corriente puede ser multiplicada para obtener
la máxima corriente primaria que puede ser transmitida continuamente sin exceder la
temperatura límite arriba de 30 °C de la temperatura ambiente (Cuando los transformadores de
corriente están incorporados internamente como parte de un transformador o de un interruptor de
potencia, ellos deben cumplir la temperaturas del devanado y el punto caliente, bajo las
condiciones especificas y requerimientos de los aparatos mayores).
7.8.2.2 Factor de corrección del transformador (TCF). La relación de los vatios o vatios horas
verdaderos a los vatios o vatios hora medidos, dividido para relación marcada.
37
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. El factor de corrección de un transformador para un transformador de corriente o tensión, es el factor de
corrección de relación multiplicado por el factor de corrección de ángulo de fase para un factor de potencia especifico
de un circuito primario.
Los vatios verdaderos o vatios hora primarios, son igual a los vatios o vatios hora medidos
multiplicados por el factor de corrección del transformador y la relación marcada.
Cuando se miden los vatios o vatios hora primarios verdaderos, usando transformadores de
corriente y tensión, estos son iguales al factor de corrección del transformador de corriente por el
factor de corrección del transformador de tensión multiplicado por el producto de las relaciones
marcadas de los transformadores de corriente y tensión multiplicados por los vatios o vatios hora
observados.
7.8.2.3 Relación verdadera. La relación del valor eficaz (rms) primario con el valor eficaz (rms)
secundario bajo condiciones específicas.
7.8.2.4 Relación marcada. La relación del valor nominal primario al valor nominal secundario
como en la placa de características.
7.8.2.5 Factor de corrección de la relación (RCF). La razón entre la relación verdadera con la
relación marcada.
La corriente o tensión primaria es igual a la corriente o tensión secundaria multiplicada por la
relación marcada, multiplicada por el factor de corrección de la relación.
7.8.2.6 Porcentaje de relación. La relación verdadera expresada en porcentaje de la relación
marcada.
7.8.2.7 Corrección de relación porcentual de un transformador de medida. La diferencia entre el
factor de corrección de relación y la unidad expresada en porcentaje.
Nota. La corrección de relación porcentual es positiva si el factor de corrección de relación es mayor que la unidad. Si la
corrección de la relación porcentual es positiva, la corriente o la tensión secundaria medida, será menor que el valor
primario dividido por la relación marcada.
7.8.2.8 Ángulo de fase de un transformador de medida. El desplazamiento de fase en min entre
los valores primario y secundario.
Nota. El ángulo de fase de un transformador de corriente está designado por la letra griega beta (β) y es positivo
cuando la corriente sale de el terminal secundario identificado está adelantada respecto a la corriente entrando al
terminal primario identificado.
El ángulo de fase de un transformador de tensión esta designado por la letra griega gamma (ϒ) y es positivo cuando la
tensión secundaria desde el terminal identificado al no identificado está adelantada respecto a la correspondiente
tensión primaria.
7.8.2.9 Factor de corrección de ángulo de fase. La relación entre el factor de potencia verdadero
y el factor de potencia medido. Es una función de los ángulos de fase del transformador de
medida y el factor de potencia del circuito primario que se está midiendo.
38
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. El factor de corrección del ángulo de fase es el factor que corrige el desplazamiento de fase de la corriente o
tensión secundaria o ambas, debido a los ángulos de fase del transformador de medida.
Los vatios o vatios hora medidos en el circuito secundario de los transformadores de medida debe ser multiplicado por
el factor de corrección del ángulo de fase y la relación verdadera para obtener los vatios o vatios hora primarios reales.
7.8.2.10 Polaridad. La designación de la dirección relativa instantánea de las corrientes entrando
por los terminales primarios y saliendo de los terminales secundarios durante más de cada medio
ciclo.
Nota. Se dice que los terminales primarios y secundarios tienen la misma polaridad cuando, en un instante dado
durante más de cada medio ciclo, la corriente entra por el terminal primario identificado y deja el terminal secundario
identificado simultáneamente en la misma dirección, como si los dos terminales formaran un circuito continuo.
7.8.2.11 Devanado secundario de un transformador de medida. Devanado que es diseñado para
ser conectado al dispositivo de control o de medida.
7.8.2.12 Pérdidas de excitación para un transformador de medida. Los vatios requeridos para
excitar el transformador el cual incluye los vatios del dieléctrico, los vatios del núcleo y los vatios
del devanado de excitación debido a la corriente de excitación.
7.8.3
Transformador de tensión
7.8.3.1 Transformadores de tensión. Transformador de medida diseñado para tener su devanado
primario conectado en derivación con una fuente de potencia, cuya tensión será medida o
controlada.
7.8.3.2 Transformadores de tensión tipo cascada. Transformador de tensión con el terminal
neutro aislado, con el devanado primario distribuido en varios núcleos electromagnéticos
acoplados por devanado de acople.
El devanado secundario está sobre el núcleo en el extremo del neutro del devanado de alta
tensión. Cada núcleo de este tipo de transformador está aislado de los otros núcleos y es
mantenido en una tensión fija con respecto a tierra y la tensión línea a tierra.
7.8.3.3 Transformador de tensión tipo terminal neutro aislado. Transformador de tensión el cual
tiene el extremo del neutro del devanado de alta tensión aislado de la cubierta o base y
conectado a un terminal el cual suministra aislamiento para una tensión menor que la requerida
para el terminal de línea.
7.8.3.4 Transformador de tensión de doble secundario. Transformador el cual tiene dos
devanados secundarios sobre el mismo circuito magnético aislado el uno del otro y del primario.
7.8.3.5 Transformador de tensión tipo protegido. Transformador que está provisto con los medios
para montar un fusible o fusibles en serie con el devanado primario como una parte integral del
transformador.
7.8.3.6 Relación de espiras de un transformador de tensión. La relación entre el número de
espiras del devanado primario y el número de espiras del devanado secundario.
7.8.3.7 Capacidad térmica nominal de un transformador de tensión. Los voltamperios de salida
que un transformador suministrará continuamente a tensión secundaria sin que sean excedidas
las limitaciones de temperatura especificas.
39
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NTC 317 (Tercera actualización)
7.8.3.8 Tensión nominal de un transformador de tensión. La tensión primaria seleccionada para
las especificaciones básicas de funcionamiento de un transformador de tensión.
7.8.3.9 Tensión secundaria nominal. La tensión dividida por la relación marcada.
7.8.4
Transformadores de corriente
7.8.4.1 Transformador de corriente. Transformador de medida diseñado para tener su devanado
primario conectado en serie con el conductor que lleva la corriente a ser medida o controlada. (En
transformadores de corriente tipo ventana, el devanado primario es provisto por el conductor de
línea y no es una parte integral del transformador).
7.8.4.2 Transformadores de corriente tipo buje. Transformador que tiene un núcleo en forma de
anillo y un devanado secundario ensamblado permanentemente sobre el núcleo, y aislado de él;
pero que no tiene devanado primario ni aislamiento para él. Este tipo de transformador de
corriente es para utilizar con un conductor completamente aislado, como devanado primario. Un
transformador de corriente tipo buje se utiliza generalmente en equipos donde el conductor
primario es una parte componente de otro aparato.
7.8.4.3 Transformador de corriente de doble secundario. Transformador que tiene dos bobinas
secundarias, cada una sobre un circuito magnético separado, y con ambos circuitos magnéticos
excitados por el mismo devanado primario.
7.8.4.4 Transformador de corriente con secundario múltiple. Transformador que tiene tres o más
bobinas secundarias cada una de las cuales esta sobre un circuito magnético independiente y
con todos los circuitos magnéticos excitados por el mismo devanado primario.
7.8.4.5 Transformador de corriente de múltiple relación. Transformador del cual pueden ser
obtenidas más de una relación de transformación, por la utilización de derivaciones en el
devanado secundario.
7.8.4.6 Transformador de corriente tipo ventana. Transformador que tiene un devanado
secundario ensamblado permanentemente sobre el núcleo y aislado de él, pero que no tiene un
devanado primario como una parte integral de la estructura. Un aislamiento completo esta
dispuesto para el devanado primario en la ventana, a través de la cual una vuelta del conductor
de línea puede pasar para proveer el devanado primario.
7.8.4.7 Transformador de corriente tipo devanado. Transformador que tiene un devanado
primario consistente de una o más vueltas, enrollando mecánicamente el o los núcleos. Los
devanados primario y secundario están aislados entre ellos y del núcleo o los núcleos; y están
ensamblados como una estructura integral.
7.8.4.8 Transformador de corriente del tipo tres hilos. Transformador que tiene dos devanados
primarios, cada uno completamente aislado para el nivel de aislamiento nominal del
transformador. Este tipo de transformador de corriente es para utilizar en un sistema monofásico
de tres hilos.
Nota. Los devanados primarios y secundarios están permanentemente ensamblados sobre el núcleo, como una parte
integral de la estructura. La corriente secundaria es proporcional a la suma fasorial de las corrientes primarias.
7.8.4.9 Corriente nominal. La corriente primaria seleccionada como base de las especificaciones
del comportamiento de un transformador de corriente.
40
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NTC 317 (Tercera actualización)
7.8.4.10 Corriente nominal secundaria. La corriente nominal dividida por la relación de
transformación marcada.
7.8.4.11 Relación de transformación de un transformador de corriente. La relación entre las
espiras del devanado secundario con las espiras del devanado primario.
7.8.5
Transformador de potencial
(Véase el numeral 7.8.3)
7.9
TRANSFORMADORES ESPECIALES
7.9.1
Transformador especial
(Véase el numeral 2.2.9)
7.9.2
Autotransformador para lámpara individual
Autotransformador serie que transforma la corriente primaria a una corriente más baja o más alta
tal como se requiere para la operación de una lámpara de alumbrado público.
7.9.3
Transformador serie para alumbrado público
Transformador serie que recibe energía de un circuito serie regulador de corriente, y que
transforma la energía a otro devanado, a magnitud igual o diferente que en el primario.
7.9.4
Transformador limitador de energía
Transformador que se utiliza en un circuito de alimentación que suministra una tensión
aproximadamente constante, y que tiene suficiente impedancia propia para limitar la corriente de
salida a un valor máximo térmicamente seguro.
7.9.5
Transformador de alta reactancia
Transformador limitador de energía que tiene suficiente reactancia propia para limitar la corriente
de salida a un valor máximo.
7.9.6
Transformador no limitado de energía
Transformador de potencia constante que no posee suficiente impedancia propia para limitar la
salida a un valor máximo térmicamente seguro.
7.9.7
Transformador de alto factor de potencia
Transformador de alta reactancia que tiene un dispositivo corrector de factor de potencia, tal
como un capacitor, de tal forma que la corriente de entrada esta a un factor de potencia mayor de
90 % cuando el transformador entrega la corriente nominal al dispositivo de carga previsto.
7.9.8
Transformador de bajo factor de potencia
Transformador de alta reactancia que no tiene medios para corrección del factor de potencia.
41
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.9.9
NTC 317 (Tercera actualización)
Transformador de aislamiento
Transformador utilizado para aislar un circuito de otro.
7.9.10 Transformador de aislamiento para lámpara individual
Transformador de aislamiento utilizado para proteger el circuito secundario, la cubierta, la
lámpara y la luminaria asociada a una luz de calle individual, del riesgo de alta tensión del circuito
primario.
7.9.11 Transformador de aislamiento para grupo serie
Transformador de aislamiento cuyo secundario esta dispuesto para operar un grupo de lámparas
en serie o un grupo serie de transformadores de lámpara individual.
7.9.12 Transformadores para tubos luminosos
Transformadores, autotransformadores o reactores (que tiene una tensión secundaria de circuito
abierto de 1 000 V. valor eficaz o mayor). para operación de tubos luminosos de cátodo frío o
cátodo caliente, generalmente utilizados para señales, iluminación y decoración.
7.9.13 Transformador de ignición
Transformador elevador generalmente utilizado para encender eléctricamente líquido, gas o
gasolina en equipos de calefacción doméstica, comercial o industrial.
7.9.14 Transformador de iluminación de circuito serie
Transformador de aislamiento tipo seco para lámpara individual, autotransformador y
transformadores de aislamiento para grupo serie; los cuales se utilizan para operación de
lámparas incandescentes o de mercurio en circuitos de iluminación serie como los de avenidas y
aeropuertos.
7.9.15 Transformadores para señales y timbres
Transformadores reductores (teniendo una tensión secundaria de 30V. o menos), generalmente
utilizados para la operación de señales, campanas y timbres.
7.9.16 Transformadores de control
Transformadores reductores generalmente utilizados en circuitos, los cuales se caracterizan por
los bajos niveles de potencia, y el cual contribuye a una función de control, como en calefacción y
aire acondicionado, impresión, y controles industriales en general.
7.9.17 Transformadores para control de maquinas herramientas
Transformadores reductores los cuales pueden estar equipados con fusibles u otros dispositivos
de protección de sobrecorriente, generalmente utilizados para la operación de solenoides,
contactores, relés, herramientas portátiles e iluminaciones puntuales.
42
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NTC 317 (Tercera actualización)
7.9.18 Transformadores de propósito general
Transformadores elevadores o reductores o autotransformadores generalmente utilizados en
circuitos de distribución secundarios menores de 600 V, en conexión con servicios de iluminación
y potencia.
7.9.19 Transformadores para lámparas de vapor de mercurio. (Tipo suministro múltiple)
Transformadores, autotransformadores o reactores para operar lámparas de vapor de mercurio o
yoduro metálico, para todo tipo de aplicaciones en iluminación, incluyendo áreas interiores y
exteriores, vías, y otros procesos e iluminación especializada.
7.9.20 Transformadores para lámparas de vapor de sodio. (Tipo suministro múltiple)
Transformadores, autotransformadores y reactores para operar lámparas de vapor de sodio, para
todo tipo de aplicación en iluminación, incluyendo áreas interiores, exteriores, vías, y otros
procesos e iluminación especializada.
7.9.21 Reactor saturable (Reactor de núcleo saturable)
1)
Reactor de núcleo magnético cuya reactancia es controlada cambiando la
saturación del núcleo por medio de la variación de un flujo unidireccional
superpuesto.
2)
Reactor de núcleo magnético operado en la región de saturación sin medios de
control independientes.
Nota. Así, un reactor cuya impedancia varía periódicamente con la corriente alterna (o la tensión).
7.9.22 Transformador para uso electrónico
Transformador para ser usado en un circuito o sistema electrónico que emplee electrónica o
dispositivos de estado sólido.
Nota. Transformadores para rectificación de arco de mercurio y transformadores para tubos luminosos, son
normalmente excluidos de esta clasificación.
7.9.23 Capacidad de transformador serie
La capacidad en lumen de las lámparas serie, o la capacidad de potencia de lámparas múltiples,
para el cual es diseñado el transformador.
7.9.24 Tensión nominal primaria de un transformador de uso general
La tensión de entrada del circuito para la cual es diseñado el devanado primario, y a la cual están
referidas las características de operación y comportamiento.
7.9.25 Tensión secundaria nominal
La tensión del circuito de carga para la cual es diseñado el devanado secundario.
43
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NTC 317 (Tercera actualización)
7.9.26 Transformador de compensación por caída I.R
Una provisión en el transformador por medio de la cual la caída de tensión debida a la corriente
de carga y a la resistencia interna del transformador es neutralizada parcial o completamente .
Tales transformadores son adecuados únicamente para transformación en un sentido, estos no
son intercambiables para transformaciones elevadoras y reductoras.
7.9.27 kVA o voltiamperios nominales de cortocircuito de entrada un transformador de
alta reactancia
Designa la potencia de salida en kVA o Voltioamperios a la tensión nominal primaria, con los
terminales del secundario cortocircuitados.
7.9.28 Corriente secundaria de cortocircuito nominal de un transformador de alta
reactancia
Designa la corriente en el devanado secundario, cuando el devanado primario es conectado a la
tensión y frecuencia nominal primaria y cuando los terminales secundarios son cortocircuitados.
7.9.29 Transformador "Clase 2"
Transformador reductor del tipo de baja tensión secundaria, adecuado para uso en circuitos clase 2
de control remoto y baja energía. Debe ser del tipo limitador de energía, o del tipo no limitador de
energía equipado con un dispositivo de sobrecorriente.
Nota. Baja tensión secundaria como se usa aquí tiene un valor aproximado de 24 V.
7.10
TRANSFORMADORES TIPO SECO
7.10.1 Transformadores tipo seco
(Véase el numeral 2.3.2.2).
7.10.2 Transformadores tipo seco ventilado
Transformador seco construido de tal forma que el aire ambiente puede circular a través de su
encerramiento para enfriar el núcleo y las bobinas.
7.10.3 Transformador tipo seco no ventilado
Transformador tipo seco construido de tal forma que no provea circulación intencional de aire
externo a través del transformador y opera a una presión manométrica cero.
7.10.4 Transformador sellado
Transformador de tipo seco con un tanque herméticamente sellado.
7.10.5 Transformador llenado con gas
Transformador sellado, excepto que los devanados están inmersos en un gas seco diferente al
aire o al nitrógeno.
44
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7.10.6 Transformador encapsulado o llenado con compuesto sólido
Transformador en el cual los devanados están encerrados en un fluido aislante el cual puede
convertirse en sólido o permanecer ligeramente plástico a temperaturas normales de operación.
Nota. La forma del transformador encapsulado lleno con compuestos sólido, es determinada en gran medida por la
forma del conector o molde utilizado para contener el fluido, antes de la solidificación.
8.
TERMINOLOGÍA DE SISTEMAS
8.1
TÉRMINOS DE SISTEMAS TENSIÓN DEL SISTEMA
8.1.1
Tensión del sistema
Valor eficaz (rms) de la tensión fase-fase a frecuencia industrial en un sistema eléctrico trifásico
de corriente alterna.
8.1.2
Tensión nominal del sistema
La tensión a la cual el sistema eléctrico es designado y a la que son relacionadas ciertas
características operativas del sistema. (La tensión nominal de un sistema está cercana al nivel de
tensión a la cual opera normalmente el sistema y proporciona una tensión base por unidad para
propósito de estudio del sistema. Con objeto de permitir contingencias operativas, el sistema
generalmente opera a niveles de tensión alrededor del 5 % al 10 % debajo de la tensión máxima
del sistema para la cual los componentes del sistema son diseñados).
8.1.3
Tensiones máximas
8.1.3.1 Tensión máxima del sistema. El valor eficaz máximo de tensión fase-fase que ocurre en
el sistema bajo condiciones de operación normal, y el valor eficaz máximo de tensión fase-fase al
cual son designados el equipo y otros componentes del sistema para una operación continua
satisfactoria sin degradación de ninguna clase. (Esta tensión excluye los transitorios de tensión y
las sobretensiones temporales causadas por condiciones anormales del sistema tales como
fallas, reinserción de carga etc.)
8.1.3.2 Tensión máxima de diseño. El valor eficaz máximo de tensión fase-fase para el cual son
diseñados los componentes de un equipo, para soportar continuamente, y operar de manera
satisfactoria sin degradación de ninguna clase.
8.1.4
Sobretensión
Tensión anormal entre dos puntos de un sistema que es mayor que el valor máximo presentado
entre los mismos dos puntos bajo condiciones de servicio normal. Las sobretensiones suelen ser
de frecuencia baja, temporales y transitorias - significando una descarga atmosférica o
sobretensiones por maniobras.
8.1.4.1 Sobretensión temporal. Sobretensión oscilatoria fase-tierra o fase-fase de un determinado
sitio de duración relativamente larga, la cual puede ser no amortiguada o ligeramente
amortiguada. Usualmente las sobretensiones temporales se originan por operaciones de
maniobra o fallas (por ejemplo, reinserción de carga, fallas monofásicas) o por no linealidades
(efectos ferroresonantes, armónicos) o ambos. Ellos pueden ser caracterizadas por su amplitud,
sus frecuencias de oscilación, su duración total, o su decrecimiento.
45
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
8.1.4.2 Sobretensión fase-tierra en por unidad. La relación entre la sobretensión fase-tierra
correspondiente para la tensión máxima del sistema.
8.1.4.3 Sobretensión fase-fase en por unidad. La relación de la sobretensión fase-fase y la
tensión fase-tierra correspondiente para la tensión máxima del sistema.
8.1.5
Tensión nominal
La tensión a la cual las características de operación y desempeño de los aparatos y equipos son
referidas.
Nota. La desviación de la tensión nominal puede no perjudicar la operación del equipo, pero las características de
desempeño especificadas están basadas en operación bajo condiciones nominales. Sin embargo, en muchos casos las
normas de los aparatos especifican un intervalo de tensión dentro del cual puede esperarse desempeño exitoso.
8.1.6
Punto neutro
1)
El punto común de una conexión Y en un sistema polifásico.
2)
El punto de un sistema simétrico en el cual la tensión es normalmente cero.
8.2
PUESTA A TIERRA
8.2.1
Puesto a tierra
Conectado a tierra o a alguna extensión de un cuerpo conductor que sirva en lugar de la tierra,
tanto si la conexión es intencional o accidental.
8.2.2
Sistema puesto a tierra
Sistema de conductores en el cual al menos un conductor o punto (usualmente el alambre del
medio o el punto neutro de los devanados de un transformador o de un generador) está
intencionalmente puesto a tierra, ya sea sólidamente o a través de dispositivos limitadores de
corriente.
8.2.3
No puesto a tierra
Sistema, circuito o aparato sin una conexión intencional a tierra excepto a través de indicadores
de potencial de medida u otros dispositivos de muy alta impedancia.
8.2.4
Neutro puesto a tierra
Una tierra intencional aplicada al conductor neutro o al punto neutro de un circuito, de un
transformador, de una máquina, de un aparato, o de un sistema.
8.2.5
Sólidamente puesto a tierra
Puesta a tierra a través de una conexión a tierra adecuada en la cual ninguna impedancia ha sido
insertada intencionalmente.
Nota. La palabra "adecuada" es usada aquí como un significado de medios apropiados para el propósito buscado.
46
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
8.2.6
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Impedancia de puesta a tierra
Puesto a tierra a través de una impedancia.
Nota. La componente de la impedancia no necesita estar en la misma localización que el aparato a ser puesto a tierra.
8.2.7
Resistencia de puesta a tierra
Puesta a tierra a través de una impedancia, donde el elemento principal es una resistencia.
Nota. La resistencia puede ser insertada ya sea directamente, en la conexión a tierra, o indirectamente, como por
ejemplo, en el secundario de un transformador, el primario del cual es conectado entre el neutro y tierra, o en serie con
el secundario conectado en delta de un transformador conectado a tierra delta-Y.
8.2.8
Reactancia de puesta a tierra
Puesta a tierra a través de una impedancia, donde el elemento principal es una reactancia.
Nota. La reactancia puede ser insertada ya sea directamente, en la conexión a tierra, o indirectamente, por el
incremento de la reactancia del circuito de retorno a tierra. Lo último puede ser hecho por un incremento intencional de
la reactancia de secuencia cero de los aparatos conectados a tierra, u omitiendo algunas de las posibles conexiones de
los neutros de los aparatos puestos a tierra.
8.2.9
Neutralizador de falla a tierra (resonador puesto a tierra)
Reactancia puesta a tierra a través de valores de reactancia tales que, durante una falla entre
uno de los conductores y tierra, la corriente a frecuencia nominal que fluye en las reactancias
puestas a tierra y la corriente capacitiva de frecuencia nominal fluye en las reactancias de puesta
a tierra y la corriente capacitiva de frecuencia nominal entre los conductores sin falla y tierra sean
sustancialmente iguales.
Nota:
1)
En la falla estos dos elementos de corriente deben estar sustancialmente fuera de fase en 180°
2)
Cuando un sistema es neutralizador de falla a tierra, se espera que la componente de cuadratura de la
corriente de falla monofásica de frecuencia nominal, sea tan pequeña que un arco de falla en el aire pueda ser
extinguido menor que la de una falla por arco en el aire autoextinguida.
8.2.10 Tensión a tierra
La tensión entre cualquier conductor vivo de un circuito y tierra.
Nota. Donde las consideraciones de seguridad estén comprendidas, la tensión a tierra que puede ocurrir en un circuito
no puesto a tierra es usualmente la tensión máxima normalmente existente entre los conductores del circuito, pero en
circunstancias especiales, tensiones más altas pueden presentarse.
47
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
8.2.11 Sistema de neutro múltiplemente puesto a tierra
Sistema de distribución del tipo de cuatro alambres donde todos los neutros del transformador
están puestos a tierra, y los conductores del neutro están directamente puestos a tierra en puntos
frecuentes a lo largo del circuito.
8.2.12 Efectivamente conectado a tierra
Una expresión que significa puesta a tierra a través de una conexión de impedancia
suficientemente baja (inherente o intencionalmente adicionada, o ambas) para que las fallas a
tierra que puedan ocurrir no ocasionen tensiones que excedan los limites establecidos para
aparatos, circuitos, o sistemas también conectados a tierra.
Nota. Un sistema de corriente alterna o porción de ella, puede decirse que está efectivamente conectado a tierra
cuando, para todos los puntos sobre el sistema o sobre una porción específica de aquél, la relación de la reactancia de
secuencia cero a la reactancia de secuencia positiva es menor que tres y la relación de la resistencia de secuencia cero
a la reactancia de secuencia positiva es menor que uno para cualquier condición de operación y para cualquier
capacidad del generador conectado.
8.2.13 Coeficiente de conexión a tierra. (Descargador de sobretensiones)
Relación (ELG/ELL) expresada como un porcentaje del valor eficaz máximo de la tensión líneatierra a frecuencia industrial (ELG) sobre una fase sin falla, en un sitio determinado, durante una
falla a tierra que afecta una o más fases a la tensión línea-línea a frecuencia industrial, (ELL), que
se puede obtener en el sitio determinado eliminando la falla.
Notas:
1)
Los coeficientes de conexión a tierra para sistemas trifásicos son calculados desde los componentes de la
impedancia de secuencia de fase vista desde la localización seleccionada. Para máquinas se usa la
reactancia subtransitoria.
2)
El coeficiente de conexión a tierra es usado en la determinación de la capacidad de un descargador de
sobretensiones para una localización seleccionada.
3)
Un valor que no exceda el 80 % es obtenido aproximadamente para cuando todas las condiciones del
sistema, la relación de la reactancia de secuencia cero a la reactancia de secuencia positiva, es positiva y
menor de tres, y la relación de la resistencia de secuencia cero a la reactancia de secuencia positiva sea
positiva y menor de uno.
8.3
CONEXIONES
8.3.1
Conexión delta
Conexión en forma tal que los devanados de un transformador trifásico (o los devanados para la
misma tensión nominal de transformadores monofásicos asociados en un banco trifásico) están
conectados en serie para formar un circuito cerrado.
8.3.2
Conexión en delta abierta
Conexión similar a la conexión delta-delta utilizando tres transformadores monofásicos, pero con
un transformador monofásico removido.
48
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Nota. Los dos transformadores restantes de un banco en delta abierto portarán el 57,7% de la carga soportada por el
banco usando tres transformadores idénticos conectados en delta-delta.
8.3.3
Conexión en delta interconectada
Conexión trifásica usando seis devanados (dos por fase) conectados en un circuito de seis lados
con seis bujes para proporcionar un desfasamiento fijo entre dos circuitos trifásicos sin cambio en
la magnitud de la tensión.
Nota. La conexión delta-interconectada es algunas veces descrita como un autotransformador hexagonal.
8.3.4
Conexión delta extendida
Conexión similar a la delta, pero con una extensión del devanado en cada esquina de la delta,
cada una de las cuales están 120° aparte en la relación fase.
Nota. La conexión puede ser usada como un autotransformador para obtener un cambio de tensión o un
desplazamiento de fase o una combinación de ambos.
8.3.5
Conexión Y (Ye)
Conexión en forma tal que un extremo de cada uno de los devanados de un transformador
polifásico (o de cada uno de los devanados para la misma tensión nominal de los
transformadores monofásicos asociados en un banco polifásico) está conectado a un punto
común (el punto neutro) y el otro extremo a su terminal de línea apropiado.
8.3.6
Conexión zig zag
Transformador polifásico con devanados conectados en Y, cada uno de los cuales está
conformado por partes en las cuales son inducidas tensiones con desplazamiento de fase.
8.3.7
Conexión Hoeppner
Conexión de un transformador trifásico que involucra una transformación desde un devanado Y a
la combinación de un devanado delta y un devanado en zigzag, los cuales están conectados
permanentemente en paralelo.
Nota. Esta conexión es usada cuando se necesita una conexión Y-delta, con conexiones a tierra en ambos devanados
primario y secundario.
8.3.8
Conexión estrella (término no preferido)
(Véase conexión Y).
8.3.9
Transformador conectado en T (conexión T)
Un transformador de tres fases a tres fases; similar al transformador conectado en Scott. (Véase
el numeral 2.2.6).
49
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
8.4
TÉRMINOS DIVERSOS
8.4.1
Corriente alterna
NTC 317 (Tercera actualización)
Corriente periódica cuyo valor promedio sobre un período dado es cero.
Nota. Al menos que otra cosa diferente sea especificada, el término de corriente alterna se refiere a una corriente que
se invierte a intervalos periódicos regulares en el tiempo y que tiene valores alternos positivos y negativos.
8.4.2
Ampacidad
Capacidad de corriente expresada en amperios, de un cable o alambre bajo condiciones térmicas
estables.
8.4.3
Circuitos
8.4.3.1
Circuito monofásico. Circuito de corriente alterna de dos o tres conductores
interrelacionados intencionalmente que entran (o salen) a una región delimitada a dos o tres
terminales de entrada.
Si el circuito consiste de dos conductores que se van a energizar de manera que en la etapa
estacionaría la tensión entre los dos terminales de entrada es una tensión alterna. Si el circuito
consiste de tres conductores, que se van a energizar de manera que en la etapa estacionaría, las
tensiones alternas entre dos cualquiera de los dos terminales de entrada, tienen el mismo
período y están en fase o en oposición de fase.
8.4.3.2 Circuito bifásico. Circuito polifásico de tres, cuatro o cinco conductores diferentes que se
van a energizar, de manera que en la etapa estacionaría las tensiones alternas entre dos pares
seleccionados de terminales de entrada, diferentes al terminal neutro, si lo hay, tienen el mismo
período, son iguales en amplitud, y tienen una diferencia de fase de 90°. Cuando el circuito
consiste de cinco conductores, pero, uno de ellos es un conductor neutral.
Nota. Un circuito bifásico como se define aquí, no conforma un patrón general de circuitos polifásicos. Actualmente un
circuito de dos fases, de cuatro o cinco alambres puede ser llamado más apropiadamente un circuito de cuatro fases,
pero el término bifásico es de uso común. Un circuito bifásico de tres hilos es esencialmente un caso especial, no
conforme con el patrón general de otros circuitos polifásicos.
8.4.3.3 Circuito trifásico. Combinación de circuitos energizados por fuerzas electromotrices
alternas las cuales difieren por un tercio de un ciclo, esto es, 120° del ángulo especificado.
Nota. En la práctica, las fases pueden variar varios grados desde el ángulo especificado.
8.4.3.4 Circuito hexafásico. Combinación de circuitos energizados por fuerzas eléctromotrices
alternas las cuales difieren en fases por un sexto de un ciclo, esto es, 60° del ángulo
especificado.
Nota. En la práctica, las fases pueden variar varios grados desde el ángulo específico.
50
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
8.4.4
NTC 317 (Tercera actualización)
Valor de cresta (valor pico)
El valor máximo absoluto de una función cuando tal máximo existe.
8.4.5
Factor de cresta (de una función periódica)
La relación de su valor de cresta (pico, máximo) a su valor eficaz (rms).
8.4.6
Corrientes parásitas
Las corrientes que son inducidas en el cuerpo de una masa conductora por la variación en el
tiempo del flujo magnético.
8.4.6.1 Pérdidas por corrientes parásitas. La pérdidas de energía resultantes por el flujo de las
corrientes parásitas en un material metálico.
8.4.7
Pérdidas por histéresis (magnéticas)
La pérdida de energía en un material magnético que resulta de un campo magnético alterno en el
momento en que los dominios magnéticos dentro del material buscan alinearse con el campo
magnético fluctuante.
8.4.8
Ciclo
Las series completas de valores de cantidad periódica que ocurre durante un período.
Nota. Es un conjunto completo de valores positivos y negativos de una corriente alterna.
8.4.9
Frecuencia
El número de períodos que ocurren por unidad de tiempo.
8.4.10 Hertz
La unidad de frecuencia (ciclos por segundo).
8.4.11 Ferrorresonancia
Fenómeno usualmente caracterizado por sobretensiones y formas de onda irregular que está
asociado con la excitación de uno o más inductores saturables a través de capacitancia en serie
con el inductor.
8.4.12 Sobrecarga (general)
Salida de corriente de potencia, o torque, dado por un aparato, en exceso de la capacidad
nominal del aparato en una base de capacidad de trabajo especificada.
8.4.13 Factor armónico
La relación del valor efectivo de todos los armónicos al valor efectivo de la fundamental.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 317 (Tercera actualización)
Factor armónico (para tensión) =
Factor armónico (para corriente) =
E 23 + E 25 + E72 ...
E1
I 32
+
I 52
I1
+
I72.
ANTECEDENTE
AMERICAN NATIONAL STANDARD. Terminology for Power and Distribution Transfomers, New
York 1978, 31p (ANSI / IEEE C57.12.80).
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