Transformadores de Potencial

5/9/2018 Transformadores de Potencial - slidepdf.com

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El transformador de tensión o potencial TP transforma el

alto voltaje de una línea de energía a un valor más bajo

adecuado para la conexión directa de un voltímetro decorriente AC, el valor del voltaje del secundario del

trasformador generalmente de 120V.

El transformador de tensión se conecta en paralelo con el

receptor de la misma manera que se conecta el voltímetro .

Al igual que el transformador de intensidad se debeconectar a tierra uno de los bornes del secundario con el fin

de evitar la aparición de tensiones peligrosas en el caso de

un fallo de aislamiento entre primario y secundario.

Dado que los transformadores de tensión se utilizan

fundamentalmente en las medidas de alta tensión esfrecuente que se utilicen transformadores monofásicos que

solo pueden conectarse entre fase y tierra, en este caso se

consideran las tensiones primaria y secundaria

normalizadas, los valores anteriores divididos en (3) ½ .



El TP debe satisfacer ciertos requerimientos de diseño,

los cuales incluyen la exactitud de la relación de vueltas,

la corriente de magnetización y una caída de voltajemínima. Además , ya que puede trabajar a muy altos

voltajes del primario, los aislamientos entre el devanado

primario y secundario deben soportar grandes

diferencias de potencial.

Los transformadores de tensión funcionanprácticamente a tensión constante, a inducción

constante y no presentan efectos de saturación tan

notables como los transformadores de corriente.



Los símbolos normalizados mas utilizados para los

transformadores de tensión son los indicados en las

figuras. Los símbolos a y b se utilizan en esquemas de

conexión y el símbolo c en esquemas unifilares.

P1 y P2 bor nes de entrada y salida del primario

S1 y S2 bor nes correspondientes al secundario

A B C



FINALIDADE

S

� Aislar el circuito de baja tensión del

circuito de alta tensión.

� Que los transitorios y de régimen

permanente aplicados al circuito de alta

tensión sean reproducidos lo mas

fielmente posible en el circuito de baja tensión.



Tipo de PT inductivo

� Se usa hasta tensiones de 550 kV

pero este transformador es

predominante para tensiones

comprendidas entre 600 V y 69 kV.

� Toda la derivación o relación entre

tensiones se hace con base en la

inducción magnética.



Tipo de PT capacitivo

� La reducción básica se hace por

división de tensión entre

capacitares en serie y solo en laetapa mas baja se utiliza el

principio inductivo para dar la

tensión secundaria deutilización. Este transformador

es predominante para tensiones

superiores a 138 KV.



CIRCUITO EQUIVALENTE PT CAPACITIVO



Doble Polo Aislado

Es un tr ansf ormador en el cual el devanado y los

terminales primarios están aislados de tierr a par a

la máxima tensión de ser vicio. Este tipo de

tr ansf ormador se utiliza par a tensiones medias y bajas.



Un Polo Aislado

Es un tr ansf ormador en el cual uno de los

extr emos del devanado primario se conecta

dir ectamente a tierr a a tr avés de un terminal con

nivel de aislamiento bajo. Se utilizan en sistemasde alta tensión.



Escogencia del tipo de

transformador de tensión

Necesidad de utilización de PLC en

los esquemas de control, protección

y comunicación.

Costo del transformador .

Para tensiones inferiores a 69 kV

los esquemas empleados no utilizan

PLC y el costo del transformador

inductivo es inferior al capacitivo.



� Para tensiones comprendidas entre

69 y 168 kV el factor preponderante

es la utilización del PLC, en este tipode sistemas utilizamos los dos tipos

de transformadores.

� Para tensiones superiores a 138 kV

normalmente s e opta por el de tipo

capacitivo. A par tir de 245 kV el

precio del transformador de tensión

inductivo se vuelve muy superior aldel capacitivo.



Características para la

especificación de untransformador de tensión

� Tensión máxima del equipo y niveles de

aislamiento.� Frecuencia nominal.

� Carga nominal.

� Numero de devanados secundarios.

� Relación de transformación nominal.

� Conexión de las devanados

secundarios.



� Desviaciones en las tensiones

nominales permitidas en los devanados

secundarios manteniendo la clase de exactitud.

� Carga máxima de los devanados

secundarios.� Potencia térmica nominal de cada

devanado.

� Rango de frecuencia para PLC (solamente para capacitivos)

� Tipo de instalación (interior o exterior).



Err or de tensión

Es el err or que el tr ansf ormador intr oduce en la

medida de una tensión, el cual r ef leja que la

r elación de tr ansf ormación r eal difier e de la

nominal.

Err or de tensión % = ((KnUS ± Up)/Up) x 100

en donde:

Kn = R elación de tr ansf ormación nominal.

Up = Tensión primaria r eal.

Us = Tensión secundaria r eal.



Tensiones Nominales

� Son los valores establecidos en la placacaracterística como las tensiones

primarias y secundarias para las cuales

se ha diseñado el transformador .� La tensión primaria para la conexión entre

líneas en un sistema trifásico debe ser

igual a la tensión nominal del sistema. La

tensión nominal de transformador para le

conexiones de fase debe ser igual a uno

dividido raiz de tres veces la tensión del

sistema.



� La tensión secundaria nominal debe

escogerse de acuerdo al sitio en donde a deser usado. Los siguientes valores se

consideran normalizados.

� Países europeos: 100 V y 110 V� 200 V para circuitos secundarios extensos

� Estados Unidos y Canadá:

� 120 V para sistema de distribución,� 115 V para sistemas de transmisión y 230

V para circuitos secundarios extensos.



Factor de Tensión

� Es un factor multiplicador que

se aplica a la tensión primaria

para determinar el valor de la

tensión a la cual el

transformador aun cumple con

sus características técnicas por

un cier to tiempo y con laprecisión solicitada.



Factor de

tensión

nominal

Tiempo

nominal

Método de conexionado del em bobinado primario y

condiciones de puesta a tierr a del sistema.

1.2 continuo Entr e líneas en cualquier r ed.

Entr e el punto estr ella del tr ansf ormador y tierr a en

cualquier r ed.

1.2

1.5

continuo

30 s

Entr e línea y tierr a en un sistema con neutr o conectado

ef ectivamente a tierr a.

1.2

1.9

continuo

30 s

Entr e línea y tierr a en un sistema con neutr o no conectado

ef ectivamente a tierr a.Con dispar o automático de f alla a

tierr a.

1.2

1.9

continuo

8 h

Entr e línea y tierr a en un sistema con neutr o aislado o en

un sistema conectado a tierr a r esonante, estos dos sistemas

sin

dispar o automático de f alla a tierr a.

FACTOR DE TENSION



Potencia nominal

Es la potencia a par ente que suministr a el

tr ansf ormador en el secundario con la tensión

nominal.

Los valor es normalizados mas comunes son:10,

15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500

VA.



Limites de aumento de

temperatura

� Cuando el transformador esta

provisto de tanque conservador

o tiene gas iner te sobre elaceite, o esta cerrado

herméticamente e l aumento de

temperatura del aceite en la

par te superior del tanque o

carcasa no debe exceder 33 K.



Clase de aislamiento Aumento máximo

de temper atur a

Todas las clases sumergidas en aceite 60

Todas las clases sumergidas en aceite y

sellados herméticamente

65

Todas las clases, sumergidas en

compuesto bituminoso

50

Clases no sumergidas en aceite o

compuesto bituminoso

Y

A

E

B

F

H

45

60

75

85

110

135



CLASIFICACIÓN DE LOS AISLANTES

CLASE AISLANTE TRATAMIENTO TPMPEPMC

A sustancias organicas impregnado 105° Ccomo algodón

seda papel y analogas

Ao sustancias organicas Bajo en aceite 115° C

como algodón

seda papel y analogas

así como esmalte para

hilos

E folios sinteticos No impregnado 120° C

resistentes al calor, papel

como laca, esmalte

para hilos.

papel impregnado

B sustancias inorganicas impregnado 130° Cpor ejemplo mica,

asbesto, productos a base

de vidrio y materias

minerales parecidas

F 155° C

TPMPEPMC= Temperatura permanente máxima permisible, en el punto mas caliente



NIVELES DE AISLAMIENTO NOMINALES



Tensión mas alta del

sistema kV.(eficaz)

Tensión de fr ecuencia

industrial a so portar 1 m

kV (eficaz)

Tensión de impulso a

so portar kV (pico)

0.6 3 ---

1.2 6 ---

2.4 11 ---

3.6 16 45

7.2 22 60

12 28 75

17.5 38 95

24 50 125

36 70 170

52 95 250

72.5 140 325

NIVELES DE AISLAMIENTO EN EUROPA



Tensión mas alta

del sistema kV

(eficaz).

Tensión de

fr ecuencia

industrial a

so portar 1 m kV

Tensión de impulso a so portar kV (pico)

Sistema de potencia

< 0 = 500kVA Mas de 500 kVA

0.6 4 10 10

12. 10 30 30

2.75 15 45 60

5.5 19 60 75

9.52 26 75 95

15.5 34 95 11025.8 50 150

200

250

350

38 70

43.3 95

72.5 140



Tensión

mas alta del

sistema

kV.(eficaz)

Tensión de fr ecuencia

industrial a so portar 1 m

kV (eficaz)

Tensión de impulso a

so portar kV (pico)

Aislamiento Aislamiento

Pleno R educido Pleno R educido

100 185 150 450 380

123 230 185 550 450

145 275 230 650 550

170 325 275 750 650

245 460 395 a 360 1050 900 a 825300 --- 510 a 460 ---- 1175 a 1050

362 --- 570 a 510 ---- 1300 a 1175

420 --- 680 a 630 ---- 1550 a 1425

525 --- 740 a 680 ---- 1675 a 1550



SE CLASIFICAN COMO DE TIPO Y RUTINA

RUTINA: a) Verificación de mar cas b) Em bobinado primario fr ecuencia industrial

c) Em bobinado secundario fr ecuencia industrial

d) Err or es

TIPO : a) Aumento de temper atur a b) Tensión de impulso

c) Corto cir cuito



� El transformador de tensión

debe diseñarse y constr uirse

para sopor tar sin daño alenergizarse a la tensión

nominal, los efectos mecánicos

y térmicos de un cor tocircuito

exter no, durante 1s.

Ca pacidad de so portar corto cir cuito



Los esquemas mas usuales de

conexionado de transformadoresEste se utiliza para medida de

tensiones compuestas con un

transformador de aislamiento

bipolar.



Se emplea un transformador de aislamiento unipolar par

medir la tensión de fase



Se utiliza dos transformadores con aislamiento bipolar

para medida de las tensiones compuestas de una línea

trifásica.



Se utiliza tres transformadores de aislamiento unipolar

para medir las tensiones de fase de una línea trifásica.

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