prueba de rutina norma ntc 1005 transformadores

7/26/2019 Prueba de Rutina Norma Ntc 1005 Transformadores

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DETERMINACIN DE LA TENSIN DE CORTOCIRCUITO Y PRDIDAS CONCARGA (PRUEBA DE RUTINA NTC 1005)

OBJETO

El propsito de esta prueba es la determinacin de prdidas y tensin de cortocircuito, tanto paratransformadores monofsicos como para trifsicos, de acuerdo al procedimiento descrito en la NTC 1005, elcual se describe a continuacin.

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO PARA TRANSFORMADORES MONOFSICOS

Uno de los devanados del transformador (del lado de alta tensin o del lado de baja tensin) debe ponerseen corto y se aplica al otro devanado una tensin a frecuencia nominal, la cual se ajusta para que circule lacorriente nominal por los devanados. En caso de que no se puedan alcanzar los valores nominales decorriente, se puede utilizar una corriente no menor del 25% de In (corriente nominal), corrigiendo el valorobtenido. El ensayo debe realizarse sobre la derivacin principal.

Con la corriente y frecuencia ajustadas a los valores de ensayo, se toman lecturas en el ampermetro,vatmetro, voltmetro y frecuencmetro.

Es suficiente medir la corriente en el devanado excitado solamente, porque la corriente en el devanado encortocircuito, debe estar en el valor correcto de acuerdo a la relacin de transformacin (S se deseacomprobar la relacin se puede tomar el valor de la corriente que circula por el devanado en corto).

La temperatura del devanado antes del ensayo se considera igual a la temperatura del aceite, cuando eltransformador no ha sido excitado por lo menos ocho horas antes del ensayo.

El conductor usado para hacer el cortocircuito en transformadores de alta corriente y baja tensin, debe teneruna seccin transversal igual o mayor que aquella de los terminales conductores del devanadocorrespondiente, debe ser tan corto como sea posible y mantenerse retirado de masas magnticas. Loscontactos deben estar limpios y bien ajustados.

PROCEDIMIENTO PARA TRANSFORMADORES TRIFSICOS

Los tres terminales del devanado de baja tensin o de alta tensin, deben unirse rgidamente y se aplica a losterminales del otro devanado, una tensin trifsica balanceada de frecuencia nominal y valor adecuado, conel fin de hacer circular la corriente nominal en cada uno de los devanados.

El procedimiento es similar al seguido para transformadores monofsicos, excepto que las conexiones ymedidas son trifsicas en lugar de monofsicas.

Las lecturas de los vatmetros deben ser aproximadamente iguales y deben sumarse algebraicamente susvalores para obtener las prdidas totales.

La medida tambin puede efectuarse por medio de un vatmetro trifsico.

Cuando no se alcancen los valores de corriente nominal, los valores medidos se corregirn al valor nominal

de la siguiente forma:

mI

nI

k

kmVccV 2kcumPcuP


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Donde:

k= Factor de correccin por corriente.

nI = Corriente nominal del devanado del transformador por el cual se energiz (Amperios).

mI = Valor de corriente alcanzado durante el ensayo. ( Amperios).

ccV = Tensin de corto circuito real a corriente nominal (Voltios).

mV = Tensin de cortocircuito medida con corriente reducida (voltios).

cuP = Prdidas en el cobre reales a corriente nominal (vatios).

cumP = Prdidas en el cobre medidas con corriente nominal (Vatios).

Los valores de ccV y

cuP sern consignados en el protocolo de pruebas en la parte Ensayo de

cortocircuito, una vez corregidos a 85C. Se asume que estos valores son medidos a t emperatura ambientey se corregirn a 85C de acuerdo con el procedimiento que se indica ms adelante en este mismo apartado.

Correccin de una resistencia medida a temperatura ambiente aT

, a una temperatura xT

:

at Rk *xR

donde:

aT234.5xT234.5

tk

El factor: 234.5 es para el cobre.

Para el aluminio es: 225

se tiene un factor de correccin por temperatura.

Donde:

a

T = Temperatura a la cual se midi la resistencia (C).

xT = Temperatura a la cual se desea referir la resistencia (C), generalmente 85C.

aR = Resistencia medida a una temperatura dada (ambiente).

xR = Resistencia corregida a la temperatura Tx.

CLCULOS

CLCULO DE LAS PRDIDAS Y SU CORRECCIN A 85C PARA LLENAR EL PROTOCOLO DE PRUEBASDE UN TRANSFORMADOR MONOFSICO

vatiosbtRbtIatRatIaRI ................222

vatiosaRItkCRI ..........2*85

2

vatiosaRIcuPsadicionaleP ...........2


3/7

vatios.............tk

sadicionaleP

C85R2I

C)cu(85P

%........100*8585

nP

CcuP

CrU

%...........100*)( nPcuP

tarU

%............100* n

U

ccU

zU

%..........2 )(2 tarUzUxU

%..............2

)85(2

85 CrUxUCzU

Donde:

at

I Corriente nominal del devanado de alta tensin.

btI = Corriente nominal del devanado de baja tensin.

atR = Resistencia medida a temperatura ambiente. Devanado de alta tensin.

btR = Resistencia medida a temperatura ambiente. Devanado de baja tensin.

nP = Potencia nominal del transformador [VA].

nU = Tensin nominal del devanado por donde se energiz [V].

REGULACIN A PLENA CARGA Y FP. =0.8

Regulacin = 2

200

*sen*sen

Senor

UoCox

UoCo

rUSeno

xU

Donde:

xU = Componente reactiva de la impedancia de cortocircuito [%].

rU = Componente resistiva de la impedancia de cortocircuito [%].

= Angulo de la carga.

EFICIENCIA

Eficiencia =

100*

*2sen*

*2

100

cPaoPoConPa

cPaoP

Donde:

oP = Prdidas sin carga [kW]


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nP =Potencia nominal del transformador [kVA].

cP =Prdidas con carga [kW].

Coseno = Factor de potencia de la carga.

a = Factor de carga.

nominalPotencia

trabajodePotenciaa .

..

CLCULO DE LAS PRDIDAS EN UN TRANSFORMADOR TRIFSICO

Asumiendo que los transformadores de distribucin objeto de este instructivo tienen una conexin

estandarizada Dyn5, se detallar solamente el clculo de las RI2 a partir de los valores de resistenciamedida entre terminales externos del transformador.

Resistencia Por Fase En el devanado en (Delta), en alta tensin

22

3

22

2

2

111

R

R

R

RR

RRmR

mRmedidaR

(1)

faseRmRRRmR

2

3

2

31 (2)

Prdidas por resistencia en el devanado en (delta), de alta tensin:

3

lineaI

faseI

tomando la ecuacin (2):

2

*2

2

3

3

22

3

2 mRI

mRI

RlineaI

faseRI

Siendo tres fases, tenemos que RI2 total en el devanado de alta tensin (delta) a temperatura ambiente es:

mRatImRItotal

RI

25.12

2

32

Donde mR es el promedio de las resistencias medidas entre UV, UW y VW.

Resistencia Por Fase en el devanado en Y (Baja Tensin)


5/7

2

2

m

mmedida

RR

RRR

Siendo mR el promedio de las resistencias medidas entre xy, xz, yz.

La sumatoria de las prdidas por resistencia de los dos devanados da las RI2 totales del transformador as:

mbtmatmbtmat RIRIRIRIRI btat22222 5.15.15.1

Entonces tenemos que para los transformadores trifsicos, el clculo de las RI2

a temperatura ambiente sereduce a:

btbtatat RIRIRI 222 5.1

Donde:

atI Corriente nominal de alta tensin.

btI = Corriente nominal de baja tensin.

at

R Promedio de las resistencias medidas entre UV, UW, VW en ohmios []

btR Promedio de las resistencias medidas entre xy, xz, yz en ohmios []

El resto del protocolo se calcula en la misma forma que el protocolo de un transformador monofsico.

EJEMPLOS

TRANSFORMADOR MONOFSICO:

Potencia nominal: 25 kVATensin nominal: 13200/240 - 120 voltios.Corriente nominal: 1.89/104.16 Amperios.

Parmetros Medidos en pruebaa 20C

GarantizadosA 85C

Resistencia devanados AT=32.60;BT=12.58 m.

Po (prdidas en el hierro) 130 vatios 125 vatioso (corriente de excitacin 2.1% 2.2%Corriente de cortocircuito 1.89 Amperios

tensin de cortocircuito 335 voltios 2.90% (a 85C)Prdidas en el cobre 260 vatios 330 vatios (a 85C)

- Clculo De Prdidas En El Cobre e Impedancia de Corto Circuito A 85C

93.2521000

58.1216.1046.3289.1

22

20

2CRI

Ur 20C= %04.1100*

25000

260


6/7

53.3172554.1*93.252852 CRI

Padicionales a 20C= 260 - 252.93 = 7 vatios

Padicionales a 85C= 58.52554.1

7 vatios

Pcu a 85C= 317.53 + 5.58 = 323vatios

Ur 85C= 292.1100*25000

323 %

Ucc 20C= 54.2100*13200

335 %

Ux= 31.204.154.2 22 %

Ucc 85C= 65.2292.131.2 22 %

- Regulacin a plena carga y Factor de Potencia 0.8

ngulo de la carga = cos-10.8 = 36.8699Seno de 36.8699 = 0.60

Regulacin = 42.2200

60.0292.180.031.280.0292.160.031.2

2

%

Eficiencia = =

100323.01130.080.0251

323.01130.01002

2

97.78%

TRANSFORMADOR TRIFSICO

Potencia nominal: 1000 kVATensin nominal: 34500/13800 voltiosCorriente nominal: 16.73/41.83 amperios.

Parmetros Medidos en prueba (20C

Devanado U-V V-W U-W Promedio

R devanados AT () 12.73 12.73 12.73 12.73BT (m) 1018.0 1020.0 1020.0 1019.33

Garantizados (85C)Po 1580 vatios 1980 vatios

u v w promedio o (%)o (A) 0.39 0.36 0.46 0.403 0.96 1.20 %cc 16.73 AmperiosUcc 1986 voltios (20C) 5.40 % (85C)Pcu 8778 vatios (20C) 12000 W (85C)

80201000

33.1019283.4173.12

273.165.120

2

CRI

100682554.1*8020852 CRI

Padicionales a 20C=8778 - 8020 = 758 vatios

Padicionales a 85C= 6042554.1

758 vatios

Pcu a 85C= 10068 + 604 = 10672 vatios

Ur 20C= %8778.0100*1000000

8778

Ur 85C= 063.1100*1000000

10627 %

Ucc 20C= 75.5100*34500

1986 %

Ux= 69.52

8778.02

76.5 %

Ucc 85C= 79.52

063.12

69.5 %


7/7

- Regulacin a plena carga y factor de potencia 0.8

Regulacin= 34.4200

60.0063.18.069.58.0063.160.069.5

2

%

Eficiencia = = 100 - %50.98100672.10158.180.010001

672.10158.12

2

prueba de rutina norma ntc 1005 transformadores

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