METODO PARA DETERMINAR LA POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR

Las terminales de un transformador están normalmente marcadas con etiquetas o letrero, que llevan H1, H2, X1 y X2, etc. Sin embargo, las marcas pueden perderse o desfigurarse, de manera que es imposible identificar las diferentes terminales. Por lo tanto, se ha elaborado un procedimiento estándar de prueba para determinar la polaridad del transformador.

POLARIDAD O SECUENCIA DE FASES

PRUEBA DE POLARIDAD

Estos los transformadores monofasicos, además de identificar una terminal de alta tensión con una de baja tensión que tengan misma polaridad, la posición relativa de estas terminales en el arreglo global se identifica con la siguiente nomenclatura.

REGLA DE APLICACION

Cuando el observador se para frente a los dos terminales de una tensión si H1 queda a su izquierda y X1 a su derecha se dice que el transformador tiene polaridad aditiva y si H1 y X1 queda a su izquierda se dice que tiene polaridad substractiva (H1 y X1 son terminales de misma polaridad).

Para verificar la polaridad de los transformadores se recomiendan dos métodos:

Método de transformador patrón Método de dos voltímetros

 

METODO DEL TRANSFORMADOR PATRON

Para este método se dispone de un transformador cuya relación de transformación sea conocida, y por comparación, se obtiene la relación del transformador en prueba

METODO DE DOS VOLTIMETROS

Consiste en aplicar al devanado de alta tensión un voltaje alterno de valor nominal o menor. El observador, colocado frente a los terminales de baja tensión, debe puentear previamente los terminales de su izquierda, y colocar dos voltímetros, uno entre las terminales de su derecha.

Si convenimos que el voltímetro colocado en alta tensión da una lectura VH el voltímetro colocado entre alta y baja tensión da la suma algebraica de voltajes S V1 entonces:

Si S V > VH La polaridad es aditiva

Si S V < VH La polaridad es substractiva

3.1 ENSAYOS DE RUTINA

Los ensayos de rutina son aquellos que se realizan a todos los transformadores nuevos

reconstruidos o reparados y establecidos por la siguiente tabla.

Tabla 2. Ensayos de Rutina

ENSAYOS DE RUTINA

ENSAYOS ELÉCTRICOS NORMA APLICABLE

Medición de la relación de transformación, verificación de polaridad

NTC 471

Medición de la resistencia de los devanados NTC 375

Tensión aplicada NTC 837

Tensión inducida NTC 837

Medición de las tensiones de cortocircuito NTC 1005

Medición de las pérdidas con carga NTC 1005

Medición de las pérdidas y corrientes sin carga (en vacío) NTC 1031

Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC 380

Ensayo de Relación de Transformación. El ensayo tiene como principal objetivo, la

determinación de la relación entre el número de vueltas del devanado primario y el

secundario, en otras palabras es la relación de voltajes del devanado de alta tensión al

devanado de baja tensión.

La relación de transformación se expresa:

a: relación de transformación

N1y N2: Numero de espiras en el devanado primario y secundario

V1 y V2: Tensiones en las terminales del devanado primario y secundario.

I1 y I2: Corrientes en el devanado primario y secundario.

Para interpretar los resultados será necesario calcular el porcentaje de diferencia que

exista entre los valores reales y los valores teóricos de acuerdo a la siguiente expresión:

Valor Medio co Valor Teori Diferencia (2)

Como regla general se acepta que el porcentaje de diferencia no debe ser mayor al 0.5%

Existen varios métodos para determinar la relación de transformación de un

transformador: método de los voltímetros, método del potenciómetro, método del

transformador patrón (TTR). A continuación se expondrán los métodos de voltímetros y

de transformador patrón por ser los métodos más utilizados.

3.1.1.1 Método de los Voltímetros. Se realiza aplicando una tensión de valor conocido

por el primario del transformador. La relación de transformación puede medirse a través

de voltímetros conectados al primario y al secundario.

3.1.1.2 Método del Transformador Patrón (TTR). Cuando dos transformadores con la

misma relación de transformación son conectados en paralelo y se excitan, la corriente

circulante a través de los devanados de baja tensión es igual a cero como se muestra en

la Figura 2. Basándose en este principio, el TTR opera variando controladamente el

número de espiras del transformador patrón hasta obtener la no circulación de corriente,

de esta forma se afirma que los transformadores tanto patrón como bajo prueba tienen la

misma relación de transformación.

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

El TTR es una herramienta diseñada para hacer mediciones de relación de

transformación, además es un elemento práctico y preciso para analizar las condiciones

de transformadores en los siguientes casos:

• Medición de la relación de transformación de los equipos nuevos, reparados o

rebobinados.

• Identificación y determinación de terminales, derivaciones (taps) y sus conexiones

internas.

• Determinación y comprobación de polaridad, continuidad y falsos contactos.

• Identificación de espiras en cortocircuito.

• Determinación de la cantidad de espiras en bobinas de transformadores.

3.1.2 Ensayo de Polaridad. El objetivo de el ensayo de polaridad es determinar el

desplazamiento angular expresado en grados entre el vector que representa la H1 H2 X1

X2 Polaridad Aditiva H1 H2 X2 X1

Polaridad Sustractiva

tensión de línea a neutro de una fase de alta tensión y el vector que representa la tensión

de línea a neutro en la fase correspondiente por el lado de baja tensión.

Se encuentran dos clases de polaridad aditiva y sustractiva como se muestra en la

La polaridad reviste una gran importancia en la conexión de los transformadores,

sobretodo si estos han de ser conectados en paralelo, en bancos o Y-∆ porque un error

equivale a un cortocircuito parcial o completo, con desastrosas consecuencias.

3.1.2.1 Método del Transformador Patrón. El TTR es un transformador de polaridad

conocida que realiza dos operaciones simultáneas relación de transformación descrita

anteriormente y verificación de polaridad que opera de la siguiente manera:

El transformador de polaridad conocida y el bajo prueba se conectan en paralelo por el

lado de alta tensión, por el lado de baja solo se conectan los terminales de uno de los

devanados de ambos transformadores, dejando libre los restantes como se muestra en la

Figura 4. En estas condiciones se aplica una tensión de valor reducido a los terminales

de alta, se mide la tensión entre los terminales libres del lado de baja tensión; si el

voltímetro indica cero o un valor mínimo, la polaridad de ambos transformadores será la

misma.

3.2.1.2 Método Diferencial de Corriente Alterna. Se conectan entre si, los terminales de

los devanados de alta y baja tensión contiguos del lado izquierdo del transformador

(mirando desde el lado de baja), se aplica una tensión reducida de corriente alterna al

devanado completo de AT y se efectúan lecturas, primeramente de la tensión aplicada y

luego de la tensión entre terminales contiguos del lado derecho de ambos devanados . Si

esta ultima lectura es de menor valor que la primera, la polaridad es sustractiva y si es

de mayos valor que la primera la polaridad es aditiva.