Lab Medidas Electricas Informe Final 2.docx

2018-2

TRANSFORMADORES DE MEDIDA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA ALUMNOS:    

TELLEZ LOPEZ, ALBERTO SALAS RODRIGUEZ GONZALES VELEZ CORILLA CONTRERAS

PROFESOR  

ING. YAURI ROJAS OSWALDO ING. SANDOVAL RODRIGUEZ ALBERTO

INFORME FINAL|2°

SECCIÓN: N LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICAS I

TRANSFORMADORES DE MEDIDA 1. FUNDAMENTO TEÓRICO TRANSFORMADORES Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite elevar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc. Estos dispositivos convierten la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. Se basan en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Son aparatos en que la corriente secundaria, dentro de las condiciones normales de operación, es prácticamente proporcional a la corriente primaria, aunque ligeramente desfasada. Desarrollan dos tipos de función: transformar la corriente y aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión. El primario del transformador, que consta de muy pocas espiras, se conecta en serie con el circuito cuya intensidad se desea medir y el secundario se conecta en serie con las bobinas de corriente de los aparatos de medición y de protección que requieran ser energizados. Las espiras del arrollamiento primario suelen ser una o varias, las cuales se pueden a su vez dividir en dos partes iguales y conectarse en serie o paralelo para cambiar la relación, y atraviesan el núcleo magnético, cuya forma suele ser cerrada tipo toroidal o puede tener un cierto entrehierro, sobre el cual se arrollan las espiras del secundario de una forma uniforme, consiguiendo así reducir al mínimo el flujo de dispersión. Este arrollamiento es el que se

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA encarga de alimentar los circuitos de intensidad de uno o varios aparatos de medida conectados en serie.

TRANSFORMADORES DE VOLTAJE Un transformador de tensión es un dispositivo destinado a la alimentación de aparatos de medición y /o protección con tensiones proporcionales a las de la red en el punto en el cual está conectado. El primario se conecta en paralelo con el circuito por controlar y el secundario se conecta en paralelo con las bobinas de tensión de los diferentes aparatos de medición y de protección que se requiere energizar. Cada transformador de tensión tendrá, por lo tanto, terminales primarios que se conectarán a un par de fases o a una fase y tierra, y terminales secundarios a los cuales se conectarán aquellos aparatos. En estos aparatos la tensión secundaria, dentro de las condiciones normales de operación, es prácticamente proporcional a la tensión primaria, aunque ligeramente desfasada. Desarrollan dos funciones: transformar la tensión y aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA

LA FUNCIÓNES DE UN TRANSFORMADOR Adaptar las tensiones elevadas a valores compatibles con los que trabajan los instrumentos de medida y los relés de protección. Proporcionar aislación a los instrumentos de medida y relés de protección con respecto a la alta tensión del circuito de potencia. Permitir el uso normalizado para las corrientes y tensiones nominales de los instrumentos de medida y relés de protección. CLASIFICACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES DE TENSIÓN Los transformadores de tensión pueden ser:  

Transformadores de tensión inductivos: Generalmente se utilizan en tensiones entre 600V y 70kV. Transformadores de tensión capacitivos: Se utilizan para tensiones superiores a 150kV Para tensiones entre 70kV y 150kV pueden utilizarse tanto inductivos como capacitivos. En los sistemas en que se utiliza comunicación por carrier se deben utilizar transformadores de tensión capacitivos.

GENERALIDADES Los transformadores de corriente constan de un bobinado primario y uno secundario arrollados sobre un núcleo magnético. Este núcleo puede ser cerrado o tener un pequeño entrehierro.  El arrollamiento primario se conecta en serie con el circuito de potencia y el arrollamiento secundario se conecta a los instrumentos de medida y relés de protección.  El arrollamiento primario puede estar constituido por una sola espira, o por múltiples espiras, las cuales a su vez se pueden dividir en partes iguales y conectarse en serie o paralelo para cambiar la relación de transformación.

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA  El arrollamiento secundario, que siempre consta de un gran número de espiras, puede tener derivaciones para conseguir diferentes relaciones de transformación. VENTAJAS DE LOS TRANSFORMADORES DE MEDIDA:  Los Transformadores de medición proporcionan un aislamiento dieléctrico entre los circuitos de alta tensión y los instrumentos de medición, así como los reveladores.  Reducen las tensiones y corrientes a valores normalizados y cómodos de manejar, de tal manera que los instrumentos de medición como amperímetros y voltímetros pueden fabricarse económicamente en rangos comunes de 5 a y 150 voltios.  Facilitan la medición exacta entre potencia y energía eléctrica conservando la proporcionalidad y el ángulo de fase entre los vectores de corriente y voltaje.  Los transformadores de medición son construidos con aislamientos adecuados para trabajar con temperatura de 55°C Transformadores de intensidad.  Se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control.  Los valores nominales de los transformadores de corriente se definen como relaciones de corriente primaria a corriente secundaria. Unas relaciones típicas de un transformador de corriente podrían ser 600 / 5, 800 / 5, 1000 / 5.  Los valores nominales de los transformadores de corriente son de 5 A y 1 A.  El primario de estos transformadores se conecta en serie con la carga, y la carga de este transformador está constituida solamente por la impedancia del circuito que se conecta a él. CUESTIONARIO Pruebas eléctricas realizadas:  Medición de Resistencia de aislamiento (MΩ).  Medición de los errores de relación de relación de Transformación (%).  Prueba de tensión inducida (kV). Pruebas del aceite:  Prueba de rigidez dieléctrica del aceite del Transformador.

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA PLACAS DE LOS TRANSFORMADORES Y ACEITE

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA 1) Medición de Resistencia de aislamiento (MΩ) Se utilizó Megger MIT1025

Entre bobina alta y baja:

Voltaje aplicado: 5 KV Resistencia: 18.77 GΩ Corriente de fuga: 272 nA

Entre bobina de alta tensión y masa

Voltaje aplicado: 5KV Resistencia: 18.83 GΩ Corriente de fuga: 271 nA

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA Entre bobina de baja tensión y masa

Voltaje aplicado: 500 V Resistencia: 1.717 GΩ Corriente de fuga: 297 nA

Entre bobina de baja tensión y masa en corriente

Voltaje aplicado: 500 V Resistencia: 1.109 GΩ Corriente de fuga: 463 nA

Entre bobina de alta tensión y baja tensión en corriente

Voltaje aplicado: 5 KV Resistencia: 20.3 GΩ Corriente de fuga: 251 nA

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA 2) Medición de los errores de relación de relación de Transformación (%) Se utilizó AEMC TRANSFORMER RATIONER MODEL 8500

Relación de transformación de voltaje en bobinas U-V

Relación: 99.756:1 Corriente de fuga: 2 mA

Relación de transformación de voltaje en bobinas V-W

Relación: 99.768:1 Corriente de fuga: 2 mA

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA Relación de transformación de voltaje en bobinas U-W

Relación: 99.783:1 Corriente de fuga: 2 mA

Según la relación de la placa vemos que la relación de transformación es: 10.0 = 100 0.1 De bobina 1: 99.756 = 99.756 1 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 1 = 𝑒1 =

100 − 99.756 = 0.00244 = 0.244% < 0.5% 100

De bobina 2: 99.768 = 99.768 1 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 2 = 𝑒2 =

100 − 99.768 = 0.00232 = 0.232% < 0.5% 100

De bobina 1: 99.783 = 99.783 1 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 3 = 𝑒3 =

100 − 99.783 = 0.00217 = 0.217% < 0.5% 100

Relación de transformación: 𝑒1 + 𝑒2 + 𝑒3 = 0.231% < 0.5% 3 P á g i n a 10 | 18

TRANSFORMADORES DE MEDIDA Relación de transformación de corriente KL EN U, relación de 20/5

Relación: 4.0124:1 Corriente de fuga: 524 mA

Relación de transformación de corriente KL EN W, relación de 20/5

Relación: 4.0156:1 Corriente de fuga: 473 mA

Según la relación de la placa vemos que la relación de transformación es: 20 =4 5 De bobina U: 4.0124 = 4.0124 1 4 − 4.0124 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 1 = 𝑒1 = | | = 0.0031 = 0.31% < 0.5% 4 De bobina W: 4.0156 = 4.0156 1 P á g i n a 11 | 18

TRANSFORMADORES DE MEDIDA 4 − 4.0156 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 2 = 𝑒2 = | | = 0.0039 = 0.39% < 0.5% 4 Relación de transformación: 𝑒1 + 𝑒2 = 0.35% < 0.5% 2 Relación de transformación de corriente KL EN U, relación de 40/5

Relación: 7.9988:1 Corriente de fuga: 36 mA

Relación de transformación de corriente KL EN W, relación de 40/5

Relación: 7.9990:1 Corriente de fuga: 28 mA

Según la relación de la placa vemos que la relación de transformación es: 40 =8 5 De bobina U: 7.9988 = 7.9988 1 P á g i n a 12 | 18

TRANSFORMADORES DE MEDIDA

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 1 = 𝑒1 = |

8 − 7.9988 | = 0.00015 = 0.015% < 0.5% 8

De bobina W: 7.999 = 7.999 1 8 − 7.999 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 2 = 𝑒2 = | | = 0.000125 = 0.0125% < 0.5% 8 Relación de transformación: 𝑒1 + 𝑒2 = 0.01375% < 0.5% 2 Relación de transformación de corriente KL EN U, relación de 80/5

Relación: 15.996:1 Corriente de fuga: 11 mA

Relación de transformación de corriente KL EN W, relación de 40/5

Relación: 15.996:1 Corriente de fuga: 28 mA

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA Según la relación de la placa vemos que la relación de transformación es: 80 = 16 5 De bobina U: 15.996 = 15.996 1 16 − 15.996 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 1 = 𝑒1 = | | = 0.00025 = 0.025% < 0.5% 16 De bobina W: 7.999 = 7.999 1 16 − 15.996 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 2 = 𝑒2 = | | = 0.00025 = 0.025% < 0.5% 16 Relación de transformación: 𝑒1 + 𝑒2 = 0.025% < 0.5% 2

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA

tTemperatura y Humedad:

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA 3) Prueba de tensión inducida (kV)

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA

Tensión nominal:

10 KV

Tensión Inducida:

15 KV

Corriente de fuga:

22.77 mA

4) Prueba de rigidez dieléctrica del aceite del Transformador.

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TRANSFORMADORES DE MEDIDA

Medidas: 30.1 KV 16.7 KV 20.8 KV

30.1+16.7+20.8+20.4+14.9+21.5 6

= 20.73 𝐾𝑉

20.4 KV 14.9 KV 21.5 KV

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