Ensayo de Transform Ad Or IRAM

8/3/2019 Ensayo de Transform Ad Or IRAM

1/25

NORMA IRAMARGENTINA 2106*

Segunda edicin1998-12-15

Transformadores de potencia

Mtodos de ensayo para la medicin de las prdidas, de la corriente en vaco y de las impedancias de cortocircuito.

Power transformersTest methods for measuring of losses, no-load current and short-circuit impedances.

* Corresponde a la revisin de la norma IRAM 2106:1972, a la que la presente, junto con la norma IRAM 2099:1994, reemplaza yanula.

Referencia Numrica:IRAM 2106:1998


2/25

Prefacio

El Instituto Argentino de Normalizacin (IRAM) es una asociacin civil sin fines de lucro cuyas finalidades especficas, en su carcterdeOrganismo Argentino de Normalizacin, son establecer normas tcnicas, sin limitaciones en los mbitos que abarquen, adems depropender al conocimiento y la aplicacin de la normalizacincomo base de la calidad, promoviendo las actividades de certificacin de productos y de sistemas de la calidad en lasempresas para brindar seguridad al consumidor.

IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la ComisinPanamericana de Normas Tcnicas (COPANT) y en el Comit MERCOSUR de Normalizacin (CMN).

Esta norma IRAM es el fruto del consenso tcnico entre los diversos sectores involucrados, los que a travs de susrepresentantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes.

Corresponde a la revisin de la norma IRAM 2106:1972, a la que la presente, junto con la norma IRAM 2099:1994, reemplaza yanula.


3/25

ndice

Pgina

1. OBJETO Y CAMPO DE LA APLICACIN .................................. 42. NORMAS PARA CONSULTA ................ ................ .. 43. MTODOS DE ENSAYO ................ ................ .. 4FIGURAS ................ ................ .. 9Anexo A (Informativo) .................................. 20Anexo B (Informativo) .................................. 23Anexo C (Informativo) .................................. 24


4/25

Transformadores de potencia

Mtodos de Ensayo para la medicin de las prdidas, de la corriente en vaco y de las impedancias de corto circuito.

1.Objeto y Campo d e Aplicacin

Esta norma contituye una gua en la que se describen losprocedimientos usuales para realizar los ensayos en cortocircuito y envaco de los transformadores de potencia comprendidos por las normasIRAM 2099 y 2276, para la medicin de las prdidas y la corriente en

vaco.Esta gua debe aplicarse en forma conjunta con la norma IRAM 2099,por lo cual es imprescindible la consulta simultnea de dicha norma.

2. Normas para Consulta

Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones,las cuales mediante su cita en el texto, se transforman enprescripciones para la presente norma IRAM. Las edicionesindicadas eran las vigentes en el momento de su publicacin.Todo documento es susceptible de ser revisado y las partes querealicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar parabuscar la posibilidad de aplicar sus ediciones ms recientes.

Los organismos internacionales de normalizacin y el IRAM, mantienenregistros actualizados de sus normas.

IRAM 2018:1995 Transformadores de potencia. Ensayos decalentamiento. (IEC 76-2:1993)

IRAM 2099:1994 Transformadores de potencia. Generalidades. (IEC76-1:1993)

IRAM 2276:1990 Transformadores de potencia secos. (IEC 726:1982)

IRAM 2471:1994 Transformadores de potencia. Gua de aplicacin.(IEC 606:1978)

3. Mtodos de Ensayos

3.1 Condiciones generales

Se aplican los apartados pertinentes al captulo 10 de la norma IRAM2099 con los agregados siguientes:

3.1.1 Tensin

3.1.1.1 Se considera que la tensin de ensayo es prcticamente senoidalcuando su distorsin armnica total no excede del 5% y el contenido dearmnicas pares es menor que el 1%.

NOTA: El factor de distorsin armnica total DAT se define como la relacinporcentual entre el valor eficaz de todos los armnicos y el valor eficaz de lafundamental:

3.1.1.2Cuando se emplee una fuente trifsica simtrica de tensin, se laconsiderar aceptable si la diferencia entre cualquier tensin entre fases yel promedio de todas las tensiones entre las fases no excede del 2%.

3.1.2 Frecuencia

3.1.2.1 La frecuencia de la tensin de ensayo debe coincidir con la

nominal 2%.

3.1.2.2 Si la frecuencia de ensayo difiere en ms del 2% de lanominal, la validez de los resultados y sus eventuales correcciones,debern ser objeto de un convenio previo.


5/25

3.1.3 Resistencia de los arrollamientos

3.1.3.1 La resistencia de los arrollamientos se determina conforme alo prescripto en la norma IRAM 2099.

3.1.3.2 Para los arrollamientos trifsicos se considerar, a los efectosde los ensayos contemplados en esta norma, el valor promedio de lasresistencias medidas en cada fase.

3.1.4 Instrumentos y circuitos de ensayo

Para la eleccin de los instrumentos de medicin y del circuito deensayo debe prestarse especial atencin a que en la medicin depotencia activa de cargas realmente reactivas, mediante wattmetros y

transformadores de medicin, el parmetro que compromete laexactitud de la determinacin, es el error de ngulo de lostransformadores de medicin.

3.2 Ensayo en cortocircuito

3.2.1 P rocedimiento

Este ensayo se realiza segn lo indicado en la norma IRAM 2099,siguiendo tambin las prescripciones complementarias dadas acontinuacin:

3.2.1.1 La conexin para la puesta en cortocircuito debe ser lo mscorta posible y tener una seccin no menor que la de los terminalesque llegan a los bornes.

3.2.1.2 Los cortocircuitos de ensayo se ilustran enlas figuras 1 a 6,debindose disponer, como en ellas se indica, que los voltmetros y loscircuitos voltimtricos de los wattmetros estn conectados del lado dela carga, con respecto a los circuitos de corriente. Es preferible el usodel circuito de medicin de tres wattmetros.

3.2.1.3 La exactitud de los valores obtenidos en este ensayo debe sercompatible con las tolerancias establecidas en la norma IRAM 2099para cotejar los valores medidos con los valores especificados. A talefecto, se considera satisfactoria una exactitud global de 2%aproximadamente. Para ello, se debern utilizar instrumentos demedicin de caractersticas, alcance y clase de exactitud adecuados,as como tambin efectuar las correcciones pertinentes cuandocorresponda (ver el anexo A).

3.2.1.4 La temperatura de los arrollamientos durante el ensayo sedetermina segn se indica en la norma IRAM 2018.

3.2.2 Prdidas debidas a la carga

3.2.2.1 Las prdidas debidas a la carga en las condiciones de ensayoestn dadas por la indicacin del wattmetro (o la suma algebraica delas lecturas de los wattmetros), a la que se le resta el consumo,obtenido por el clculo, de los instrumentos de medicin.

3.2.2.2 Cuando el ensayo se realiza a una corriente distinta de lanominal, debe corregirse el valor obtenido segn 3.2.2.1 aplicando loespecificado en la norma IRAM 2099.

3.2.2.3 Se calculan las prdidas hmicas y las prdidas adicionales,ambas a la temperatura de referencia, aplicando los mtodos del anexoE de la norma IRAM 2099.

3.2.3 Impedancia de cortocircuito

3.2.3.1 La impedancia de cortocircuito Ze a la temperatura del ensayose determina con la frmula siguiente:

siendo:Ie= la corriente de ensayo, establecida segn lo indicado

en la norma IRAM 2099;

Ue= la tensin de cortocircuito a lacorriente de ensayo Ie.

3.2.3.2 La tensin de cortocircuito Ue est dada por la indicacin delvoltmetro o, en un transformador trifsico, por el promedio aritmticode las indicaciones de los voltmetros, convertido a un valor de fase.

3.2.3.3 Se determina la componente resistiva Re de la impedancia decortocircuito a la temperatura del ensayo con la frmula siguiente:

siendo lr la corriente nominal del arrollamiento sobre el que se efectanlas mediciones.


6/25

3.2.3.4 Se calcula la componente reactiva X de la impedancia decortocircuito con la frmula siguiente:

3.2.3.5 Se determina la componente resistiva R de laimpedancia de cortocircuito a la temperatura de referencia,aplicando la frmula siguiente:

3.2.3.6 Se determina, finalmente la impedancia de cortocircuito Z a latemperatura de referencia, en ohm por fase, mediante la frmulasiguiente:

Este valor se puede expresar tambin en por unidad o en porcentaje,segn lo especificado en la norma IRAM 2099.

3.2.4 Transformadores de ms de dos arrollamientos

Los transformadores de ms de dos arrollamientos se ensayantomando los arrollamientos de a pares, segn lo prescripto enlas normas IRAM 2099 y 2471.

3.2.5 Autotransformadores

Los autotransformadores se ensayan aplicando lo mismos mtodosdescriptos anteriormente, considerando, para el circuito equivalente,las impedancias vistas desde los bornes de alimentacin (ver figuras 2,3, 4 y 5).

3.3 Ensayos en vaco

3.3.1 Procedimiento

Este ensayo se realiza segn lo indicado en la norma IRAM 2099,siguiendo tambin las prescripciones complementarias dadas acontinuacin:

3.3.1.1 Los circuitos de ensayo se ilustran en las figuras 7 a 12,debiendo disponerse, como en ellas se indica, que los voltmetros y loscircuitos voltimtricos de los wattmetros estn conectados del lado dela carga, con respecto a los circuitos de corriente. Se recomienda, entodos los casos, utilizar el circuito de medicin de tres wattmetros, yaque en el mtodo de los dos wattmetros el error de medicin puedellegar a ser muy grande.

3.3.1.2 La exactitud de los valores obtenidos en este ensayo debe sercompatible con las tolerancias establecidas en la norma IRAM 2099 paracotejar los valores medidos con los valores especificados. A tal efecto,se considera satisfactoria una exactitud global del 2%aproximadamente. Para ello, se debern aplicar metodologas y utilizarinstrumentos de medicin de caractersticas, alcance y clase deexactitud adecuados, as como tambin efectuar las correccionespertinentes cuando corresponda (ver el anexo A).

3.3.2 Prdidas en vaco

Las prdidas en vaco estn dadas por el wattmetro (o la sumaalgebraica de las lecturas de los wattmetros), a la que se resta elconsumo, obtenido por clculo, de los instrumentos de medicin (ver elanexo A).

3.3.3 Corrientes en vaco3.3.3.1 Conforme a lo indicado en la norma IRAM 2099, la corriente envaco se mide simultneamente con las prdidas en vaco.

3.3.3.2 La corriente en vaco es igual al valor eficaz de la intensidad,indicado por el ampermetro o, en un transformador trifsico, alpromedio de las indicaciones de los ampermetros de las distintas fases.Adems, en el informe del ensayo debern constar los valores decorriente medidos en cada fase.


7/25


8/25

Fig.2 Ensayo en cortocircuito: Circuito para ensayar un autotransformador excitado por el lado de mayor tensin.

F

A

W V


9/25

Fig. 3 Ensayo en cortocircuito: Circuito para ensayar un autotransformador con el lado de mayor tensin en cortocircuito.

F

A

W V


10/25

Fig. 3 Ensayo en cortocircuito: Circuito para ensayar un autotransformador con el arrollamiento serie en cortocircuito.

F

A

W V


11/25

a) Medicin de la potencia con el mtodo de los tres wattmetros.

Fig. 6 Ensayo en cortocircuito: Circuito para ensayar un transformador trifsico con una fuente de alimentacin trifsica.

A

F

A

A

W

W

W

V

V


12/25

b) Medicin de la potencia con el mtodo de los dos wattmetros.

Fig. 6 Ensayo en cortocircuito: Circuito para ensayar un transformador trifsico con una fuente de alimentacin trifsica.

A

F

A

A

W

W

V

V


13/25

Fig. 7 Ensayo en vaco: Circuito para ensayar un transformador monofsico sin transformadores de medicin.

F

A

W V Vm


14/25


15/25

Fig. 9 Ensayo en vaco: Circuito para ensayar un transformador trifsico con neutro accesible, con tres wattmetros.

L1

L2

L3

F

A

A

A W

W

W

V

V

V

VM

VM

VM

N


16/25

Fig. 10 Ensayo en vaco: Circuito para ensayar un transformador trifsico sin neutro accesible, con tres wattmetros.

L1

L2

L3

F

A

A

A W

W

W

V

V

V

VM

VM

VM

N


17/25

Fig. 11 Ensayo en vaco: Circuito para ensayar un transformador trifsico sin neutro accesible, con dos wattmetros.

L1

L2

L3

F

A

A

A W

W

W

V

V

V

VM

VM

VM

L1


18/25

Fig. 12 Ensayo en vaco: Circuito para ensayar un transformador trifsico con neutro accesible, con dos wattmetros.

L1

L2

L3

F

A

A

A W

W

W

V

V

V

VM

VM

VM


19/25

Nota: para que el mtodo de la Figura 12 sea vlido debe asegurarse que el neutro del transformador quede flotante sin conexinalguna a tierra o al neutro de la fuente.

Anexo A


20/25

(Informativo)

EJEMPLO DE DETERMINACIN DE ERRORES EN UN ENSAYO EN VACO

A.1 Introduccin

La cota del 2% fijada para la incertidumbre en la determinacin de las prdidas involucra a la totalidad de los errores (instrumentales yde lectura). No basta, por lo tanto, establecer solamente la jerarqua de los componentes del equipo de medicin.

A ttulo de ejemplo se analizan los errores de una determinacin de potencia en vaco, efectuada sobre un transformador habitual en

nuestro mercado.

A.2 Desarrollo del ejemplo

Transformador: S = 5MVA Relacin: 33/13,86kV

Mtodo de medicin: 3 wattmettros conectados a travs detransformadores de tensin y corriente. Ensayo desde el lado BT. Los elementos de medicin sonidnticos para las tres fases.

Instrumentos:

Transformadores de tensin: CI. 0,2

Transformadores de corriente: CI. 0,2 5/5 (transformador de aislacin)

Wattmetros: CI. 0,2 AU =75 V AI = 5 AK = 0,1 N = 150

Voltmetro (V y V) A = 150 V N = 150

Ampermetros A = 1,2 A N = 120

La potencia observada resulta:


21/25

donde:

Kp = KTT KTI KW

KTT la relacin de transformacin de los transformadores de tensin;KTI la relacin de transformacin de los transformadores de corriente;KW la constante de escala de los wattmetros; la lectura efectuada en cada wattmetro.

Del mismo modo:

KI = KTT KA y KU = KTT KAV

En nuestro ejemplo:

Kp = 120.1.0,25 = 30W

KI = 0,01.1 = 0,01A KU = 120.1 = 120V

Nota 1: Si bien no es habitual, pueden no ser idnticos los sistemas de medicin de las distintas fases. Habr, como consecuencia, constantes diferentes para cadapaso.

La potencia neta resulta:

P = P0 P1

donde:

P1 es el consumo instrumental (voltmetros y partes voltimtricas de loswattmetros).

Nota 2: Cuando el consumo instrumental se encuentra dos rdenes de magnitud por debajo del mesurando, su valor queda comprendido dentro de los errores demedicin y su correccin no es necesaria.

Dada la forma de la expresin de definicin, el error en P0 se expresa como:

P0 = PU + PV + Pw

P0 P0


22/25

Los valores obtenidos en el ensayo se detallan en la tabla siguiente:

Fase Voltmetro Ampermetro WattmetroKU U KI I KP P

U 120 66,6 7 992 0,01 94,8 0,95 30 78,8 2 364V 120 66,8 8 016 0,01 69,0 0,69 30 62,5 1 875W 120 66,7 8 004 0,01 95,2 0,95 30 38,3 1 149

No disponiendo de la curva de calibracin de los transformadores de medicin trazada en las condiciones del ensayo, sus

incertidumbres deben tomarse en base a las cotas de la norma. Para los TT corresponden:

= 0,2% = 0,30 centirrad

en tanto que, para los TI, sus errores sern funcin del valor de la corriente medida y del factor de potencia aparente. Es as que,para las fases U y W resulta = 0,25% y = 0,42 centirradianes.

En consecuencia, los errores en la medicin de potencia de las distintas fases puede expresarse por:

PU/ PU = 0,38 + 0,25+ (0,40 + 0,30)tg71,9 = 2,76% PU = 65W

PU/ PU = 0,48 + 0,34+ (0,42 + 0,30)tg70,2 = 2,82% PU = 53W

PU/ PU = 0,78 + 0,25+ (0,40 + 0,30)tg81,3 = 5,61% PU = 64W

De donde el error total en la medicin de potencia alcanza al 3,4% a pesar de la jerarqua del instrumental empleado.

A.3 Conclusiones

Como se aprecia, no es suficiente establecer la jerarqua del instrumental para asegurar que el ensayo satisfaga las exigencias deesta norma. Lo que debe garantizarse es el lmite de incertidumbre en la medicin total.

Anexo B


23/25

Anexo B(Informativo)

BIBLIOGRAFA

Para la revisin de esta norma se tuvieron en cuenta los antecedentes siguientes:

IRAM IN STITUTO ARGENTINO DE RACIONALIZACIN DE MATERIALES

IRAM 2099:1994 Transformadores de potencia. Generalidades.IRAM 2106:1972 Transformadores para transmisin y distribucin deenerga elctrica. Ensayos en vaco y en cortocircuito.

IRAM 2471:1994 Transformadores de potencia. Gua de aplicacin.

IEC INTERNATI ONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

IEC 76:1967 Power transformers.IEC 76-1:1976 - Power transformers. Part 1: General.

ABNT ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS

NBR 5380:1982 Transformador de potencia. Mtodo de ensaio.

ARTCULOS TCNICOS

Una consideracin acerca de los ensayos de vaco y cortocircuito en transformadores Ing. R. J. Garca y Dr. H. E. Somoza Revista Electrotcnica, Marzo/Abril 1982 (pgs. 111 y 112).

Informacin suministrada por los Miembros del Subcomit y propia de IRAM fundamentada en la experiencia obtenida por la aplicacin de la edicinanterior de esta norma.

Anexo C

(Informativo)


24/25

(Informativo)

La revisin de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente:

Comisin de Transformadores de Potencia

Integrante Represent a:Ing. D. A. ALEMANN ESTABLECIMIENTO MIRN S.A.Ing. C. LVAREZ MARTN ADEERAIng. Juan C. ARCIORI ASOCIACIN ELECTROTCNICA ARGENTINA

Ing. F. CAMPUS TUBOS TRANS ELECTRIC S.A.Ing. Ricardo DIAS LEDE-SIECYT-FAC. ING. (U.N.L.P.)Ing. J. DUDYK S.E.CH.E.E.P.Ing. Domagoj GALINOVIC TRANSENER S.A.Ing. Ricardo GARCA INTIIng. D. A. GONZLEZ TUBOS TRANS ELECTRIC S.A.Ing. J. B. GUZMN LAB. ALTA TENSIN U.N.C.Tc. A. LINARDELLI EMSEIng. O. R. MARTN EPE SANTA FEIng. Juan C. MINGRONE ADEERAIng. Alejandro OGHIEVSKI INVITADO ESPECIALISTAIng. Carlos A. PREZ TUBOS TRANS ELECTRIC S.A.Ing. E. POLONI ADEERAIng. A. RABOLINI ESTABLECIMIENTOS MIRN S.A.

Ing. Ismael L. REY TADEO CZERWENY S.A.Ing. Eduardo RIMONDI TUBOS TRANS ELECTRIC S.A.Ing. Luis O. SCHUJMAN FAC. CS. EXTAS. E ING. U.N.R.Ing. Osvaldo D. PETRONI IRAM

Comit General de Normas (C.G.N.)

IntegranteIng. Juan C. ARCIONIIng. Severiano ITUARTEIng. Samuel MARDYKSIng. Norberto ONEILLIng. Rodolfo BARBOSA


25/25

Ensayo de Transform Ad Or IRAM

Documents

Transcript of Ensayo de Transform Ad Or IRAM