2129-1 Determinación Del Voltaje de CC

8/16/2019 2129-1 Determinación Del Voltaje de CC

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Quito - Ecuador

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2129:2013Primera revisión

TRANSFORMADORES. DETERMINACIÓN DEL VOLTAJE DE

CORTOCIRCUITO.

Primera edición

TRANSFORMERS. VOLTAGE DETERMINATION CIRCUIT.

First edition

DESCRIPTORES: Ingeniería eléctrica, transformadores, determinación del voltaje de cortocircuito.EL 04.02-307CDU: 621.314.1:012CIIU: 4101ICS: 29.180


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CDU: 621 .314 .1:01 2 CIIU: 4101ICS: 29.1 80 EL 04.0 2-307

2013-347-1-

Norma TécnicaEcuatorianaVoluntaria

TRANSFORMADORESDETERMINACIÓN DEL VOLTAJE DE CORTOCIRCUITO.

NTE INEN2129:2013

Primera revisión2013-06

1. OBJETO

1.1 Esta norma describe los métodos de ensayo para determinar el voltaje de cortocircuito de lostransformadores.

2. DEFINICIONES

2.1 Para los efectos de esta norma, se adoptan las definiciones contempladas en la NTE INEN 2110.

3. DISPOSICIONES GENERALES

3.1 La impedancia consta de una componente activa la cual corresponde a las pérdidas de cortocircuitoy de una componente reactiva que corresponde al flujo de dispersión en los devanados. Por la dificultadde la medición, no es práctico medir estas componentes separadamente, pero pueden calcularsedespués de medir las pérdidas totales y el voltaje de cortocircuito.

3.2 El valor del voltaje de cortocircuito o voltaje de impedancia, está generalmente entre el 1 % y el 15% del voltaje nominal del devanado de excitación y este valor puede usarse como guía para seleccionarel voltaje de ensayo.

3.3 Las componentes resistiva y reactiva del voltaje de cortocircuito, se pueden determinar por medio delas siguientes ecuaciones.

V P

I r

z

x z 2

r 2

V = V -V

donde

Vr caída resistiva de voltaje, en voltiosVx caída reactiva de voltaje, en voltiosVz voltaje de cortocircuito, en voltiosPz potencia medida en la prueba, en vatiosI corriente en el devanado de excitación, en amperios.

3.4 Para obtener los valores por unidad, se dividen los valores de voltaje Vr, Vx y Vz por el voltajenominal del devanado de excitación (Vn). Para valores en porcentaje, se multiplican por 100 estos

valores por unidad.

3.5 Los valores de la impedancia de cortocircuito en por unidad o en porcentaje, así como suscomponentes, son correspondientes a los valores en por unidad o porcentaje del voltaje de cortocircuitoy sus componentes.

3.6 La componente I²R de las pérdidas de impedancia aumenta con la temperatura. La componentecorrespondiente a las pérdidas adicionales o parasitas disminuye con la temperatura.

3.6.1Cuando se desea determinar Pz a una temperatura diferente de la de ensayo, las componentes seconvierten así:

Pr = PrT + T

T + T

1

1

(Continúa)

DESCRIPTORES: Ingeniería eléctrica, transformadores, determinación del voltaje de cortocircuito.


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Ps = PsT + T

T + T

1

1

T r s P = P + P

donde

PT' pérdidas totales a la temperatura especificada T'

Ps pérdidas adicionales a la temperatura T.

Pr ́ pérdidas activas a la temperatura especificada T´.

Ps´ pérdidas adicionales a la temperatura T'.

Pr pérdidas activas a la temperatura T.

T temperatura de ensayo en °C.

T1 234,5°C para el cobre

225°C para el aluminio

T´ temperatura a la cual se desean determinar las pérdidas, en °C.

(Ver nota 1)

3.6.1.1 Las pérdidas activas (I²R) y las pérdidas adicionales o parasitas, se determinan de acuerdo conel numeral 4.1.1.8.

4. METODOS DE ENSAYO

4.1 Prueba de voltaje de cortocircuito para transformadores monofásicos de dos devanados.

4.1.1 Procedimiento

4.1.1.1 Uno de los devanados del transformador (del lado de alto voltaje o del lado de bajo voltaje) debeponerse en cortocircuito y se aplica al otro devanado un voltaje a frecuencia nominal, el cual se ajustapara que circule la corriente nominal por los devanados (figura 1). En caso de que no se puedan alcanzarlos valores nominales de corriente, se puede utilizar una corriente no menor del 25 % de In, corrigiendoel valor obtenido. La prueba debe realizarse sobre la derivación principal.

4.1.1.2 Con la corriente y frecuencia ajustadas a los valores de prueba, se toman lecturas en elamperímetro, vatímetro, voltímetro.

4.1.1.3 Se desconecta el transformador bajo prueba y se lee en el vatímetro la potencia consumida, lacual representa las pérdidas en el equipo de medida.

4.1.1.4 Es suficiente medir o ajustar la corriente en el devanado excitado solamente, porque la corrienteen el devanado en cortocircuito, debe estar en el valor correcto (exceptuando un valor despreciabledebido a la corriente de excitación).

4.1.1.5 Si se coloca el equipo de medida en serie con el devanado en cortocircuito, para medir sucorriente, se puede introducir un gran error en la impedancia, debido a las pérdidas y la caída de voltajeen dicho equipo.

NOTA 1. La temperatura 225 °C aplica para conductores eléctricos de aluminio puro (EC). T1 puede ser tan alto como 230 °C para

aluminio aleado. Donde los devanados de cobre y aluminio estén empleados en el mismo transformador, un valor para T 1 de

229°C debe ser aplicado para la corrección de pérdidas parasitas.

(Continúa)


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4.3 Prueba de voltaje de cortocircuito de transformadores trifásicos con voltaje trifásico.

4.3.1 Procedimiento

4.3.1.1 Los tres terminales del devanado de alto voltaje o bajo voltaje deben unirse rígidamente y seaplica a los terminales del otro devanado, un voltaje trifásico balanceado de frecuencia nominal y valoradecuado con el fin de hacer circular la corriente nominal (figura 3).

FIGURA 3. Conexiones del transformador trifásico para pruebas de pérdidas con carga y voltajede impedancia utilizando el método de los tres vatímetros

4.3.1.2 El procedimiento es similar al seguido para transformadores monofásicos, excepto que lasconexiones y medidas son trifásicas en lugar de monofásicas.

4.3.1.3 Las lecturas de los vatímetros deben ser aproximadamente iguales y deben sumarsealgebraicamente sus valores para obtener las pérdidas totales.

4.3.1.4 Si las tres corrientes de línea no pueden ser balanceadas, se toman los valores eficacespromedios.

4.4 Prueba de voltaje de cortocircuito de un transformador trifásico con voltaje monofásico.

4.4.1 Procedimiento

4.4.1.1 El devanado al cual se aplica el voltaje, debe estar conectado en D y con un extremo abierto.

Los otros arrollamientos pueden estar conectados en D (en cuyo caso no es necesario ponerlo encortocircuito) o en Y, caso en el cual es necesario conectar los terminales a su neutro.

4.4.1.2 Con excepción de las anteriores modificaciones el procedimiento es similar a la prueba de voltajede cortocircuito para transformadores monofásicos.

4.4.1.3 El voltaje de cortocircuito obtenido es tres veces el voltaje de cortocircuito de una fase deltransformador, lo cual debe tenerse en cuenta para convertir valores obtenidos en porcentaje o porunidad.

Para la conversión debe utilizarse la siguiente fórmula:

(Continúa)


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4.4.1.4 Este método de ensayo no reproduce exactamente las condiciones de impedancia trifásica ytiende a dar unas pérdidas mayores por introducir pérdidas de secuencia cero en la medida (la mayorparte en el tanque).

El efecto es más pronunciado en transformadores del tipo columna; por consiguiente no es adecuadopara transformadores de alta reactancia.

4.4.2 Una prueba monofásica alternativa es aplicable sin tener en cuenta cuál de los devanados estáconectado en D, Y, zig zag o cualquier combinación de los mismos. El neutro no se utiliza y tampoco esnecesario abrir un extremo de la delta.

4.4.2.1 Se pone en cortocircuito los tres terminales de un devanado y se aplica un voltaje monofásico defrecuencia nominal a dos terminales del otro devanado (figura No. 4), ajustándolo hasta que circule lacorriente nominal.

FIGURA 4. Prueba de transformadores trifásicos con voltaje monofásico

4.4.2.2 Se toman tres lecturas sucesivas de potencia y voltaje sobre los tres terminales escogidos dedos en dos: H1 y H2, H2 y H3, H3 y H1.

a) Los valores tomados son:

Perdidas de cortocircuito =1 5 ( P + P + P )

3

uv vw wu,

3

)V +V +V ( =itocortocircudeVoltaje

wuvwuv

2

3

donde

P y V valores individuales de pérdidas y voltaje respectivamente, medidas de acuerdo a lossubíndices indicados.

4.4.2.3 Las pérdidas adicionales, se pueden obtener restando de las pérdidas de cortocircuito laspérdidas I²R en el transformador. Si R1 es la resistencia medida entre los terminales de alto voltaje y R2 entre los terminales de bajo voltaje, I1 e I2 son las corrientes nominales respectivas. Las pérdidas totalesI²R de las tres fases deben ser:

La fórmula anterior es igualmente aplicable a devanados conectados en Y o en D.

Total I R = 1,5( I R + I R ) vatios2

12

1 22

2

Deben hacerse correcciones de temperatura de acuerdo con lo establecido en el numeral 3.6.1.

(Continúa)


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4.5 Prueba de voltaje de cortocircuito de un transformador de tres devanados.

4.5.1 Procedimiento

4.5.1.1 En un transformador (monofásico o trifásico) de tres devanados se mide el voltaje decortocircuito entre cada par de devanados, (lo cual significa tres mediciones de voltaje de cortocircuito)siguiendo el mismo proceso utilizado para transformadores monofásicos.

4.5.1.2 Si la capacidad en kVA de los diferentes devanados no es la misma, la corriente utilizada para laprueba de voltaje de cortocircuito, es la correspondiente al devanado bajo prueba de menor capacidad.

Cuando los datos anteriores se convierten a valores en porcentaje, deben tomarse como base losmismos kVA de salida, preferiblemente los correspondientes al devanado primario.

4.5.1.3 El voltaje de cortocircuito equivalente de cada devanado puede determinarse mediante lasecuaciones:

z z z z

23V 1 =V 12 - V 23 + V 31

2 = V

31V =2

12V +31V -23V =2V z

z z z

z

V =2

23V +12V -31V =3V 12

z z z z

donde

Vz12´, Vz23´ y Vz31´ voltajes de cortocircuito medidos entre pares de devanados, en laforma indicada, expresada en los mismos kVA base.

V impedancia mutua equivalente entre pares de devanados.

4.5.1.4 El tratamiento de las pérdidas de cortocircuito para cada devanado, como corrección portemperatura, debe hacerse en la misma forma que para transformadores monofásicos de dosdevanados.

4.5.1.5 Las pérdidas totales en un transformador de tres devanados, son aproximadamente la suma delas pérdidas en los tres devanados, determinadas para las condiciones de carga de los devanados.

(Continúa)


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APENDICE Z

Z.1 DOCUMENTOS NORMATIVOS A CONSULTAR

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2110 Transformadores. Definiciones.

Z.2 BASES DE ESTUDIO

Norma IEEE Std C57.12.90TM

. IEEE Standard Test Code for Liquid-Inmersed Distribution, Power, andRegulating Transformers. IEEE Power & Energy Society. New York, 2010.

Norma IEC 60076-1. Norma Internacional. Transformadores de potencia - Parte 1: General . ComisiónElectrotécnica Internacional. Ginebra, 2011.

Norma IEC 60076-8. Norma Internacional. Transformadores de Potencia Guía de aplicación.Comisión Electrotécnica Internacional. Ginebra, 1997.


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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento:NTE INEN 2129Primera revisión

TÍTULO: TRANSFORMADORES. DETERMINACION DELVOLTAJE DE CORTO CIRCUITO.

Código:EL 04.02-411

ORIGINAL:

Fecha de iniciación del estudio:

REVISIÓN:

Fecha de aprobación anterior del Consejo Directivo 1998-02-12Oficialización con el Carácter de Voluntaria por Acuerdo Ministerial No. 177 de 1998-03-18 publicado en el Registro Oficial No. 286 de 1998-03-30

Fecha de iniciación del estudio: 2012 - 07 - 23

Fechas de consulta pública: de 2012-11-13 a 2012-12-13

Subcomité Técnico:Fecha de iniciación: Fecha de aprobación:Integrantes del Subcomité Técnico:NOMBRES:

Mediante compromiso presidencial N° 16364,el Instituto Ecuatoriano de Normalización – INEN, en vista de la necesidad urgente,resuelve actualizar el acervo normativo en baseal estado del arte y con el objetivo de atender alos sectores priorizados así como a todos lossectores productivos del país.

Para la revisión de esta Norma Técnica se haconsiderado el nivel jerárquico de lanormalización, habiendo el INEN realizado unanálisis que ha determinado su convenienteaplicación en el país.

La Norma en referencia ha sido sometida aconsulta pública por un período de 30 días y

por ser considerada EMERGENTE no haingresado a Subcomité Técnico.

I NSTI TUCIÓN REPRESENTADA:

Otros trámites: Esta norma NTE INEN 2129:2013 (Primera revisión) reemplaza a la NTE INEN 2129:1998

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficializada como: Voluntaria Por Resolución No. 13091 de 2013-04-30Registro Oficial No. 7 de 2013-06-04


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Regional Guayas: E-Mail:[email protected]

Regional Azuay: E-Mail:[email protected]

Regional Chimborazo: E-Mail:[email protected]

URL:www.inen.gob.ec

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