transformadores de medición parte 2 t.v. · mediciones eléctricas ii - departamento de...

Mediciones Eléctricas II - Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica - Facultad de Ingeniería - UNMdP

Agosto de 2017

Mediciones Eléctricas II (3D2)

Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica – Facultad de Ingeniería – UNMdP

(Cursada 2019)

Transformadores de Medición – Parte 2 – T.V.


2 2019

Transformador de medida: Función

I=1500 A

U= 2300V Z

A

V

.medI nominal IKI

.medV nominal UKU nominalK = Relación de transformación nominal

5/2000I nominalK110/2500V nominalK


3 2019

E1

I

E1E2Ip

I0I r0 1

I x0 1

U1

0p III

010111 IjxIrEU

max

max1max11 2 NfNE

max2max22 2 NfNE

2

1

2

1

N

N

E

E

Teoría general del Transformador: Repaso

Habíamos visto el transformador REAL en VACIO:

U1 1E U22E

1r 1x

0I


4 2019

Relación nominal (Kn) : Es la relación constante entre los valores nominales delprimario y secundario

n

nn

I

I

nominal undariaCorriente

nominal primariaCorrienteK

T.I. un Para

2

1

sec

Relación de Espiras teórica (KT): Es la relación constante entre los números deespiras de los dos arrollamientos

1

2

N

N

primario del Espiras

o secundaridel EspirasK

T.I. un Para

T

Relación Efectiva (Ke): es la relación variable con las condiciones defuncionamiento entre los módulos representativos de las magnitudes tensionesprimarias y secundarias.

2

1

U

U

o secundariVector

primario VectorKe

Y análogamente a lo visto con TI se tiene:

n

nn

U

U

nominal undariaTensión

nominal primariaTensiónK

T.V. un Para

2

1

sec

2

1

N

N

o secundaridel Espiras

primario del EspirasK

T.V. un Para

T


5 2019

5

)(senU

U10

1

00

C

E1

E2=U20

O

A

-E1

U1

0

0

1

0I

D

10rI100 zIU

B

10xI

Teoría general del Transformador TV:Transformador REAL en VACIO:

00001

10

1

01

0 )(

0

seny UIZ

pero; senU

IZ

OB

CBsen

Error de Fase (en Vacío)2010

2010

UU

UU

n

n

K a adelanta si ,

K a atrasa si ,

)arctan(1

11

2

1

2

11

r

x

xrZ


6 2019

6

C

E1

E2=U20

O

A

-E1

U1

0

0

1

0I

D

10rI

100 zIU B

10xI

Teoría general del Transformador TV:Transformador REAL en VACIO:

1

2020 **

U

UKUK

V

VV

Además;

en

V

Vm0

1

002020

0

00201

)cos(**

)cos(*

U

UUKUK

UUKOCOBU

Tn

T

)cos(K

)KK(

)cos()KK(

0

1

0

e20

Tn20

0

1

0Tn

1

200

U

U

U

U

U

U

U

U

)cos(

0

10

1

0

0

U

U

K

KK

n

Tn

Error de Relación (en vacío)

Vemos que los errores 0 y 0 son análogos a los del T.I. En ambos casos interviene I0 U0=I0*Z1

no reflejada en el secundario.

(Reemplazando Ke por Kn)


7 2019

7

Transformador REAL de Tensión en Carga

Si cerramos ahora el secundario del transformador sobre una prestación como por ejemplo, un voltímetro, habrá una I2 en el secundario

)(

22

1

221

TVT

2K

II

N

NI primario al referida I

La tensión en los bornes del secundario 22202222 IZUIZEU

Además, la caída de tensión Z2I2 provocada en el secundario también se puede referir al primario (de esta manera el secundario se puede analizar como sin impedancia) haciendo:

primario al referida 22 IZ 212

2

TK IZ

21011212

2

T2110111 K IZIZEIZIZIZEU T

Luego,

2

2

T1 K ZZZT

Teoría general del Transformador TV:


8 2019

8

0I

21I

10zI

T21zI

U1

G F E

H

A

O

E2 = U2

2I



2

2

T1 K ZZZT

210111 IZIZEU T

Ángulo de Error

1

2211001 )()(

U

senIZsenIZ

EO

FEGF

EO

GEsen

TT

)()( 2

1

2110

1

010 T

Tc sen

U

IZsen

U

IZ

0

1

t Ángulo de la impedanica total

equivalente del primario

2

Variable con l0 variable con la carga


9 2019

9



2

2

T1 K ZZZT

210111 IZIZEU T

Error de Relación

1

12

1

11

U

UUK

U

UU nm

c

TT

n

Tn

U

IZ

U

U

K

KK

)cos()cos( 2

1

2110

1

0

0

0I

21I

10zI

T21zI

U1

G F E

H

A

O

E2 = U2

2I

0

1

t

2HGAHOAOGOEU 1

Pero:

2UKOA T

)cos( 1010 ZIAH

)cos( 221 tTZIHG

(Reemplazando Ke por Kn)


10 2019



Si 2> Tc(+) si sube la carga I21

Si 2< Tc(-) si sube la carga I21

Por eso es importante especificar el valor de cos (2) de la carga de conexión

0 Potencia que demanda la Carga [V.A.]

T 2

T 2

)()( 2

1

2110

1

010 T

Tc sen

U

IZsen

U

IZ


11 2019

11

Carga [V.A.]

0

0

Tn KK

Tn KK 1cos 2

c

TT

n

Tn

U

IZ

U

U

K

KK

)cos()cos( 2

1

2110

1

0

0



Variable con l0 variable con la carga


12 2019

Transformador de Tensión: Calibración:

Fuente: Procedimiento específico PEE72 – INTI – marzo 2012

En el equilibrio:

(1) RIZI 3241

I2

I1

Pero:

(2) RZ

UI ,

ZZ

UI

32

22

41

11

Con (2) en (1) y resolviendo se calcula KX, el error de relación queda:

2

3

2

2

2

2

414

2

4

3

2

1

1

)(1

RC

CCR

C

C

R

R

U

UK

1

2X

1

2X

C

C

R

R

U

UK

4

3

2

1

100)(

(%)

X

Xn

K

KK

1


13 2019

Transformador de Tensión: Calibración:

Fuente: Procedimiento específico PEE72 – INTI – marzo 2012

En el equilibrio:

I2

I1

Pero:

Con (2) en (1) y resolviendo, el error de fase es:

2341432414 )(...2))( CRCCRfRCarctgCCRarctg

(1) RIZI 3241

(2) RZ

UI ,

ZZ

UI

32

22

41

11


14 2019

Clase de un T.V. para medición

Transformador de Tensión de medición:

Tabla 1


15 2019

%

3

2

1

0.20.5

%U1n80 100 120

c=3

c=1

c=0,5c=0,2

Clase de un T.V. para medición


80 120

%U1n

(min)

40

10

20

c=1

c=0,5

c=0,2

30

c=0,1


16 2019

Clase de un T.V. para protección


Son aquellos destinados a alimentar relés de protección.

Las clases de precisión normales de TV para protección son “3P”y “6P”.El error de tensión y de ángulo de fase a la frecuencia nominal no deben sobrepasar los valores de la tabla a 5% de la Un y al producto de la Un por el factor de tensión nominal

(1,2 – 1,5 ó 1,9) y para toda carga comprendida entre el 25% y el 100% de la carga nominal con un factor de potencia 0,8 inductivo.

A 2% de la Un, los límites de error son llevados al doble de aquellos válidos al 5% de la Un


17 2019

WWnTVTInm CKKP A

V

W

150/5A 2200V/110V

20nTVK

A5In

.div150max

W

30. 20. 4.100 240mP kW

30nTIKdiv

w4Cw

.div100

V120Un

Error cometido por uso simultáneo del T.I. y T.V. al medir una potencia


18 2019

E1

E2=U2

O

A

-E10I

2I2

U1

I12


'2

TITV

222 cosIKUKPTInnTVm

ćos 211 IUPv

TVUe

TIIe

?2e

Se cumplirá que: TITV 22´

2

22

ćos

)cos(cos2

TITV

med

Vmed

V

Vmed

V

VV

V

VVe

2

22

ćos

))(cos(cos2

TITVe


19 2019


2

222

´cos

)()cos(coscos2

TITVTITV sensene

)()cos(1 2´2 TITVTITV sentge

)(11 2´2 TITVtge

2

22

´cos

))(cos(cos2

TITVe

2´ )(2

tge TVTI

tg)(03.0100.P

P%e TVTITVTI

Para εTI y εTV con sus respectivos signos y en minutos


20 2019

Tipos

Transformador de Tensión:

Núcleos toroidales

En cascada

Unipolar

Bipolar

transformadores de medición parte 2 t.v. · mediciones eléctricas ii - departamento de...

Documents