ST-CT-007 Relación de Transformación

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para la medición de relación de transformación (TTR)

Hoja 1 de 31 Clave ST-CT-007 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic.-2007

PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN (TTR)

Esta edición sustituye a la versión del procedimiento SGP-A011-S-1982

1982 Tomo II

Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia



ÍNDICE

Pág. 1 Objetivo

3

2 Alcance

3

3 Teoría general

3

3.1 Relación de transformación

3

3.2 Relación práctica

4

3.3 Cálculo del por ciento de diferencia entre la relación teórica y la medida

4

3.4 Polaridad del transformador

5

3.5 Conexiones en transformadores trifásicos

6

3.6 Consideraciones para la medición

6

4 Conexiones para medición

7

5 Análisis de resultados de la medición

11

6 Bibliografía

12

Anexo A Formatos de prueba

13

Anexo B Operación de los equipos de medición utilizados

17

Anexo C Resumen del procedimiento para la medición de relación de transformación (TTR)

31

1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

Tomo II


1 Objetivo

Este procedimiento tiene como objetivo proporcionar una guía práctica para medir la relación de transformación (TTR) en transformadores de potencia, distribución y autotransformadores, autotransformado res, así como el uso de equipos de medición. Este documento contiene las observaciones y criterios unificados de las diversas áreas en el uso del TTR, con lo cual se pretende normalizar el procedimiento de conexiones, reportes e interpretación de resultados. Las iniciales TTR provienen del idioma inglés “Transformer Turn Ratio”. 2 Alcance

Este procedimiento se aplica a transformadores de distribución y de potencia y autotransformadores. El TTR es un instrumento práctico y preciso con el que se puede realizar la: a) Medición de relación de transformación a todos los transformadores y autotransformadores (nuevos, reparados, reembobinados, en operación, etc.). b) Identificación y verificación de terminales, derivaciones (taps ) y sus conexiones internas. c) Determinación y comprobación de polaridad y continuidad. d) Pruebas de rutina y detección de fallas incipientes.

También, es una herramienta de apoyo en los siguientes casos: a) Determinación de las condiciones reales del transformador después de la operación de protecciones primarias tales como: diferencial, Buchholz, fusibles de potencia, etc. b) Identificación de espiras en corto circuito. c) En la investigación de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en transformadores en paralelo. 1982 Tomo II


d) Determinación del número de espiras en bobinas de transformadores (por métodos suplementarios).

Para los aspectos de impacto ambiental, cualquier actividad de instalación puesta en servicio, operación y/o mantenimiento relacionado con Transformadores y Reactores de Potencia, debe contar con el criterio de protección ambiental, el cual es establecido por la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), a través de sus leyes y reglamentos conducentes para controlar y reducir la generación de contaminantes del aire, agua y suelo, así como la protección a la salud del personal, de la instalación y de los habitantes en torno a la misma. En caso de falta, violación y/o incumplimiento de las leyes ambientales en que se incurra por parte del proveedor, durante la puesta en servicio de Transformadores y Reactores de Potencia, éste tendrá que ejecutar los trabajos de limpieza o restauración de manera inmediata. En esta sección se aplicará el Reglamento de Seguridad e Higiene, Capítulo 800 (secciones 801 a 821), así como las Reglas de Despacho y Operación del Sistema Eléctrico Nacional. Además se debe cumplir con la norma NOM-EM-138ECOL y la especificación CFE L0000-58. 3 Teoría general 3.1 Relación de transformación

Un transformador ideal es una máquina sin pérdidas, con una bobina de entrada y una de salida, como se muestra en la figura 1. En el transformador de la figura 1, el devanado primario tiene N P espiras de alambre y el devanado secundario N S espiras. De acuerdo con la ley de Faraday, el voltaje aplicado en el primario v P , es equivalente a: v P = e P = N P

d φ dt

(1)



El voltaje en el devanado secundario v S es: v S = eS = N S

afecta a las magnitudes de voltaje y corriente, pero no a sus ángulos.

d φ

(2)

dt

La relación de voltaje aplicado en el primario v P , con respecto al voltaje inducido en el secundario v S , se muestra en la ecuación 3: v p vS

N P

d φ

dt = N P = a d φ N S N S dt

=

(3)

I s

a:1

N p

V p

En los transformadores reales los niveles de voltaje y corriente cambian, por lo que la relación entre voltaje y corriente también cambia. Este cambio en la relación de voltaje y corriente produce un cambio en la impedancia aparente del transformador. En el devanado secundario, la impedancia Z L está determinada por la ecuación 9. V S

Z L =

Donde a se define como la relación de espiras del transformador. I p

N s


La impedancia aparente en el devanado primario Z’ L es: Z ' L =

V s

(9)

I S

V P

(10)

I P

Considerando que el voltaje primario V P es: (11)

V P = aV S

Figura 1 Transformador ideal.

Y la corriente en el primario I P es:

La relación entre la corriente i P que fluye en el lado primario del transformador y la corriente i S que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador se muestra en la ecuación 6: v P i P = v S iS

(4)

N P i P = N S iS

(5)

iP iS

=

N S N P

=

1

a

I S

(6)

(12)

a

Despejando las ecuaciones 11 y 12 en la ecuación 10, se tiene que la impedancia aparente del primario Z’ L es: Z ' L =

En términos de cantidades fasoriales, estas ecuaciones se escriben de la siguiente forma: V p

I P =

V P I P

= a2

V S I S

(13)

3.2 Relación práctica

Es aquella que se obtiene de la medición ya sea del número de vueltas de los devanados, la relación entre voltajes primario y secundario o la relación entre corrientes de los devanados, como ya se mencionó anteriormente.

= a

(7)

= a

(8)

3.3 Calculo del por ciento de diferencia entre la relación teórica y la medida

El ángulo de V P es el mismo que el ángulo de V S y el ángulo de I P es igual al ángulo de I S . Es decir, la relación de espiras en un transformador ideal solo

Para interpretar los resultados, es necesario calcular el por ciento de diferencia entre la relación teórica y la relación medida, según la ecuación 14.

V S I S I p


Tomo II



% DIF =

RT − R M RT

× 100

(14)

del lado de baja se resta al voltaje del lado de alta, como se muestra en la figura 2 (c). 3.4.2 Polaridad aditiva

donde: %DIF = Porcentaje de diferencia entre la relación

teórica y la medida R T

= Relación teórica

R M

= Relación medida

La formula anterior se aplica únicamente para la puesta en servicio, comparando la relación medida con la relación mostrada en la placa. Para las pruebas subsecuentes los valores medidos no deben de cambiar. En este caso, el valor de relación de la medición actual, se debe comparar con el valor obtenido en la medición de puesta en servicio.

Cuando la conexión del lado de alta, H1, y la del lado de baja, X2, se encentran en el mismo lado del transformador, se dice que la polaridad es aditiva, ver figura 3 (a). Si se conectan las terminales H1, y X2 y se energiza el lado de alta, el voltaje entre las terminales H 2, y X1 será igual a la suma de los voltajes de los devanados de alta y baja tensión, ver figura 3(b). Esto se debe a que al conectar los devanados en serie, el voltaje del lado de baja se suma al voltaje del lado de alta, como se muestra en la figura 3 (c).

H 1

H 2

H 1

H 2

3.4 Polaridad del transformador

Las terminales del primario y del secundario de un transformador monofásico tienen igual polaridad cuando la diferencia de tensión entre las terminales marcadas y las no marcadas en ambos devanados, tienen la misma polaridad instantánea. En el caso del devanado primario la corriente, entra por la marca de polaridad y en el devanado secundario sale por polaridad. Es decir, las tensiones V P y V S de la figura 1 están en fase, al igual que las corrientes I P e I S . La polaridad en un transformador puede ser aditiva o sustractiva. Por lo general, los transformadores de distribución se construyen con polaridad sustractiva y los transformadores de potencia con polaridad aditiva. 3.4.1 Polaridad sustractiva

Cuando la conexión del lado de alta, H1, y la del lado de baja, X1, se encentran en el mismo lado del transformador, se dice que la polaridad es sustractiva, ver figura 2 (a). Si las terminales H 1, y X1 están conectadas y se energiza el lado de alta, el voltaje entre las terminales H2, y X 2 será menor al voltaje aplicado, ver figura 2 (b). Esto se debe a que al conectar los devanados en serie, el voltaje 1982 Tomo II

V X 1

X 2

X 2

X 1

(b)

(a)

X 1

X 2

H 2

H 1

(c)

sustractiva Figura 2 Polaridad transformador monofásico.

H 1

H 1

H 2

de

un

H 2

V X 2

X 1

X 1

X 2

(b)

(a)

X 1

X 2

H 1

H 2

(c)

Figura 3 Polaridad aditiva de un transformador monofásico.




3.5 Conexiones en transformadores trifásicos

Los transformadores trifásicos se fabrican con alguna de las siguientes configuraciones: a) delta-delta

relación entre espiras primarias y espiras secundarias de cada fase. Conexiones Lado de Alta

b) estrella-estrella

Lado de Baja

Desplazamiento angular

a) Delta-Delta

c) delta-estrella

H2

X2

d) estrella-delta

0°

En la figura 4 se muestran las conexiones en transformadores trifásicos y sus desplazamientos angulares. En los transformadores conectados en delta-delta o estrella-estrella, el desplazamiento angular es de 0°. En transformadores con conexión delta-estrella o estrella-delta, el desplazamiento angular es de 30°. De acuerdo con la norma ANSI C57.12, el devanado de alta tensión tiene un desplazamiento angular adelantado 30º con respecto al devanado de baja tensión, sin importar que las conexiones sean estrella-delta o delta-estrella. En la tabla 1, se muestran las fórmulas de relación de transformación para transformadores con conexión delta-estrella y estrella delta. de Tabla 1 Formulas transformadores trifásicos

relación

H1

H2

Delta/Estrella

a = 1.73

Estrella/Delta

a=

V P V S

V P 1.73V S

V S = 1.73 V S =

V P a

V P 1.73a

3.6 Consideraciones para la medición

El número de mediciones se incrementan cuando se tienen más de dos devanados en la misma fase, como en el caso de los transformadores de tres devanados. Para transformadores con más de dos devanados la medición de la relación de espiras, consiste de “n” mediciones monofásicas para determinar la 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

X3

X2

0° H1

H3

X1

X3

c) Delta-Estrella H2

X2

30°

X1 H1

H3

X3

d) Estrella-Delta H2

X2

para

Voltaje secundario

X1

b) Estrella-Estrella

30°

X1 H1

Conexión Relación entre espira Primario/Secundario

H3

H3

X3

Figura 4 Conexión de transformadores trifásicos y desplazamiento angular.

Antes de realizar la medición de relación de transformación en un transformador de tres devanados, es necesario interpretar el diagrama vectorial para hacer las conexiones correctamente, es decir, que las dos bobinas que se van a medir se encuentren montadas sobre la misma pierna del núcleo para evitar errores en la medición. Estos errores se deben a que en la práctica, en la medición de la relación entre devanados de diferentes piernas o fases, se obtienen pequeñas diferencias en los valores medidos, aún cuando la relación real de espiras sea idéntica. Tomo II



Esta diferencia se debe a que el circuito magnético en cada medición presenta diferente permeabilidad. Por ejemplo, cuando se miden las fases 1 ó 3 en un transformador trifásico, el circuito magnético incluye a la pierna adyacente (fase 2) y la pierna externa. Cuando se mide la fase 2 o central, el circuito magnético incluye las dos piernas adyacentes. Por lo tanto, los valores de relación medidos en la fase central serán ligeramente mayores que los correspondientes a las fases 1 y 3. Sin embargo, la magnitud de estas diferencias es pequeña en transformadores bien diseñados.

En las figuras 5, 6, 7, 8 y 9 se indican las conexiones del TTR. En el transformador de las figuras se presenta la conexión para la medición No. 1. Para realizar las siguientes mediciones será necesario cambiar las conexiones como se indica en la tabla de la figura correspondiente. En cada una de las mediciones es necesario mover el cambiador de taps a cada una de sus posiciones y anotar las lecturas en el formato indicado. NOTA: para evitar confusiones en la identificación de las terminales del TTR y las del transformador bajo medición, en las figuras 5 , 6 , 7 , 8 y 9 se han marcado las terminales del TTR como sigue:

4 Conexiones para medición

Terminales de excitación:

La medición de relación de transformación debe realizarse en todos los taps y en todas las combinaciones de conexiones posibles. Esto se realiza con la finalidad de verificar el estado de las derivaciones de los devanados. Al terminar las mediciones deberá verificarse la relación de transformación en la posición del tap en que el transformador entrará en operación. operación. H1

H2

X 1 negra = GN X 2 roja

= GR

Terminales secundarias: H 1 negra = CN H 2 roja = CR

H3

HO X1

X2

X3

DIAGRAMA VECTORIAL X2 GN

H2

GR

H0

CR

H1

CN

1 2 3

H3 X3

CONEXIONES PRUEBA

X1

T. T. R.

CN1

CR2

GN3

GR4

H1 H2 H3

H0 H0 H0

X1 X2 X3

X2 X3 X1

MIDE H – X φ1 H – X φ2 H – X φ3

1 CN: Terminal de medición X 1 negra 2 CR: Terminal de medición X 2 roja 3 GN: Terminal de medición H 1 negra 4 GR: Terminal de medición H 2 roja

Figura 5 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión estrella - delta. 1982 Tomo II




H1

X0

H2

X1

H3

X2

X3

DIAGRAMA VECTORIAL X2 GN

H2

GR

X1 CR

T. T. R. H1

CN

PRUEBA

CN

GR4

H1 H2 H3

H2 H3 H1

X2 X3 X1

1 2 3

H3 X3

CONEXIONES CR2 GN3

1

H0

X0 X0 X0

MIDE H – X φ1 H – X φ2 H – X φ3


Figura 6 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión delta - estrella.


Tomo II



H1

H2

H3

HO

DIAGRAMA VECTORIAL Y1

Y2

Y3 Y2 X0 X1

GR

X2

H2

X2

HO

X0

X3 Y1

GN H1

CR

H3

X1

X3

Y3

T. T. R.

CN

CN

CONEXIONES CR2 GN3

GR4

1

H1

H0

X1

X0

H - X φ1

2

H2

H0

X2

X0

H - X φ2

3

H3

H0

X3

X0

H - X φ3

4

H1

H0

Y1

Y2

H - Y φ1

5

H2

H0

Y2

Y3

H - Y φ2

6

H3

H0

Y3

Y1

H - Y φ3

7

X1

X0

Y1

Y2

X - Y φ1

8

X2

X0

Y2

Y3

X - Y φ2

9

X3

X0

Y3

Y1

X - Y φ3

PRUEBA

1

MIDE


Figura 7 Diagrama de conexiones para transformadores de tres devanados, para transformador estrella - estrella - delta con todos los devanados accesibles.

1982 Tomo II



H1

H2


H3

HO X0

Y1

Y2

DIAGRAMA VECTORIAL

Y3

Y2 H2 X1

X2

X3 X2 H0 X0

GR

X1

GN

Y1

X3

H1

H3 Y3

CR

T. T. R.

CN

CN1

CONEXIONES CR2 GN3

GR4

1

H1

H0-X0

X1

H0-X0

H - X φ1

2

H2

H0-X0

X2

H0-X0

H - X φ2

3

H3

H0-X0

X3

H0-X0

H - X φ3

4

H1

H0-X0

Y1

H0-X0

H - Y φ1

5

H2

H0-X0

Y2

H0-X0

H - Y φ2

6

H3

H0-X0

Y3

H0-X0

H - Y φ3

7

X1

H0-X0

Y1

H0-X0

X - Y φ1

8

X2

H0-X0

Y2

H0-X0

X - Y φ2

9

X3

H0-X0

Y3

H0-X0

X - Y φ3

PRUEBA

MIDE


Figura 8 Diagrama de conexiones para autotransformadores trifásicos.


Tomo II


H1

HO X0

Y1


DIAGRAMA VECTORIAL

H1

Y2

Y1

X1

X1 G

R

H0 X0

GN

CR

Y2

T. T. R.

CN

CN

CONEXIONES CR2 GN3

GR4

1

H1

H0-X0

Y1

H0-X0

H-X

2

H1

H0-X0

Y1

Y2

H-Y

3

X1

H0-X0

Y1

Y2

X-Y

PRUEBA

1

MIDE


Figura 9 Diagrama de conexiones para autotransformador monofásico. 5 Análisis de resultados de la medición

Los resultados de las mediciones se anotan en el formato de datos de prueba del anexo A de este procedimiento. Como regla general se aplica que el por ciento de diferencia no debe ser mayor de 0.5. Este valor únicamente aplica para la primera medición que se realiza en el transformador, es decir cuando el fabricante entrega a CFE el transformador con el 1982 Tomo II

máximo de diferencia de 0.5 en la relación de transformación. La formula de desviación mostrada en la ecuación 14, aplica para la primera medición del transformador y para las sucesivas no debe de existir diferencias respecto a la primera medición, debido a que el número de vueltas siempre será el mismo. Cuando exista una diferencia deberá investigarse la causa, que puede atribuirse a:




a) Mal estado del equipo de medición, cables y conectores b) Ejecución errónea de la medición c) Utilización de diferentes marcas de equipos de medición d) Equipo de medición fuera de calibración e) Si la diferencia no es atribuible a ninguno de los incisos anteriores es posible que exista daño en los devanados del transformador

Cuando se presuma que exista daño en el transformador se deberán analizar sus causas. 6 Bibliografía

a) 1966 Supplement to Instruction Manual 55-J, James G. Biddle Co. b) Testing and maintenance of high voltage bushings, Chapter 6, Power System Maintenance Manual, Dennis Schurman, February 1999. c) Electrical Power Equipment Maintenance and Testing. Chapter 5, Transformers, Paul Gill, Ed. Pretince Hall. d) Instruction Manual TTR 55-J, James G. Biddle Co. e) Maquinas Eléctricas, Capitulo 2, Transformadores, Stephen J. Chapman, Segunda Edición, Ed. Mc. Graw Hill. f) TTR Transformer Turn Ratio Test Set. Boletín 556, James G. Biddle Co.


Tomo II



Anexo A Formato de datos de prueba Registro calidad: No. de procedimiento

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Gerencia Regional de Transmisión Tipo de equipo Monofásico: Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

SubÁrea Transformador Trifásico

Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.: %Z a %Z a %Z a

MVA MVA MVA

Equipo de Medición Utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No Inv. EIMP: No. Serie: Fecha de última prueba: Alta Vs Baja Devanado: Relación Relación TAP Relación Teórica Dif % P.S. Medida

:Cuando Nota 1 :Cuando

ST-CT-007

Subestación Autotransformador R e a c t or Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: Soleado O.T.: % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Brisa Programado: Temp. Devanado: 1/2 nublado P.S. kV Lluvia Falla: kV Dibujar diagrama vectorial kV Tipo:

Alta Vs Terciario Devanado: Relación Relación P.S. Medida

Dif %

Baja Vs Terciario Devanado: Relación Relación P.S. Medida

Dif %

se realice realice la primer primeraa medició mediciónn del transf transform ormado adorr se deberá deberá consid considerar erar lo

sigui siguien ente te:: la relac relació iónn teór teóricaes icaes la que que se calcu calcula la con con los los dato datoss de placa placa.. El% dedifere dediferenc ncia ia es el valo valorr teór teóric icoo calc calcul ulad adoo cont contra ra el valo valorr de pues puesta ta en serv servic icio io,, acep aceptá tánd ndos osee una una diferencia máxima de 0,5%. % de dife difere renc ncia ia es el valo valorr de prue prueba ba depuesta depuesta en servi servici cioo (P.S.)con (P.S.)contr traa el valor valor medi medido do y ésta ésta nodebevariar nodebevariar.. Debi Debidoa doa la preci precisi sióndel óndel equi equipose pose acep acepta ta una una dife difere renc ncia ia de 0,05%. debe de volve volverr a real realiz izar ar la medi medici ción ón en la posic posició iónn en que que oper operar aráá el equi equipo po Nota 3: Se debe con respecto a las otras fases o bancos. :El Nota 2 :El

Observaciones Condiciones del equipo Aceptado

Realizó:

Revisó: Nombre y firma

1982 Tomo II

Aprobó: Nombre y firma

Nombre y firma

Rechazado




CONEXIONES DE Diagrama fasorial

T ipo

PRUEBA

CN

CR

GN

GR

MIDE

f1

1

H1

H2 H2

X X1 1

X X2 2

H - X φ1

1

H1

H0-X0

X1

H0-X0

H-X

2

H1

H0-X0

Y1

Y2

H-Y

3

X1

H0-X0

Y1

Y2

X-Y

1

H1

H0

X1

X2

H - X φ1

2

H2

H0

X2

X3

H - X φ2

3

H3

H0

X3

X1

H - X φ3

1

H1

H2

X0

X2

H - X φ1

2

H2

H3

X0

X3

H - X φ2

3

H3

H1

X0

X1

H - X φ3

1

H1

H0

X1

X0

H - X φ1

2

H2

H0

X2

X0

H - X φ2

3

H3

H0

X3

X0

H - X φ3

4

H1

H0

Y1

Y2

H - Y φ1

5

H2

H0

Y2

Y3

H - Y φ2

6

H3

H0

Y3

Y1

H - Y φ3

7

X1

X0

Y1

Y2

X - Y φ1

8

X2

X0

Y2

Y3

X - Y φ2

9

X3

X0

Y3

Y1

X - Y φ3

1

H1

H0X0

X1

H0X0

H - X φ1

2

H2

H0-X0

X2

H0-X0

H - X φ2

3

H3

H0-X0

X3

H0-X0

H - X φ3

4

H1

H0-X0

Y1

H0-X0

H - Y φ1

5

H2

H0-X0

Y2

H0-X0

H - Y φ2

6

H3

H0-X0

Y3

H0-X0

H - Y φ3

7

X1

H0-X0

Y1

H0-X0

X - Y φ1

8

X2

H0-X0

Y2

H0-X0

X - Y φ2

9

X3

H0-X0

Y3

H0-X0

X - Y φ3

f1

Ynd1

DYn1

Ynynd1

Ya0d1


Tomo II



Guía para el llenado del formato de datos del procedimiento para la medición de relación de transformación Registro calidad: No. de procedimiento

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN 2

Gerencia Regional de Transmisión Tipo de equipo Monofásico: Nomenclatura: 6 MVA: Clase de enf. 6 # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

5 6 6 6 6 6

Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.: 6 6 %Z a 6 6 %Z a 6 6 %Z a

6 6

15

16

Nota 1 :Cuand :Cuandoo

17

18

6 6 6 6

MVA MVA MVA

Equipo de Medición Utilizado Modelo: 10 Fecha Calibración: 10 Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: 10 No Inv. EIMP: Fecha de última prueba: Alta Vs Baja 14 Devanado: Relación Relación TAP Relación Teórica Dif % P .S . Medida

2

Subestación

3 4

Transformador Trifásico 6

4

2

SubÁrea

1 ST-CT-007

3 3 Autotransformador Reac t o r Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo 7 7 O.T.: 8 Temp. Amb.: Soleado 7 7 Fecha: 8 % Hum. Relativa: Nublado 7 7 Programado: Temp. Aceite: Brisa 9 7 7 P.S. 9 Temp. Devanado: 1/2 nublado 7 Falla: 9 kV Lluvia kV Dibujar diagrama vectorial kV Tipo:

11 11

12

11 13 Alta Vs Terciario 14 Devanado: Relación Relación P .S . Medida

19

17

18

Dif %

Baja Vs Terciario 14 Devanado: Relación Relación P .S . Medida

19

17

18

Dif %

19

se realice realice la primer primeraa medició mediciónn del transf transform ormado adorr se deberá deberá consid considera erarr lo

sigu siguie ient nte: e: la relac relació iónn teór teóricaes icaes la que que se calcu calcula la con con los los dato datoss de plac placa. a. El % de dife diferen rencia cia es el valor teórico calculado contra el valor de puesta en servicio, acep % de dife difere renc ncia ia es el valo valorr de prue prueba ba de puest puestaa en serv servici icioo (P.S.)con (P.S.)contr traa el valo valorr medi medido do y ésta ésta nodebevariar nodebevariar.. Debi Debidoa doa la prec precisi isióndel óndel equi equipose pose acep acepta ta una una dife difere renc ncia ia de 0,05%. Nota 3: Se debe debe de volv volver er a real realiza izarr la medi medició ciónn en la posic posició iónn en que que oper operar aráá el equi equipo po con respecto a las otras fases o bancos. Nota 2 :El :El

20

Observaciones

Condiciones del equipo

Realizó:

1982 Tomo II

22 Nombre y firma

Revisó:

22 Nombre y firma

Aprobó:

22 Nombre y firma

Aceptado

21

Rechazado

21




Instrucciones para el llenado del formato de registro de datos: 1 2 3 4 5 6

Número de registro de control de calidad Información de la gerencia, subárea y subestación donde se encuentra el equipo Se indica el tipo de equipo transformador, autotransformador o reactor Se indica si el equipo es monofásico o trifásico Nomenclatura del equipo de acuerdo con el manual de operación del CENACE Datos técnicos del equipo, en el caso de reactores se llenarán los datos que apliquen, la capacidad será dada en MVAR y el recuadro de por ciento de impedancia será la reactancia en ohms 7 Condiciones de la prueba y climatológicas 8 Orden de trabajo y fecha de realización de la prueba 9 Si la causa de la prueba es programada por mantenimiento, por puesta en servicio o por salida o disparo del equipo (para confirmar que el equipo no esté fallado), en caso de disparo o salida se deberá de ampliar y aclarar la información en el punto 20 Observaciones 10 Datos del equipo de prueba 11 Información de calibración del equipo de prueba y número de inventario EIMP 12 Dibujar el diagrama vectorial del equipo bajo prueba 13 Se indica la fecha de la última prueba 14 Se indica entre que devanados se realiza la medición de relación 15 Se indica el tap en el que se realiza la medición 16 Se indica la relación teórica 17 Se indica la relación de transformación medida durante la puesta en servicio 18 Se indica la relación de transformación de la medición actual 19 Se indica la diferencia entre la relación de puesta en servicio y la actual 20 Se indican las observaciones referentes a las condiciones de prueba o tendencias de la medición y las razones por la cual se realizó la prueba 21 Con base en las observaciones se determina si el equipo se acepta o se rechaza por no cumplir con los requerimientos de la medición 22 Finalmente, se debe indicar el nombre y firma de la persona que realizó, revisó y aprobó la prueba


Tomo II



Anexo B Operación de los equipos de medición utilizados

a) Generador manual de corriente alterna del tipo de imanes permanentes.

B1 Medidor de relación de transformación (TTR), Operación manual, Marca James G. Biddle

b) Transformador de referencia con derivaciones.

B1.1 Aspectos generales B1.1.1 Principio de operación

El TTR opera bajo el principio de operación de dos transformadores en paralelo. Este principio establece que cuando dos transformadores se conectan en paralelo y cuando se excitan se presenta una pequeña diferencia en la relación de transformación de uno de ellos, se produce una corriente circulante relativamente grande entre ambos. B1.1.2 Construcción

El equipo TTR está formado básicamente por un transformador de referencia con relación de transformación ajustable desde 0 hasta 130. También incluye una fuente de excitación de corriente alterna, un galvanómetro detector de cero corrientes y un juego de terminales de medición, contenido en una caja metálica o de fibra de vidrio con un peso aproximado de 14 Kg. Las partes principales de este medidor se indican en las figuras B1 y B2 y se enlistan a continuación:

1982 Tomo II

c) Selectores (S1, S2 Y S3), conectados a las derivaciones del secundario del transformador de referencia. d) Selector R4 conectado a un potenciómetro a través de un devanado auxiliar del transformador de referencia. e) Medidor. Consiste de un rectificador síncrono y un micro-amperímetro de corriente directa con cero central. f) Instrumentos de medición. Tiene un vóltmetro de corriente alterna que mide el potencial de excitación y un amperímetro que indica la corriente de magnetización del transformador bajo medición.




TARJETA DE INSTRUCCIONES

VOLTMETRO AMPERMETRO

TERMINAL PARA CONEXION A TIERRA

DETECTOR (D)

PUNTO DECIMAL MANIVELA H2 (ROJO) TTR

H1 (NEGRO) S1

TERMINALES DE EXCITACION

S2

S3

POTENCIOMETRO (R4)

TERMINAL DE EXCITACION

X2 (ROJO)

X1 (NEGRO)

CUBIERTA DE COLOR ROJO O NEGRO

CONDUCTOR DELGADO CONECTA EL GENERADOR DEL TTR CON LA TERMINAL

MATERIAL AISLANTE

CLAVIJA TOPE DEL TORNILLO, CONECTADA AL TRANSFORMADOR DE REFERENCIA DEL TTR

Figura B1 Partes principales de un medidor de relación de transformación (TTR). B1.2 Operación

El equipo de medición (TTR) se coloca en una posición horizontal de tal forma que la manivela pueda girar con comodidad, ver figura B1. Cuando el TTR se expone a voltajes inducidos, debe aterrizarse usando la terminal de conexión a tierra. Esta precaución no siempre es necesaria. B1.2.1 Descripción de controles y terminales

La figura B2 muestra el diagrama esquemático del equipo indicando sus controles y terminales, los cuales se describen a continuación: 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

a) Manivela: Se utiliza para mover el generador de corriente alterna que proporciona la potencia eléctrica necesaria para la medición. b) Terminal de excitación de color negro (X 1). Es un cable de dos conductores, uno grueso y otro delgado. El conductor de mayor calibre se usa para conectar el transformador bajo medición con el primario del transformador de referencia del aparato. El conductor de menor calibre conduce la corriente de excitación. Este conductor conecta el aparato con el conector tipo prensa en forma de “C”. Tomo II



RECTIFICADOR SINCRONO

G

A

RA 2 1000

B

D

PUENTE MODULADOR

C RA 1 1000

S2

1110 9 8 12 7 0 6 1 5 2 3 4

9

6

0 1

4

S3

8 7

9

5 4

2 3

8 7

0 1

R4 6 5

2 3

4

9

8 7

0 1

8

7

3

5 2 3

0

9 X 90 ESPIRAS

9 X 9 ESPIRAS

0

GENERADOR

8 VOLTS

8 VOLTS

6 4

TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

R4 240

N

R3 32 12 X 900 ESPIRAS

DETECTOR

D RB 2 1000

SELECTORES DE RELACION S1

RB 1 1000

S

12 ESPIRAS 0

0

V 0

90 ESPIRAS

TRANSFORMADOR DE REFERENCIA

A ROJO

NEGRO

ROJO

NEGRO

VOLTIMETRO AMPERIMETRO

H2

H1 X2

X1

TERMINALES DE PRUEBA

Figura B2 Diagrama esquemático del TTR, MOD. 55003, marca James J. Biddle. c) Terminal de excitación de color rojo (X2). Es un cable similar al descrito anteriormente, pero con el conector tipo prensa en forma de “C”.

f) Vóltmetro (V). Es un medidor de CA, del tipo de hierro-móvil, y mide el voltaje a la salida del generador.

d) Terminal secundaria de color negra (H1). Es un conductor sencillo de cable flexible, con menor diámetro que las terminales de excitación X 1 y X2, con conector tipo “caimán” y cubierta aislante color negro. Esta terminal conecta el secundario del transformador de referencia del TTR con el transformador bajo medición.

g) Ampérmetro (A). Es también un instrumento del tipo de hierro móvil y está conectado para leer la corriente de salida del generador. Como la frecuencia y la forma de onda varían durante la medición, el instrumento no está calibrado en amperes, sino que la escala está dividida arbitrariamente en 10 divisiones iguales.

e) Terminal secundaria de color rojo (H2). Es un conductor similar al descrito anteriormente, pero identificado por el de la cubierta aislante del caimán.

h) Detector (D). Es un micro-amperímetro de corriente directa con cero central e indica la magnitud y polaridad de la corriente que circula en el secundario del transformador de referencia.

1982 Tomo II



i) Primer selector (S1): Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia de 0 a 120, en pasos de 10, girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj. j) Segundo selector (S2): Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia de 0 a 10, en pasos de 1, el selector se gira en el sentido de las manecillas del reloj. k) Tercer selector (S3). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia, de 0 a 1, en pasos de 0.1. La carátula está marcada igual que la S2 y la rotación es igual al de los selectores anteriores.

selector, potenciómetro (R4). l) Cuarto Incrementa la relación efectiva de espiras del transformador de referencia en forma continua desde 0 hasta 0.1. El giro es el mismo que en S1. m)Punto decimal. Es una marca localizada entre el segundo y tercer selector para facilitar la lectura de la relación. n) Conector de tierra. Es una terminal usada para conectar la caja del aparato a tierra si se desea. B1.3 Comprobación preliminar

Hay tres pasos para comprobar el funcionamiento correcto del TTR. Con estos procedimientos se detecta rápidamente cualquier desperfecto en las partes más vulnerables del aparato como son: las terminales y sus conectores, el circuito del detector, los medidores y el potenciómetro (R4). B1.3.1 Comprobación de balance

Colocar todos los selectores en cero (00.000). Conectar H1 con H2. Verificar que los tornillos de los conectores “C” (X1, X2) se encuentren atornillados hasta la mitad de su rosca, para evitar que hagan contacto con el tope, y no deben tocarse entre sí. Girar la manivela del generador hasta lograr 8 V de excitación. La aguja del detector debe permanecer al centro de la escala sobre la marca cero. Ajustar la aguja a cero, si se requiere, con un desarmador mientras mantiene la 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia


excitación en 8 V. Soltar la manivela y observar el detector (D). La aguja puede quedar ligeramente desviada de la marca cero, si la desviación es mayor de 1/16”, ver el manual en la sección de mantenimiento. B1.3.2 Comprobación de la relación cero

Apretar hasta el tope los tornillos de las terminales de excitación (X1 y X2). Verificar que los tornillos tengan un contacto sólido contra la cara opuesta, si es necesario colocar unas arandelas de cobre. Mantener separadas las terminales para que no hagan contacto entre ellas durante la medición. Conectar la terminal secundaria H 1 con la terminal H2 y colocar los selectores en cero. Girar la manivela del generador hasta obtener 8 V de excitación y observar el galvanómetro. Si la aguja del galvanómetro no indica cero, se debe ajustar el cuarto selector, hasta lograr que la aguja marque cero, mientras se mantiene el generador con 8 V de excitación. El cuarto selector debe indicar una desviación no mayor de 1/2 división. El error que se obtenga en la comprobación de la relación cero, afectará las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si el error resulta inconveniente por ser grande, consulte el manual de mantenimiento. Esta comprobación puede hacerse aun cuando las terminales de excitación se tengan conectadas a un transformador bajo medición. B1.3.3 Comprobación de relación unitaria

Apretar al máximo los tornillos de las terminales de excitación (X1, X2), asegurándose que los tornillos tengan un contacto sólido contra la cara opuesta, si es necesario colocar unas arandelas de cobre. Las terminales deben mantenerse separadas para evitar contacto entre ellas durante la medición. Conectar la terminal secundaria H1 de color negro con la terminal de excitación X1 de color negro y conectar la terminal secundaria H2 de color rojo con la terminal de excitación X 2 de color rojo.

Tomo II



Colocar los selectores en la lectura 1.000, girar la manivela hasta obtener 8 V de excitación, y observar el galvanómetro. Si la lectura no es cero, ajustar el cuarto selector con la manivela hasta que el detector indique cero. Si el cuarto selector indica una lectura menor de cero, cambiar los selectores hasta obtener una lectura de 0.9999. Nuevamente ajustar el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro indique cero. El equipo debe leer 1.000 con aproximadamente la mitad de una división en el cuarto selector. El error obtenido en la comprobación unitaria afecta las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si este error resulta inconveniente por su magnitud, se debe consultar el manual de mantenimiento. Esta medición debe hacerse solamente con las conexiones anteriormente indicadas. B1.4 Procedimiento de medición B1.4.1 Determinación de polaridad

Para obtener la relación de transformación en un transformador, se debe proceder en el siguiente orden:

ROJO

se desea medir se encuentra completamente DESENERGIZADO. Se debe comprobar en campo, que tanto interruptores, como cuchillas de cada uno de los circuitos conectados a los devanados del transformador se encuentren abiertas. Las terminales conectadas a tierra deben dejarse conectadas si se requiere.

a) Si el transformador en proceso de medición está cerca de un equipo energizado con alta tensión, se debe aterrizar una terminal de cada uno de sus devanados y el medidor TTR utilizando su terminal de puesta a tierra. b) Conectar las terminales de excitación X1 y X2 al devanado de menor tensión y las terminales secundarias H1 y H2 a la terminal de mayor voltaje que corresponda a X 1 y X2, respectivamente y como se indica en la figura B3. Estando conectados a tierra los devanados, como se indica en el inciso “a”, conectar las terminales de medición X 1 y H1 a los puntos aterrizados. Siempre excitar el devanado de baja tensión completo.

TRANSFORMADOR DE REFERENCIA

NEGRO

H2

PRECAUCIÓN: Verificar que el transformador que

H1

TRANSFORMADOR BAJO PRUEBA (POLARIDAD SUSTRACTIVA)

A

V

D DETECTOR BALANCE

NEGRO X2

X1

ROJO

N

S

GENERADOR EQUIPO "TTR"

Figura B3 Diagrama de conexiones. 1982 Tomo II



c) Colocar los selectores del TTR en cero y girar la manivela del generador 1/4 de vuelta. Si la aguja del galvanómetro se mueve hacia la IZQUIERDA, la conexión del transformador es SUBSTRACTIVA. Las terminales H1 y X1 (color negro) se conectan a las terminales de la misma polaridad, igualmente H2 y X2. d) Si la aguja del galvanómetro se mueve hacia la DERECHA, la polaridad es ADITIVA y es necesario intercambiar las terminales H 1 y H2 para conectar correctamente el TTR. En otras palabras las terminales del mismo color deben ir conectadas a los bornes de la misma polaridad. e) Una vez realizadas las conexiones anteriormente indicadas, se colocan los selectores en 1.000 y se gira lentamente la manivela. Observar si la aguja del galvanómetro, se mueve hacia la izquierda. Simultáneamente observar el amperímetro y el vóltmetro. Si la aguja del amperímetro se mueve a plena escala mientras que en la aguja del vóltmetro no se aprecia movimiento, es una indicación de que el transformador está tomando mucha corriente de excitación. En estas condiciones se observará que resulta difícil girar la manivela y se puede sospechar de un corto circuito. Se recomienda verificar que las terminales de excitación no estén en corto y tratar de obtener el balance del galvanómetro.


PRECAUCIÓN: No se debe girar la manivela cuando alguien esté tocando las terminales secundarias del TTR. Cuando el primario se excita con 8 V se pueden llegar a tener del orden de 1000 V en el secundario considerando una la relación de transformación de 125.

El primer selector se gira un paso, en el sentido de las manecillas del reloj y la manivela del generador se gira 1/4 de vuelta. Se observa si la aguja del galvanómetro, se mueve hacia la izquierda, continuar girando el selector, en el sentido de las manecillas del reloj, hasta que finalmente se observe que la aguja del galvanómetro se mueve hacia la derecha, mientras tanto, continuar girando la manivela. El selector se regresa un paso, la aguja del galvanómetro se moverá hacia la izquierda. Se continúa con el mismo procedimiento en el segundo y tercer selector. Luego se procede con el cuarto selector (potenciómetro), girándolo lentamente en el sentido de las manecillas del reloj, hasta que las deflexiones del galvanómetro sean pequeñas, mientras continúe girando lentamente la manivela del generador. Posteriormente incrementar su velocidad hasta obtener una lectura de 8 V, en ese momento ajuste el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro no marque fuera del cero central de balance. B1.4.3 Lectura de la relación

Normalmente, el amperímetro indica valores altos y la aguja del vóltmetro se mueve ligeramente durante los ajustes preliminares. El voltaje de generación se incrementa hasta 8 V, conforme se obtiene el balance del galvanómetro. Las lecturas del amperímetro disminuirán debido a que la carga del secundario se reduce a cero, en el punto de balance.

Una vez concluidos los puntos anteriores, la relación de transformación se puede leer directamente de las carátulas de los selectores. Después de haber obtenido el balance, se anotan las cantidades indicadas por los dos primeros selectores (S1 y S2). Enseguida colocar el punto decimal. Posteriormente se anotan las lecturas del tercero y cuarto selector.

B1.4.2 Balance

NOTA: En el cuarto selector, las lecturas inferiores

Si el transformador ha sido conectado como se indicó anteriormente y la aguja del galvanómetro se mueve hacia la izquierda, el balance puede realizarse. 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

al valor de 10 deben anotarse con un 0 al frente para conservar el valor real. Por ejemplo: una lectura de once divisiones debe anotarse 11, pero una lectura de 7 debe anotarse 07. El número de Tomo II


dígitos que son significativos en una medición de TTR depende de la precisión requerida. En la mayoría de los casos, el error no excede el 0.1%. Las lecturas se pueden redondear con tres decimales.

B1.4.4 Condiciones anormales

Cuando no se puede obtener el balance con las indicaciones descritas anteriormente, existen dos caminos a seguir: a) Si no logra obtenerse el balance, puede deberse a un corto circuito o un circuito abierto en los devanados bajo medición. Una corriente de excitación grande y un voltaje de generación bajo, son indicativos de un cortocircuito en uno de los devanados. Las espiras en cortocircuito de un transformador producen una componente de carga en la corriente primaria del transformador y esto afecta la distribución del flujo y consecuentemente el flujo por vuelta. El número de espiras en corto circuito, su resistencia, reactancia y localización contribuyen a la desviación de la corriente primaria normal y de la relación de transformación. En casos extremos la corriente primaria se incrementa sobrecargando el generador del TTR. Cuando esto ocurre, no se lograr el balance y debe seguir un procedimiento alternativo, excitando el devanado de alto voltaje y utilizando el devanado de bajo voltaje como secundario. Cuando esto se realiza, la relación resulta menor que 1.0 y se le llama relación inversa de vueltas, porque el término relación de vueltas significa la relación de alto voltaje a bajo voltaje y siempre es mayor que la unidad. El TTR indica en estas condiciones la inversa de la relación de vueltas considerando esta medición de poca precisión. b) Cuando se tienen corriente y voltaje de excitación normales, pero sin moverse la aguja del galvanómetro, es indicativo de un circuito abierto. Para determinar cuál de los devanados se encuentra abierto, desconecte las dos 1982 Tomo II


terminales secundarias H1 y H2. Abrir una de las mordazas de excitación (X) e inserte una pieza de fibra aislante entre la terminal del transformador y la pieza que es tope del tornillo, la cual va conectada al cable grueso que conecta el transformador de referencia del TTR. Apretar el tornillo nuevamente contra el borne del transformador bajo medición. Girar la manivela del generador. Si el primario está abierto (devanado de baja tensión del transformador bajo medición) no se tendrá indicación de corriente en el amperímetro. Si el amperímetro indica una corriente de excitación normal, se puede concluir que el secundario se encuentra abierto, o sea, el devanado de alta tensión del transformador bajo medición. B1.5 B1.5 Medición a equipos mayores a 130

con relaciones

Cuando se requiera medir relaciones de transformación mayores a 130, se puede utilizar un transformador auxiliar portátil o el transformador de referencia de un segundo equipo TTR. B1.5.1 Utilizando un transformador auxiliar

Conecte el transformador auxiliar como se muestra en la figura B4. Las terminales del primario del transformador auxiliar (X1 y X2) y del TTR (X1 y X2), se conectan en paralelo con las terminales del lado de baja tensión del transformador bajo medición. El secundario del transformador auxiliar y del TTR se conectan en serie con el devanado de alta tensión del transformador bajo medición. Con esta conexión el porcentaje de error es el mismo que en las mediciones normales de TTR, pero la relación de transformación se incrementa por la relación del transformador auxiliar. B1.5.2 Utilizando un un segundo TTR TTR

Se puede utilizar el transformador auxiliar para hacer mediciones de relación de hasta de 250. Ver figura B5. Se conectan las terminales de excitación del TTR normal al transformador bajo




medición y las terminales de excitación del TTR auxiliar a las terminales de baja tensión del transformador bajo medición, colocando la terminal roja en el mismo borne utilizado por la terminal roja del TTR normal. Se aísla el generador del TTR auxiliar colocando un pedazo de fibra o baquelita entre el tornillo de la mordaza y el borne del transformador, ver figura B6. Conecte una de las terminales secundarias a la terminal secundaria de color opuesto del TTR auxiliar. Las terminales restantes se conectan al transformador

bajo medición de acuerdo con la polaridad correspondiente. Colocar el primer selector (S1) en la posición de 12 y los demás en cero, o sea con una lectura de 120.000. Se procede realizar el balance utilizando el galvanómetro y los selectores del TTR normal. A la lectura obtenida se le suma 120, y representa la relación del transformador bajo medición y el por ciento de error involucrado es el que se tiene normalmente con cualquier TTR. DIAGRAMA VECTORIAL

H1

H2

H3 X2 H2

X0

X1

X2

X3

X1

H1

X0

H3 X3

TRANSF AUXILIAR

GR

GR

GH

GN

CN

CR

CR

CN

T. T. R.

RELACION 100 : 1 - 200 : 1

RELACION 0 - 130

Figura B4 Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador auxiliar marca J. G. Biddle Cat. 55030. DIAGRAMA VECTORIAL H1

H2

H3 X2 H2

X0

X1

X2

X3

X1

H1

X0

H3 X3

GR

GN

CN

GN

GR

T. T. R.

CR

T. T. R.

CN RELACION 120 : 1

RELACION 0 - 130

CR

Terminal de excitacion del TTR auxiliar Colocar un pedazo de baquelita entre el tornillo y la terminal del transformador para aislar el generador del TTR

Figura B5 Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador de referencia de un TTR. 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

Tomo II



TORNILLO CONDUCTOR DELGADO QUE CONECTA AL GENERADOR DEL TTR

MATERIAL AISLANTE TOPE DEL TORNILLO CONECTADO AL TRANSFORMADOR DE REFERENCIA DE TTR

FIBRA AISLANTE O BAQUELITA PARA AISLAR EL GENERADOR DEL TTR

TERMINAL DEL TRANSFORMADOR BAJO PRUEBA

Figura B6 Terminal de excitación de un TTR. B2 Procedimiento para la medición de relación de transformación, utilizando el equipo Vanguard ATRT-01, ATRT-01B y ATRT-01D

3) Conector de alto y bajo voltaje 4) Conexión de cable de alimentación 120/240 Vca configurable 50-60 Hz y fusible de protección

B2.1 Partes, conexiones

5) Teclado

controles,

indicadores

y

B2.1.2 ATRT-01B

B2.1.1 ATRT-01

En la figura B7 se muestran los controles, indicadores y conexiones del TTR marca Vanguard, modelo ATRT-01.

En la figura B8 se muestran los controles, indicadores y conexiones del TTR marca Vanguard, modelo ATRT-01B. 3

3 2

2

1

1

4

4 5

5 6

Figura B7 TTR marca Vanguard, modelo ATRT01

1) Interfase para computadora RS-232C, conector DB tipo hembra 2) Pantalla LCD 1982 Tomo II

Figura B8 TTR marca Vanguard, modelo ATRT01

1) Interfase para computadora RS-232C, conector DB tipo hembra




2) Pantalla LCD

B2.2 Medición de transformadores monofásicos

3) Conector de alto y bajo voltaje

a) Inicio de la medición. Al encender el equipo de medición, en la pantalla LCD aparecerá un menú con las siguientes opciones:

4) Conexión de cable de alimentación 90-240 Vca 50-60 Hz

1) TEST XFRM

5) Teclado 6) Interruptor de momentáneo

encendido

de

contacto

2) SETUP 3) CALCULATOR

B2.1.3 ATRT-01D

En la figura B9 se muestran los controles, indicadores y conexiones del TTR marca Vanguard, modelo ATRT-01D. NOTA: Este equipo funciona con 6 baterías tipo D. 3 2 1

Para iniciar la medición, oprimir el número 1 TEST XFRM . b) Seleccionar el tipo de transformador. En caso de ser monofásico, oprimir la tecla número 1. c) Si desea usar el voltaje nominal del transformador para calcular la relación de transformación, oprima el número 1. En caso de no requerirse usar esta opción, oprima el número 2. Si selecciona la opción 1, continúe con el paso d). Si seleccionó la opción 2 continúe en el paso e). d) Si seleccionó la opción 1, debe seguir con las siguientes instrucciones: •

Escriba el voltaje en el lado de alta tensión, usando las teclas del 0 al 9. Oprima la tecla ENTER

•

Escriba el voltaje en el lado de baja tensión, usando las teclas del 0 al 9. Oprima la tecla ENTER

4 5

Figura B9 TTR marca Vanguard, modelo ATRT-01

1) Interfase para computadora RS-232C, conector DB tipo hembra 2) Pantalla LCD

e) Si los datos seleccionados son correctos y se desea iniciar la medición, se presiona la tecla START . Si desea cancelar la medición oprima ABORT.

f) Una vez terminada la medición, en la pantalla se muestran los resultados obtenidos:

3) Conector de alto y bajo voltaje

•

Relación de transformación (RATIO )

4) Teclado

•

Corriente de excitación, en miliamperes (mA)

•

Porcentaje de error en la relación de transformación (%DIFF ).). Este valor solo se indica si durante la configuración de la

5) Interruptor de momentáneo

encendido

de


contacto

Tomo II


medición ingresó los voltajes nominales [paso c), opción 1]. B2.3 Medición en transformadores trifásicos a) Inicio de la medición. Al encender el equipo de medición, en la pantalla aparece un menú con las siguientes opciones:


transformador para la fase A. Una vez realizadas las conexiones, oprima la tecla START para iniciar la medición en la fase A. f) Una vez terminada la medición, en la pantalla se muestran los resultados obtenidos en la fase A. Los resultados mostrados son:

1) TEST XFRM

•


2) SETUP

•


•

Porcentaje de error en la relación de transformación (%DIFF). Este valor solo se mostrará si durante la configuración de la medición se ingresaron los voltajes nominales [paso c), opción 1].

3) CALCULATOR Para iniciar la medición, oprimir el número 1 TEST XFRM . b) Seleccionar el tipo de conexión que se requiere medir, oprimiendo en el teclado el número que se indica en la pantalla. •

SNGL PHS (Transformador monofásico)

•

dT-Y (Conexión delta-estrella)

•

Y-dT (Conexión estrella-delta)

•

dT-dT (Conexión delta-delta)

•

Y-Y (Conexión estrella-estrella)

c) Si desea usar el voltaje nominal del transformador para calcular la relación de transformación, oprima el número 1. En caso de no requiera usar esta opción, oprima el número 2. Si selecciona la opción 1, continúe con el paso d). Si seleccionó la opción 2 continúe en el paso e). d) Si seleccionó la opción 1, debe seguir con las siguientes instrucciones: •

Escriba el voltaje de línea en el lado de alta tensión, usando las teclas del 0 al 9. Oprima la tecla ENTER

•

Escriba el voltaje de línea en el lado de baja tensión, usando las teclas del 0 al 9. Oprima la tecla ENTER

e) Conexión de los cables. En la pantalla se muestra como se debe realizar la conexión de los cables de medición en las terminales del 1982 Tomo II

g) Para continuar la medición se oprime la tecla ENTER . h) En la pantalla se muestra como se debe realizar la conexión de los cables de medición en las terminales del transformador para la fase B. Una vez realizadas las conexiones, oprima la tecla START para iniciar la medición en la fase B. i) Una vez terminada la medición, en la pantalla se muestran los resultados obtenidos en la fase B. Los resultados mostrados son: •


•


•

Porcentaje de error en la relación de transformación (%DIFF ).). Este valor solo se muestra si durante la configuración de la medición se ingresaron los voltajes nominales [paso c), opción 1]

j) Para continuar con la medición se oprime la tecla ENTER. k) En la pantalla se muestra como se debe realizar la conexión de los cables de medición en las terminales del transformador para la fase C. Una vez realizadas las conexiones, oprima la




tecla START para iniciar la medición en la fase C.

la medición se ingresaron los voltajes nominales [paso c), opción 1]

l) Una vez terminada la medición, en el display se muestran los resultados obtenidos en la fase C. Los resultados mostrados son:

Para continuar con la medición se oprime la tecla ENTER .

•


•


•

Porcentaje de error en la relación de transformación (%DIFF ).). Este valor solo se muestra si durante la configuración de

3 1

B3 Procedimiento para la medición con el equipo Three-Phase TTR BIDDLE marca AVO B3.1 Controles, indicadores y conexiones

En la figura B10 se muestran los controles, indicadores y conexiones del equipo de medición Three Phase TTR BIDDLE de la marca AVO . A continuación se describen estas partes:

4

5 6

2

8

7

9 11 10

TTR BIDDLE marca Figura B10 Controles, indicadores y conectores del equipo de medición Three Phase TTR BIDDLE AVO .


Tomo II


1) Terminal de conexión a tierra 2) Perilla de contraste, usada para ajustar la resolución de la pantalla 3) Pantalla tipo LCD 4) Lámpara indicadora de voltaje de medición 5) Conexión RS232. Receptáculo para la conexión de impresora o PC 6) Fusible IEC-127T, 1A a 250V 7) Alimentación 120 Vca 50/60 Hz, 100 VA máx. 8) Paro de emergencia 9) Teclado 10) Receptáculo para la conexión del cable de medición de bajo voltaje (X) Receptáculo para la conexión del cable de medición de alto voltaje (H). B3.2 Transformadores Transformadore s monofásicos de dos devanados Advertencia : Nunca intercambie las conexiones entre los terminales de AT y BT del transformador. Las conexiones inadecuadas representan un peligro para el operador y para el transformador bajo medición.

Siga el siguiente procedimiento de configuración para probar transformadores monofásicos de dos devanados: a) Conectar el terminal de tierra con la mariposa en el TTR a una toma de tierra de baja impedancia, usando el cable de tierra de 4.6 m. b) Conectar los terminales H y X del cable de medición de doble conductor a las respectivas conexiones H y X del TTR. c) Conectar los clips de trabajo pesado marcados H1 y H2 del cable de medición a las correspondientes terminales de AT del transformador bajo medición. d) Conectar los clips de trabajo pesado marcados X1 y X2 del cable de medición a los respectivos 1982 Tomo II


terminales de BT del transformador bajo medición. NOTA: Cuando se utilice un cable de medición trifásico, conecte los clips marcados H 1, H 2 , X 1 y X 2 a los correspondientes terminales del transformador bajo medición. Los clips sin uso H 3 y X 3 deberán quedar fuera de contacto con tierra y lejos del alcance del personal.

B3.3 Transformadores devanados

trifásicos

de

dos

Siga el siguiente procedimiento de configuración para el caso de transformadores trifásicos de dos devanados. a) Conectar el terminal tierra de mariposa del equipo de medición a un punto de tierra de baja impedancia usando el cable de tierra de 4.6 metros suministrado. b) Usando los cables de medición de 4 conductores H y X, se conectan las terminales en los receptáculos H y X del equipo de medición. Asegurarse que los conectores queden ajustados en los receptáculos. c) Conectar los clips de trabajo pesado marcados H0, H1, H2 y H3 de los cables de medición del TTR a las correspondientes terminales (en los devanados de alto voltaje) del transformador bajo medición. d) Conectar los clips de trabajo pesado marcados X0, X1, X2 y X3 de los cables de medición del TTR a los correspondientes terminales (en los devanados de bajo voltaje) del transformador bajo medición. Advertencia : Nunca intercambie conexiones entre los terminales de alto y bajo voltaje del transformador. El no respetar las conexiones correctas es peligroso y puede dañar el TTR o el transformador.

En el caso de devanados conectados en delta no hay terminales H0 y X0. En el caso de conexiones




de enrollados en estrella, normalmente se dispone de una conexión de neutro.

normalmente se dispone de una conexión de neutro.

Los terminales no utilizadas H0 y X0 deben ser alejados de tierra y del personal porque ellos podrían energizarse durante la medición.

Las terminales no utilizadas H0 y X0 deben ser mantenidos alejados de tierra y del personal porque ellos podrían energizarse durante la medición.

B3.4 Transformadores devanados

trifásicos

de

tres

Este tipo de transformadores tiene devanados primarios, secundarios y terciarios. Los devanados primario y secundario se miden con un procedimiento similar a un transformador común de 3 fases y 2 devanados. Para probar el devanado terciario siga el siguiente procedimiento: a) Conectar la terminal mariposa de tierra, del equipo de medición, a un punto de tierra de baja impedancia, usando el cable de tierra de 4.6 metros suministrado. b) Usando los cables de medición de 4 conductores H y X, se conectan las terminales en los receptáculos H y X del equipo de medición. Asegurarse que los conectores queden ajustados en los receptáculos. c) Conectar los clips de trabajo pesado marcados H0, H1, H2 y H3 de los cables de medición del TTR a las correspondientes terminales (en los devanados de alto voltaje) del transformador bajo medición. Conectar los clips de trabajo pesado marcados X0, X1, X2 y X3 de los cables de medición del TTR a los correspondientes terminales terciarios (en los devanados de bajo voltaje) Y0, Y1, Y2 y Y3 del transformador bajo medición. Advertencia : Nunca intercambie conexiones entre las terminales de alto y bajo voltaje del transformador. El no respetar las conexiones correctas es peligroso y puede dañar el TTR o el transformador.

En el caso de devanados conectados en delta no hay terminales H0 y Y0. En el caso de conexiones con devanados conectados en estrella, 1982 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

Tomo II



Anexo C Resumen del procedimiento para la medición de relación de transformación (TTR) Procedimiento para la medición de relación de transformación ST-CT-007 En que consiste la medición

Que detecta la medición

En obtener a través de una la medición: el número de vueltas de los devanados, la relación entre voltajes primario y secundario o la relación entre corrientes de los devanados. Identificación y verificación de terminales, derivaciones ( taps ) y sus conexiones internas. Determinación y comprobación de polaridad y continuidad. Identificación de espiras en corto circuito. En la investigación de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en transformadores en paralelo. Determinación del número de espiras en bobinas de transformadores (por métodos suplementarios).

Equipo de medición

Medidor de relación de transformación (TTR).

Valores o límites recomendados

N/A

Comparación de valores

Como regla general se aplica que el por ciento de diferencia no debe ser mayor de 0.5. Este valor únicamente aplica para la primera medición que se realiza en el transformador, es decir cuando el fabricante entrega a CFE el transformador con el máximo de diferencia de 0.5 en la relación de transformación. % DIF =

V p V S

Ecuaciones para cálculo

1982 Tomo II

RT

× 100

donde: %DIF = Porcentaje de diferencia entre la relación teórica y la medida R T = Relación teórica R M = Relación medida

Correcciones

Recomendaciones

RT − R M

=a

= Relación de transformación Vp= Voltaje en el primario (V) Vs= Voltaje en el secundario (V) a

I S I p

= a

= Relación de transformación Ip= Corriente en el primario (A) Is= corriente en el secundario (A) a

Para transformadores con más de dos devanados la medición de la relación de espiras, consiste de “n” mediciones monofásicas. Antes de realizar la medición en un transformador de tres devanados, es necesario interpretar el diagrama vectorial; para hacer las conexiones correctamente. Cuando se miden las fases 1 ó 3 en un transformador trifásico, el circuito magnético incluye a la pierna adyacente (fase 2) y la pierna externa. Cuando se mide la fase 2 o central, el circuito magnético incluye las dos piernas adyacentes. Por lo tanto, los valores de relación medidos en la fase central serán ligeramente mayores que los correspondientes a las fases 1 y 3. Sin embargo, la magnitud de estas diferencias es pequeña en transformadores bien diseñados. Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

ST-CT-007 Relación de Transformación

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