UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM La!rat!ri! de Medida" El#ctrica" – ML$%$
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍ A MECÁNICA
INFORME PREVIO DE PROTECCIÓN DIFERENCIAL CURSO:
Medidas Eléctricas
CÓDIGO DEL CURSO: ML 313
SECCIÓN: “A”
PROFESOR: ALUMNO:
CÓDIGO:
2016-II MEDIDA DE FRECUENCIAS
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INTRODUCCION El uso de transformadores en los sistemas de potencia requiere que se encuentren protegidos en caso exista alguna sobrecarga, ya que sin ellos todo el sistema se perdera! "or esto, en el siguiente informe se presentaran los datos y conclusiones de la experiencia “"rotecci#n diferencial”! Aqu se simular$ un sistema de protecci#n contra sobre cargas para transformadores! %e &a utili'ado dos transformadores de corriente que, al existir una (ariaci#n de corriente sobre ellos, logran &acer un cortocircuito y protegen de este modo al transformador! En este sentido, en las siguientes p$ginas se detallar$ el procedimiento y los c$lculos reali'ados con tal fin! Asimismo, lo que se espera con este laboratorio es aprender el funcionamiento de los transformadores de corriente y entender el principio de funcionamiento de la protecci#n diferencial!
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OBJETIVOS •
:amiliari'arse con el principio de protecci#n, simulando un cortocircuito interno en una de las bobinas de un transformador!
•
Aprender a utili'ar el ampermetro diferencial!
•
Aprender los principios de funcionamiento de un transformador
•
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MARCO TEÓRICO Trans!r"a#!r$s #$ C!rr%$n&$ 'TC( 5n transformador de corriente, es aquél que tiene como misi#n reducir la corriente de la red a (alores m$s apropiados a las escalas de los instrumentos de medici#n ;usualmente Acleo! En la siguiente figura se puede apreciar la forma de conexi#n de un transformador de corriente!
F%)* C!n$+%,n #$ n &rans!r"a#!r #$ .!rr%$n&$
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F%)* C%r.%&! s%"/%%.a#! #$ n &rans!r"a#!r #$ .!rr%$n&$
En un transformador de corriente, si despreciamos la corriente de excitaci#n se debe cumplir la siguiente relaci#n?
E.a.%,n 1
8onde? 9p? n>mero de espiras del primario! 9s? n>mero de espiras del secundario! -p? corriente que pasa por el primario! -s? corriente que pasa por el secundario!
En la pr$ctica, esta relaci#n no se cumple exactamente, debido a que existe una corriente de magneti'aci#n en el n>cleo de &ierro, la cual origina las pérdidas en el &ierro ;"f
E.a.%,n 2
@r$ficamente tenemos lo siguiente?
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F%)* D%a)ra"a as!r%a #$ as .!rr%$n&$s
"or lo tanto, para reducir los errores en el transformador de corriente se busca disear un n>cleo tal que la corriente de excitaci#n - o sea despreciable, con lo cual los (alores de - s e -p cumpliran con una muy buena aproximaci#n la ecuaci#n ;1
Trans!r"a#!r$s #$ C!rr%$n&$ $n S%s&$"as #$ Pr!&$..%,n Los transformadores de corriente son muy usados en sistemas de protecci#n contra cortocircuitos o fallas en las redes! El sistema de protecci#n m$s com>n es el denominado "rotecci#n 8iferencial!
Este sistema de protecci#n, utili'a dos transformadores en una conexi#n denominada de comparaci#n! %e conecta un transformador a cada lado de la lnea de la forma en que se muestra en la siguiente figura ;ambos transformadores tienen relaciones de transformaci#n con(enientes
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F%)* S%s&$"a #$ Pr!&$..%,n D%$r$n.%a
2on este sistema, se busca comprobar que la corriente inicial, transformada mediante un 2, es igual a la corriente final, también transformada mediante un 2B si se diera esta situaci#n, entonces por el instrumento no pasara ninguna corriente! %in embargo, si &ay alguna falla en el sistema, estas corrientes transformadas no ser$n iguales y por el elemento circulara una corriente - denominada corriente diferencial, la cual, al llegar a cierto (alor crtico, acti(ar$ el relé del sistema de protecci#n!
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EQUIPOS A UTILIZAR •
1 ransformador de potencia de CCD11D., 1F.A!
F%)* Trans!r"a#!r #$ 22011V
•
"in'a amperimétrica
F%)* P%n3a a"/$r%"4&r%.a
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•
C ransformadores de corriente ;1< de 3DA y ;C< de DA!
F%)* Trans!r"a#!r$s #$ C!rr%$n&$ •
C esistencias de 3D , A!
F%)* R$s%s&$n.%as 5ar%a$s
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PROCEDIMIENTO *as$ndose en las polaridades de los transformadores de potencia y de corriente, arme el siguiente circuito de la figura 3!1, de modo que Ad funcione como ampermetro diferencial!
"ara el transformador de potencia?
V'
V
115/220V
F%) N7 8* 1 C!n$+%,n /ara a /r$a #$ /!ar%#a# #$ &rans!r"a#!r ±
%i .G H ., entonces la polaridad del secundario es sustracti(a
!
%i .G I ., entonces la polaridad del secundario es aditi(a
!
Experimentalmente se obtiene que .G H ., por lo tanto la polaridad es sustracti(a! "ara los transformadores de corriente? 2onsideramos que todos los transformadores tienen la misma polaridad de acuerdo a su ubicaci#n en el panel ;figura 3!3
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM La!rat!ri! de Medida" El#ctrica" – ML$%$ "or otro lado, (erificamos la relaci#n de transformaci#n ;F< en el primario y en el secundario, usando la siguiente ecuaci#n?
E.a.%,n 8
Los transformadores utili'ados tienen una relaci#n “F” de D! "ara obtener la relaci#n de transformaci#n deseada aumentamos el n>mero de (ueltas en el primario, con lo cual reducimos “F” &asta el (alor esperado!
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