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2.- Tra Trans nsfor formad mador ores es de de medida med ida . Los Los tran transf sfor orma mado dore ress de medi medida da son son apar aparat atos os espe especi cial ales es dest destin inad ados os a alimen alimentar tar instru instrumen mentos tos de medida medida como como contad contadore ores, s, relés, relés, amperí amperímet metros ros,, voltímetros y aparatos similares. Se dividen en Transformadores de Corriente, comúnmente llamados TA,TC, en los cuales, la corriente secundaria es prácticamente proporcional a la corriente primaria, y en Transformadores de Tensión, comúnmente llamados TV, TT, en los cuales la tensión secundaria es prácticamente proporcional a la tensión primaria con todas las ventaas !ue conlleva. "stos transformadores permiten separar circuitos adoptando al mismo tiempo las ma#nitudes de la red a la de los instrumentos !ue #eneralmente están normali$ados en unos valores de % A para los amperímetros y &&' V para los voltímetros. Los transformadores de medida de(en #aranti$ar el aislamiento necesario para la se#uridad del personal, además de(en reproducir con la mayor precisión las ma#n ma#nititud udes es prim primar aria iass de acue acuerd rdo o con con la rela relaci ción ón de tran transf sfor orma maci ción ón corres correspon pondie diente nte,, para para no dar errores errores en las medida medidass efectu efectuada adass con los aparatos. Las características !ue definen un transformador de medida vienes reco#idas en la norma )*" +&'. "n el funcionamiento ideal, la relación !ue li#a las varia(les del primario como del secundario esTransformador Transformador de tensiónVP VS
NP =
NS
Kv
=
Transformador Transformador de corriente IP IS
=
NS NP
= Ki
2.1.-TRANSFORMADOR DE TENSION. A diferencia con los transformadores de potencia, de(ido a la alta impedancia de la car#a conectada, el transformador de tensión funciona casi en vacío y de
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esta forma la caída de tensión interna es muy pe!uea. "l transformador de tensión de(e proporcionar una tensión en el secundario proporcional a la tensión primaria. /dealmente conviene !ue se cumplaV 1 V 2
= Kv
V 2=
V 1 Kv
V&- Voltae en el primario. V+- voltae en el secundario. Si se tiene en cuenta, la tensión primaria, la tensión secundaria referida al primario y la corriente de car#a-
0e acuerdo acuerdo con la ecuaci ecuación ón anteri anterior or de(en procur procurars arse e !ue las caídas caídas de tensión sean lo más mínimas posi(les. 1or ello los transformadores de tensión de(en presentar una reactancia pe!uea y una corriente de car#a reducida, lo cual cual o(li# o(li#a a a disear disear el sistem sistema a con con poco poco fluo de dispers dispersión ión y un circuit circuito o ma#nético !ue necesite una pe!uea corriente de vacío.
Las tensiones primarias de los transformadores de tensión están normali$adas en los valores asi#nados si#uientes. &&' &2+''
++' &4%''
2% ++'''
33' +5%''
++'' 22'''
22'' 33'''
%%'' %%'''
44'' 44'''
&&''' &&''''
La tensión secundaria asi#nada está normali$ada en &&' V. Los transformadores de tensión se definen se#ún su car#a asi#nada en VA, denominada tam(ién potencia de precisión, !ue es la má6ima car#a !ue puede conectarse a su secundario. 1ara !ue el error de medida este comprendido dentro de los már#enes már#enes indicados por el constructor. constructor. Los valores normales normales de la potencia de precisión para un factor de potencia de '. son&'' VA
&%'VA
+''VA
2'' VA
3''
%'' VA
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"n necesario 7a(lar 7a(lar de los errores errores en los transformadores transformadores de tensión•
"rror de relación o de tensión-
8ue indica la desviación porcentual de la tensión realmente e6istente en el secundario V+, con respecto a la !ue de(ería de e6istir si el transformador fuera ideal es decir-
•
"rror de fase o de án#ulo-
8ue es la diferencia de fase e6istente entre los vectores de la tensión primaria V& y secundariaV+ con respecto a la !ue de(ería e6istir si el transformador fuera ideal y se mide en minutos.
"ste error tiene importancia cuando se trata de medir la ener#ía, por eemplo"n el caso de !ue el secundario de un transformador de tensión alimente la (o(ina voltimetrica de un vatímetro o contador, entonces en este caso se alteraría el valor real del án#ulo formado por V& e /&. 0e acuerdo con los errores anteriores se disponen en la práctica de las si#uientes si#uientes clases clases de precisión precisión ',& ',+ ',% & y 2 !ue indican indican el error má6imo de asi#nada.
permitido cuando el transformador se car#a con su potencia
0/A9:A;A 0" C<*"=/>* )* T:A*S?<:;A0<: 0" T"*S/<*-
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Ilustración 1: Transformador Transformador de tensión alimentando un voltímetro.
Ilustración 2: Tr Transformador ansformador de tensión
"n esta ta(la se indican los valores de los consumos en VA de los aparatos de medida más frecuentes !ue se pueden conectar a un transformador de tensión.
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Al#o !ue recordar@ •
•
•
"n el transformador de de tensión interesa !ue los errores en la relación relación de tran transf sfor orma macción ión y los los erro errore ress de án#u án#ulo lo entr entre e tens tensió ión n prim primar aria ia y secundaria se manten#an dentro de ciertos límites. "sto se o(tiene so(redimensionando tanto el núcleo ma#nético como la sección de los conductores de los enrollados. La ma#nitud de los errores depende de la característica de la car#a secundaria !ue se conecta al transformador de potencial. 1ara su clasificación desde el punto de vista de la precisión error má6imo en la relación de transformaciónB las diversas normas so(re transformador de potencial e6i#en !ue los errores se manten#an dentro de ciertos valores para determinadas características de la car#a.
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2.2.-TRANSFORMADOR DE INTENSIDAD . Tienen por o(etivo reducir la corriente de la red a valores más apropiados a escalas de los instrumentos instrumentos % A en #eneral o a veces a & A a plena escala. Se conecta en serie con la línea, en el secundario se conectan en serie los amperímetros y (o(inas amperimetricas de los aparatos de medida. 0e(ido a la (aa impedancia de estos aparatos los transformadores dede intensidad tra(aan prácticamente a corto circuito, por ello se emplean (aas inducciones en el núcleo menor a unos '.2 Teslas /dealmente se de(e cumplir !ue/&/D+E/o I 1 I 1= Ki∗ I 2 2
/D+ corriente secundaria referida al primario. /o corriente de vacío 1ara !ue se cumpla la relaciona anterior es necesario !ue el circuito ma#nético este este muy (ien disead diseado o para para 7acer despre desprecia cia(le (le /o frente frente a /& o /D+. /D+. Sin em(ar#o en este tipo de transformadores es interesante o(servar !ue no influyen en la medida los posi(les fluos de dispersión. F1or F1or !ué !ué de(e de(e evit evitar arse se dea dearr en circu ircuitito o a(ie a(iert rto o un tran transf sfor orma mado dorr de intensidadG "n los transformado transformadores res de intensidad intensidad la f.m.m. primaria primaria esta contrarrest contrarrestada ada por la f.m.m. secundariaH si por cual!uier circunstancia se a(riera este ultimo circuito, de acuerdo con la ecuación/&/D+E/o Se tendría tendría !ue- /&/oH /&/oH es decir decir,, toda toda la f.m.m. del primari primario o se convertiría convertiría en f.m.m. f.m.m. de e6cita e6citació ción n la cual no 7a variad variado o por!ue por!ue /& es una corrie corriente nte !ue depende de la red, y esto 7ace crecer peli#rosamente el fluo, lo cual lleva consi#o un aumento en las perdidas en el 7ierro y en las tensiones del secundario peli#rando la vida de los aislantes y la se#uridad del personal. Si se desea cam(iar una car#a, se de(e tomar en cuenta !ue
Se interrumpe el servicio de la línea para proceder con el cam(io necesario. Se puede reali$ar la operación sin desconectar la red, si previamente se cortocircuita el secundario del transformador de intensidad.
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Los Los trans transfo form rmad ador ores es de inte intens nsid idad ad está están n norm normal ali$ i$ad ados os en los los valo valore ress asi#nados si#uientes%,
La corriente secundaria asi#nada esta normali$asa en % A y tam(ien se utili$a la escala de & A.los transforadores de intensidad de manera analo#a a los de tension se definen se#ún ea el valor de su potencia asi#anda en VA, VA, e6isten &', &%, 2', %', 5%, &'', &%', +'', 2'' y 3'' VA, !ue es la ma6ima cra#a !ue pued puede e cone conect ctar arse se asu asu secu secund ndar ario io para para !ue !ue el erro errorr de la medi medida da este este comprendido en los valores indicados por el fa(ricante. •
"rror de relación-
8ue indica indica la desviació desviación n porcentual porcentual de la corriente reamente reamente e6istente e6istente en el secundario con respecto a la !ue !ue de(ería e6istir si el transformador fuera ideal es decir-
•
"rror de fase.
"s la diferencia de fase e6istente entre los vectores /& e /+ y se e6presa en minutos. Las clases de precisión son idénticas a las e6presadas en los transformadoras de tensión.
0/A9:A;A 0" C<*"=/>* )* T:A*S?<:;A0<: 0" /*T"*S/0A0.
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Ilustración 3: Tr Transformador ansformador de intensidad.
"n la si#u si#uie ient nte e ta(l ta(la a se mues muestr tra a al#u al#uno noss apar aparat atos os !ue !ue se cone conect ctan an al secundario de un transformador de intensidad.
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Al#o !ue de(emos recordar@ recordar@ •
•
Los errores en un transformador de corriente son de(idos a la ener#ía necesaria para producir el fluo en el núcleo !ue induce la tensión en el devanado secundario !ue suministra la corriente a través del circuito secundario. Los amperevueltas totales disponi(les para proporcionar la corriente al secundario son i#uales a los amperevueltas del primario menos los amperevueltas para producir el fluo del núcleo. )n cam(io en la car#a secundaria altera el fluo re!uerido en el núcleo y varía los amperevueltas de e6citación del núcleoH el fluo de dispersión en el núcleo cam(ia las características ma#néticas del mismo y afecta a los amperevueltas de e6citación.
"n la práctica los transformadores de corriente y de tensión se encuentran com(inado com(inadoss en las instalacio instalaciones nes para medirmedir- intensida intensidad, d, tensión, tensión, potencia, potencia, ener#ía ener#ía etc. A continua continuación ción se muestra una disposició disposición n típica se 7a ele#ido una red monofásica para dar mayor sencille$ al es!uemaB. Se o(serva !ue las (o(ina (o(inass ampe amperime rimetri tricas cas están están cone conecta ctadas das en seri serie, e, mient mientras ras !ue las voltimetricas están conectadas en paralelo.
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Ilustración 4:Transfo Ilustración 4:Transformado rmadorr de intensidad intensidad y de tensión en un equi equipo po de medida.
"n las instalaciones eléctricas e6isten tam(ién transformadores de intensidad y de tensión !ue se emplean para alimentar aparatos de protección automática relésB de los diversos e!uipos del sistema- #eneradores, transformadores etc.
