Prueba Relacion De Transformacion Ttr 3ou5q

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COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS PROCEDIMIENTO SGP-A011-S

No. 1-25____ FECHA 1982____ AUTOR A. D. M._

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO “TTR”

AUTORES: ALFONSO DUEÑAS M. LUIS AGUILERA H. GENARO MEJIA R. REVISÓ: ING. JERÓNIMO ORTIZ M.

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PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR

PROCEDIMIENTO SGP-A011-S

ÍNDICE

Pág. 1. Objetivo

3

2. Aplicación

3

3. Descripción general

3

4. Operación

5

5. Comprobación preliminar

9

6. Procedimiento de prueba

10

7. Conexiones de prueba

13

8. Reportes e interpretación de resultados

19

9. Relaciones mayores de 130

19

10. Bibliografía

20

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a) Medición de relación de transformación de equipos nuevos, reparados o reembobinados.

1. Objetivo El presente procedimiento tiene como objetivo, proporcionar una guía práctica para el uso del equipo de prueba TTR en la medición de relación de transformación de transformadores de potencia y distribución, y autotransformadores.

b) Identificación y verificación de terminales, derivaciones (taps) y sus conexiones internas. c) Determinación y comprobación de polaridad y continuidad.

Las iniciales TTR provienen del idioma inglés “Transformer Turn Ratio”. El presente trabajo contiene las observaciones y criterios unificados de las diversas áreas en el uso del TTR, con lo cual se pretende normalizar el procedimiento de conexiones, pruebas, reportes e interpretación de resultados.

d) Pruebas de rutina y detección de fallas incipientes. También, es un valioso auxiliar en los siguientes casos: a) Determinación de las condiciones reales del transformador después de la operación de protecciones primarias tales como: diferencial, Buchholtz, fusibles de potencia, etc.

La divulgación de este procedimiento debe realizarse entre ingenieros y técnicos relacionados con la construcción, puesta en servicio, mantenimiento y operación de subestaciones.

b) Identificación de espiras en corto circuito. c) En la investigación de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en transformadores en paralelo.

En el presente trabajo se describirá el uso del equipo TTR, marca James G. Biddle de operación manual, que es el más generalizado en Comisión Federal de Electricidad.

d) Determinación de cantidad de espiras en bobinas de transformadores (por métodos suplementarios).

2. Aplicación del TTR El equipo de prueba TTR está diseñado para hacer mediciones de relación de transformación en autotransformadores y reguladores de voltaje, transformadores de potencia y distribución, en la gran mayoría de tipos, tamaños y voltajes.

3. Descripción general 3.1 Principio de operación El TTR, opera bajo el principio de que cuando dos transformadores que nominalmente tienen la misma relación de transformación, se conectan y se excitan en paralelo; con la más pequeña diferencia en la relación de algunos de ellos, se produce una corriente circulante entre ambos relativamente grande.

El TTR no es aplicable cuando la relación de transformación es mayor de 130, como en el caso de transformadores de potencial, de corriente y algunos transformadores de distribución. El TTR es un instrumento práctico y preciso para analizar las condiciones de transformadores en los siguientes casos:

3.2

3

Construcción

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se lee a través de las correspondientes a cada selector.

El equipo TTR está formado básicamente por un transformador de referencia con relación ajustable desde 0 hasta 130, una fuente de excitación de corriente alterna, un galvanómetro detector de cero corriente y un juego de terminales de prueba, todo esto contenido en una misma caja metálica o de fibra con un peso aproximado de 14 kg. Ver Figs. 3 1 y 3.2.

mirillas

3.2.4 Selector R4 Se tiene un cuarto selector alineado con los otros tres, pero con una mirilla más grande, localizado al extremo derecho. Este se conecta a un potenciómetro a través de un devanado auxiliar del transformador de referencia, por lo cual se obtiene un voltaje variable en forma continua que eléctricamente equivale a un cambiador de derivaciones variable. La carátula está marcada en 100 divisiones, cada una de las cuales corresponde a un cambio de relación de 0.001.

3.2.1 Generador La fuente de potencia para realizar la prueba, es un generador manual de corriente alterna del tipo de imanes permanentes, que proporciona 8 V de excitación a 60 ciclos/seg aproximadamente. El generador también alimenta 8 V para la referencia del detector síncrono.

3.2.5 Detector Consiste de un rectificador síncrono y un microampérmetro de corriente directa con valor cero al centro, se localiza en el ángulo superior derecho del TTR.

3.2.2 Transformador de referencia Es un transformador con derivaciones de una cantidad exacta de espiras entre cada derivación, diseñado de tal manera que la caída de voltaje en el primario debido a la corriente de magnetización es despreciable cuando se excita con 8 V.

3.2.6 Instrumentos de medición Existe un vóltmetro de corriente alterna que mide el potencial de excitación. Sobre la carátula está indicado el valor de 8 V y los límites superior e inferior que marcan el rango de voltaje correcto para la prueba. También se tiene un ampérmetro que indica la corriente de magnetización del transformador bajo prueba, ambos medidores están montados sobre la tapa del equipo.

3.2.3 Selectores (S1, S2 Y S3) Se tienen tres selectores conectados a las derivaciones del secundario del transformador de referencia, los selectores están articulados a sus respectivos indicadores de posición. Viendo el TTR de frente y leyendo de izquierda a derecha, el primer selector cambia la cantidad de espiras del transformador de referencia en pasos de 10; el segundo selector cambia en pasos de 1; el tercero en pasos de 0.1. La cantidad total de espiras conectadas, o sea la relación de transformación, es la cifra que

3.2.7 Terminales Se tienen cuatro terminales conectadas en forma permanente al aparato, con ellas se conecta el transformador bajo prueba. Dos de ellas son de 10 pies de longitud (3.04 m), tienen en el extremo unos conectores 4

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otro delgado. El conductor grueso se usa para conectar el transformador bajo prueba con el primario del transformador de referencia del aparato; el conductor delgado conduce la corriente de excitación, viene desde el aparato hasta el conector tipo prensa en forma de “C” y se conecta eléctricamente al tornillo del conector. El conductor grueso llega a la clavija que es tope del tornillo, la cual está eléctricamente aislada del resto de la masa del conector. Asegúrese que el tornillo y la clavija tope hacen buen o con la terminal del transformador que se va a probar.

en forma de “C” para conectar el devanado que se va a usar como primario (generalmente el devanado de bajo voltaje). Las otras terminales tienen 13 pies (3.96 m) de longitud, con caimanes aislados en los extremos para conectar el secundario para la prueba (generalmente es el devanado de alto voltaje). En la caja del equipo se tiene un compartimiento para guardar las terminales. Las terminales están forradas con aislamiento a prueba de aceite y son de uso rudo. 4. Operación

Terminal de excitación (X2) Roja. Es un cable similar al descrito anteriormente, pero con el conector “C” marcado en color rojo.

Instalación del equipo. El TTR es un instrumento portátil que no requiere una instalación especial, simplemente colóquelo en una posición que le permita girar la manivela con comodidad. Abra la cubierta y si desea la puede quitar deslizándola hacia la derecha. Ver Fig. 3.1.

Terminal secundaria (H1) Negra. Es un conductor sencillo de cable flexible, de diámetro mucho más pequeño que las terminales de excitación X1 y X2. En el extremo trae un conector tipo “caimán” con resorte y cubierta aislante color negro. Esta terminal conecta el secundario del transformador de referencia del TTR con el transformador bajo prueba.

Cuando el TTR se usa en un lugar donde haya la posibilidad de tener voltajes inducidos, debe aterrizarse usando la terminal para conexión a tierra que tiene el aparato. Esta precaución no siempre es necesaria.

Terminal secundaria (H2) Roja. Es un conductor similar al descrito anteriormente, pero identificado por el color rojo de la cubierta aislante del caimán.

4.1 Descripción de controles y terminales La Fig. 3.2 muestra el diagrama esquemático del aparato, sus controles y terminales. Sus funciones son las siguientes:

Vóltmetro (V). Tiene una marca en el valor de 8 V y unas marcas a cada lado para indicar el rango correcto de voltaje para la prueba. Es un vóltmetro de corriente alterna del tipo de hierro-móvil conectado para leer el voltaje a la salida del generador.

Manivela. Se usa para mover el generador de corriente alterna que proporciona la potencia eléctrica necesaria para la prueba. En los modelos donde se usa una alimentación de 115 V, 60 Hz, se tiene un variac que reemplaza al generador manual. El variac se ajusta incrementando gradualmente el voltaje desde cero hasta 8 V.

Ampérmetro (A). Es también un instrumento del tipo de hierro móvil y está conectado para leer la corriente de salida del generador. Como la frecuencia y la forma de onda varían durante la prueba, el instrumento no está calibrado en amperes,

Terminal de excitación (X1) Negra. Es un cable de dos conductores, uno grueso y 5

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sino que la escala está dividida arbitrariamente en 10 divisiones iguales.

La carátula está marcada igual que la S2, la rotación es la misma que en S1.

Detector (D). Es un microampérmetro de corriente directa con cero al centro, usado para indicar la magnitud y polaridad de la corriente que circula en el secundario del transformador de referencia. El medidor está conectado del tal manera que cuando la relación del transformador bajo prueba es mayor que la relación indicada en el TTR, la aguja del galvanómetro se defle-xiona hacia la izquierda. No ajuste el cero de éste, excepto como se indica más adelante.

Cuarto selector, potenciómetro (R4). Incrementa la relación efectiva de espiras del transformador de referencia en forma continua desde 0 hasta 0.1. La carátula está dividida en 100 partes y marcada con 0, 05, 10, 15,..., 95. El giro es el mismo que en S1. Existe una región de la carátula marcada con “OPEN” que indica una sección abierta del potenciómetro, la cual se usa para abrir el circuito secundario cuando se requiere para fines de comprobación.

Primer selector (S1). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 10, desde 0 hasta 120. La carátula está marcada con las graduaciones 0, 1, 2, ..., 11, 12. La relación se aumenta girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj.

Punto decimal. Es una marca localizada entre el segundo y tercer selector para facilitar la lectura de la relación. Para leer la relación después de haber obtenido el balance (la aguja del galvanómetro estabilizada en 0 y con 8 V de excitación), se copia la lectura del primer selector, lectura del segundo selector, punto decimal, lectura del tercer selector y finalmente la lectura del cuarto selector. Como por ejemplo: (11) (7) (.) (3) (42½) deberá leerse: 117.3425.

Segundo selector (S2). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 1, desde 0 hasta 10. La carátula está marcada con las graduaciones 0, 1, 2, ..., 8, 9. Girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj, la relación se incrementa como sucede con S1.

Conector de tierra. Es una terminal usada para conectar la caja del aparato a tierra si se desea.

Tercer selector (S3). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 0.1, desde 0 hasta 1.

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TARJETA DE INSTRUCCIONES

VOLTMETRO AMPERMETRO

TERMINAL PARA CONEXION A TIERRA DETECTOR (D) PUNTO DECIMAL MANIVELA H2 (ROJO) TTR

H1 (NEGRO) S1

TERMINALES DE EXCITACION

S2

S3

POTENCIOMETRO (R4)

TERMINAL DE EXCITACION

X2 (ROJO)

X1 (NEGRO)

CUBIERTA DE COLOR ROJO O NEGRO

CONDUCTOR DELGADO CONECTA EL GENERADOR DEL TTR CON LA TERMINAL

MATERIAL AISLANTE

CLAVIJA TOPE DEL TORNILLO, CONECTADA AL TRANSFORMADOR DE REFERENCIA DEL TTR

Fig. 3.1 Partes principales de un medidor de relación de transformación (TTR).

7

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RECTIFICADOR SINCRONO

G

A

RA 2 1000

B

D C

PUENTE MODULADOR

RA 1 1000

S2

DETECTOR

D RB 2 1000

SELECTORES DE RELACION S1

RB 1 1000

4

S3

R4

8

7 3

1110 9 8 12 7 0 6 1 23 5 4

9 0 1

8 7

2 3

6 5 4

9 0 1

8 7

2 3

6 5 4

9 0 1

8 7

2 3

TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

R4 240

N

R3 32 12 X 900 ESPIRAS

9 X 90 ESPIRAS

9 X 9 ESPIRAS 0

0

GENERADOR

8 VOLTS

8 VOLTS

6 5 4

S

12 ESPIRAS 0

0

V 0

90 ESPIRAS

TRANSFORMADOR DE REFERENCIA

A ROJO

NEGRO

ROJO

VOLTIMETRO

NEGRO

AMPERIMETRO H2

H1 X2

X1

TERMINALES DE PRUEBA

Fig. 3.2 Diagrama esquemático del TTR, MOD. 55003, marca Jaimes J. Biddle.

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das las terminales para que no se toquen entre sí durante la comprobación.

5. Comprobación preliminar Hay tres pasos para comprobar el funcionamiento correcto del aparato TTR. Con este procedimiento se detecta rápidamente cualquier desperfecto en las partes más vulnerables del aparato como son: las terminales y sus conectores, el circuito del detector, los medidores y el potenciómetro (R4).

Deje las terminales secundarias H1 y H2 conectadas entre sí. Deje los selectores en lecturas de cero. Gire la manivela del generador hasta obtener 8 V de excitación, mientras gira observe el galvanómetro, si la aguja no indica cero (al centro), ajuste el cuarto selector hasta lograr que la aguja indique cero, mientras mantiene girando el generador con 8 V de excitación. El cuarto selector debe indicar una desviación no mayor de 1/2 división. El error que se obtenga en la comprobación de la relación cero, afectará las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si el error resulta inconveniente por ser grande, consulte el manual de mantenimiento. Esta comprobación puede hacerse aun cuando las terminales de excitación se tengan conectadas a un transformador bajo prueba.

Si el aparato llega a fallar en cualquiera de estos procedimientos de comprobación, será necesario consultar el manual en la sección de mantenimiento para proceder a su reparación. 5.1 Comprobación de balance Coloque todos los selectores en cero (00.000). Conecte H1 con H2. Asegúrese que los tornillos de los conectores “C” (X1, X2) se encuentran atornillados hasta la mitad de su rosca, que no hagan o con el tope, además no deben tocarse entre sí. Gire la manivela del generador hasta lograr 8 V de excitación. Observe el detector (D), la aguja debe permanecer al centro de la escala sobre la marca cero. Si es necesario, ajuste la aguja a cero con un desarmador mientras mantiene la excitación en 8 V. Suelte la manivela y observe el detector (D). La aguja puede quedar ligeramente desviada de la marca cero, si esta desviación es mayor de 1/16”, ver el manual en la sección de mantenimiento.

5.3 Comprobación de relación unitaria En las terminales de excitación (X1, X2) apriete los tornillos hasta el tope, asegúrese que los tornillos hacen buen o contra la cara opuesta, si es necesario coloque unas arandelas de cobre para asegurar un buen o. Mantenga separadas las terminales para que no se toquen entre sí durante la comprobación. Conecte la terminal secundaria H1 de color negro a la terminal de excitación X1 de color negro. Conecte la terminal secundaria H2 de color rojo a la terminal de excitación X2 de color rojo. Coloque los selectores en la lectura 1.000. Gire la manivela hasta obtener 8 V de excitación, simultáneamente observe el galvanómetro, si la lectura no es cero, ajuste el cuarto selector hasta que el detector indique cero, sin dejar de girar la manivela. Si el cuarto selector indica una lectura

5.2 Comprobación de la relación cero En las terminales de excitación (XI, X2) apriete los tornillos hasta el tope, asegúrese que los tornillos hacen buen o contra la cara opuesta, si es necesario coloque unas arandelas de cobre para asegurar un buen o. Mantenga separa9

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voltaje. Cuando estén conectados a terminales, conecte H1 (negras) a los Siempre excite el tensión completo.

menor de cero, cambie los selectores hasta obtener una lectura de 0.9999, nuevamente ajuste el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro indique cero. El equipo debe leer 1.000 con casi la mitad de una división en el cuarto selector. El error que se obtenga en la comprobación unitaria afectará en las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si este error resulta inconveniente por su magnitud, consulte el manual de mantenimiento.


ambos deva-nados tierra en una de sus las termina-les X1 y puntos aterrizados. devanado de baja

d) Coloque los selectores del TTR en ceros y gire la manivela del generador 1/4 de vuelta. Si el galvanómetro se deflexiona hacia la IZQUIERDA, la conexión del transformador es SUBSTRACTIVA. Las terminales H1 y X1 (negras) se conectan a las terminales de la misma polaridad, igualmente H2 y X2.

Esta comprobación debe hacerse solamente con las conexiones antes indicadas.

e) Si el galvanómetro se deflexiona hacia la DERECHA cuando el transformador ha sido conectado y probado como se indicó anteriormente, entonces la polaridad es ADITIVA y es necesario intercambiar las terminales H1 y H2 para conectar correctamente el TTR. Esto es, que las terminales del mismo color deben ir conectadas a los bornes de la misma polaridad.

6. Procedimiento de prueba 6.1 Determinación de polaridad Para obtener la relación de transformación en un transformador, se debe proceder en el siguiente orden: a) Precaución: asegúrese que el transformador que se va a probar se encuentra completamente DESENERGIZADO, verificando en el campo que tanto interruptores como cuchillas de cada uno de los circuitos conectados a los devanados del transformador se encuentran en posición abierta. Las terminales conectadas a tierra pueden dejarse conectadas si se desea.

f) Una vez que el TTR ha quedado conectado al transformador, coloque los selectores en una lectura de 1.000 y lentamente gire la manivela. Observe el galvanómetro, la aguja debe deflexionarse hacia la izquierda. Simultáneamente observe el ampérmetro y el vóltmetro. Si la aguja del ampérmetro se deflexiona a plena escala mientras que en la aguja del vóltmetro no se aprecia deflexión alguna, esto es una indicación de que el transformador está tomando mucha corriente de excitación. Además, notará que la manivela resulta más difícil de girar, hay razón para sospechar de un corto circuito involucrando una gran parte del flujo. Verifique sus conexiones asegurándose que las terminales de excitación no están en corto, trate de obtener el balance del galvanómetro, si

b) Si el transformador bajo prueba se encuentra cerca del equipo energizado con alta tensión, aterrice una terminal de cada uno de los devanados, así como también el TTR utilizando su terminal de puesta a tierra. c) Conecte las terminales de excitación X1 y X2 al devanado de menor tensión de los que van a ser comparados. Conecte la terminal secundaria H1 a la terminal de mayor voltaje que corresponda a X1 como se indica en la Fig. 6.1. Conecte la terminal H2 a la otra terminal de mayor 10

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Regrese un paso el selector, el galvanómetro se deflexionará hacia la izquierda. Continúe con el mismo procedimiento en el segundo y tercer selector. Luego proceda con el cuarto selector (potenciómetro) girándolo lentamente en el sentido de las manecillas del reloj, hasta que las deflexiones del galvanómetro sean pequeñas, mientras continúe girando lentamente la manivela del generador. Ahora incremente su velocidad hasta obtener una lectura de 8 V, en ese momento ajuste el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro no muestre deflexión fuera de la marca central de balance.

resulta imposible de obtener. Ver el punto 6.4 “Condiciones anormales”. Normalmente la aguja del ampérmetro indica valores altos y la del vóltmetro se deflexiona ligeramente durante los ajustes preliminares. El voltaje de generación se incrementa hasta 8 V conforme se obtiene el balance del galvanómetro. Las lecturas del ampérmetro disminuirán dado que la carga del secundario se reduce a cero en el punto de balance. 6.2 Balance Si el transformador ha sido conectado como se indicó anteriormente y el galva-nómetro se deflexiona hacia la izquierda como se describe en el inciso (f) del punto 6.1, el balance puede realizarse.

6.3 Lectura de la relación Una vez concluidos los puntos anteriores, la relación de transformación se puede leer directamente de las carátulas de los selectores. Después de haber obtenido el balance, anote las cantidades indicadas por los dos primeros selectores (S1 y S2). Coloque enseguida el punto decimal. Posteriormente anote las lecturas del tercero y cuarto selector.

Precaución: no gire la manivela si alguien está tocando las terminales secundarias del TTR. Cuando la relación de transformación es grande, se tienen voltajes del orden de 1,000 V en el secundario al excitarse con 8 V el primario del transformador.

Nota: en el cuarto selector, las lecturas inferiores al valor de 10 deben anotarse con un 0 al frente para conservar el valor real. Por ejemplo: una lectura de once divisiones debe anotarse 11, pero una lectura de 7 debe anotarse 07. El número de dígitos que son significativos en una prueba de TTR depende de la precisión requerida. En la mayoría de los casos, el error no excede el 0.1%. Las lecturas se pueden redondear con tres decimales.

Gire el primer selector un paso en el sentido de las manecillas del reloj. Gire la manivela del generador 1/4 de vuelta. Observe el galvanómetro, si aún se deflexiona hacia la izquierda, continúe girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj hasta que finalmente en uno de los pasos se observe que el galvanómetro se ha deflexionado hacia la derecha, mientras tanto, continúe girando la manivela.

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ROJO

TRANSFORMADOR DE REFERENCIA

NEGRO

H2


H1

TRANSFORMADOR BAJO PRUEBA (POLARIDAD SUSTRACTIVA)

A

V

D DETECTOR BALANCE

NEGRO X2

X1

ROJO

N

S

GENERADOR EQUIPO "TTR"

Fig. 6.1 Diagrama de conexiones.

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circuito abierto. Es posible determinar cuál de los devanados se encuentra abierto. Desconecte las dos terminales secundarias H1 y H2. Abra una de las mordazas de excitación (X) e inserte una pieza de fibra aislante entre la terminal del transformador y la pieza que es tope del tornillo, la cual va conectada al cable grueso que conecta el transformador de referencia del TTR. Apriete el tornillo nuevamente contra el borne del transformador bajo prueba. Gire la manivela del generador. Si el primario está abierto (devanado de baja tensión del transformador bajo prueba) no se tendrá indicación de corriente en el ampérmetro. Si el ampérmetro indica una corriente de excitación normal, se puede concluir que el secundario se encuentra abierto, o sea, el devanado de alta tensión del transformador bajo prueba.

6.4 Condiciones anormales Cuando no se puede obtener el balance con las indicaciones descritas anteriormente, existen dos caminos a seguir: a) Si el transformador bajo prueba es de características similares a otro probado anteriormente y en éste no se logra obtener el balance, el problema puede considerarse normalmente como un corto circuito o un circuito abierto en los devanados probados. Una corriente grande de excitación y un voltaje de generación bajo, son indicativos de un cortocircuito en uno de los devanados. Las espiras en cortocircuito de un transformador bajo prueba, producen una componente de carga en la corriente primaria del transformador y esto afecta a la distribución del flujo y consecuentemente el flujo por vuelta. El número de espiras en corto circuito junto con su resistencia, reactancia y localización contribuyen a la desviación de la corriente primaria normal y a la relación de transformación. En casos extremos la corriente primaria se incrementa sobrecargando el genera-dor del TTR. Cuando esto ocurre, es imposible lograr el balance y debe seguir un procedimiento alternativo de excitar el devanado de alto voltaje y utilizar el devanado de bajo voltaje como secundario. Si esto se hace, la relación resulta menor que 1.0 y es apropiado llamarle relación inversa de vueltas, porque el término relación de vueltas significa la relación de alto voltaje a bajo voltaje y siempre es mayor que la unidad. El TTR indica en estas condiciones la inversa de la relación de vueltas considerando esta prueba de poca precisión.

7. Conexiones de prueba Transformadores polifásicos. La medición de la relación de espiras de un transformador de “n” fases, consiste de “n” mediciones monofásicas para determinar la relación entre espiras primarias y espiras secundarias de cada fase. El número de pruebas aumenta cuando se tienen más de dos devanados en la misma fase, como en el caso de los transformadores de tres devanados. Primeramente, es necesario interpretar el diagrama vectorial para hacer las conexiones correctamente, o sea que las dos bobinas que se van a probar estén montadas sobre la misma pierna del núcleo. En la práctica, se obtienen pequeñas diferencias en los valores de relación medidos en devanados de diferentes piernas o fases, aún cuando la relación real de espiras

b) Cuando se tienen corriente y voltaje de excitación normales, pero sin deflexión en el galvanómetro, es indicativo de un 13

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sario cambiar las conexiones como se indica en la tabla de la figura. En cada una de las pruebas es necesario mover el cambiador de taps a cada una de sus posiciones y anotar las lecturas en el formato indicado.

sea idéntica. Esto se debe a que el circuito magnético en cada prueba presenta diferente permeabilidad. Por ejemplo: cuando se prueban las fases 1 ó 3 en un transformador trifásico, el circuito magnético incluye a la pierna adyacente (fase 2) y la pierna extrema.

Nota: para evitar confusiones en la identificación de las terminales del TTR y las del transformador bajo prueba, en las Figs. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 se han marcado las terminales del TTR como sigue:

Cuando se prueba la fase 2 o central, el circuito magnético incluye las dos piernas adyacentes. Por lo tanto, los valores de relación medidos en la fase central serán ligeramente mayores que los correspondientes a las fases 1 y 3. Sin embargo, la magnitud de estas diferencias son pequeñas en transformadores bien diseñados.

TERMINALES DE EXCITACIÓN: X1 negra = GN

En las Figs. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 que vienen a continuación, se indican las conexiones del TTR. En el transformador de las figuras se presenta la prueba No. 1. Para realizar las siguientes pruebas será nece-

X2 roja

= GR

TERMINALES SECUNDARIAS: H1 negra = CN H2 roja

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= CR

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Utilizando la Forma No. 1 H1

H2

H3

HO X1

X2

X3

DIAGRAMA VECTORIAL X2 GN

H2

GR

T. T. R. H1

CN

H3 X3

CONEXIONES DE PRUEBA

PRUEBA

X1

H0

CR

MIDE

CN

CR

GN

GR

1

H1

H0

X1

X2

φ1

2

H2

H0

X2

X3

φ2

3

H3

H0

X3

X1

φ3

Fig. 7.1 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión estrella - delta.

H1

X0

H2

X1

H3

X2

X3

DIAGRAMA VECTORIAL X2 GN

H2

GR

X1 CR

T. T. R. H1

CN

PRUEBA

H0

H3 X3

CONEXIONES DE PRUEBA CN CR GN GR

MIDE

1

H1

H2

X0

X2

φ2

2

H2

H3

X0

X3

φ3

3

H3

H1

X0

X1

φ1

Fig. 7.2 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión delta - estrella.

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Utilizando el Formato No. 1 H1

H2

H3

HO

DIAGRAMA VECTORIAL Y1

Y2

Y3 Y2 X0 X1

GR

X2

H2

X2

HO

X0

X3 Y1

GN H1

CR

H3

X1

X3

Y3

T. T. R.

CN

PRUEBA

NOTA:


MIDE

CN

CR

GN

GR

1

H1

H0

X1

X0

H - X φ1

2

H2

H0

X2

X0

H - X φ2

3

H3

H0

X3

X0

H - X φ3

4

H1

H0

Y1

Y2

H - Y φ1

5

H2

H0

Y2

Y3

H - Y φ2

6

H3

H0

Y3

Y1

H - Y φ3

7

X1

X0

Y1

Y2

X - Y φ1

8

X2

X0

Y2

Y3

X - Y φ2

9

X3

X0

Y3

Y1

X - Y φ3

Para transformadores de tres devanados con terciario inaccesible, se realizarán únicamente las tres primeras pruebas.

Fig. 7.3 Diagrama de conexiones para transformadores de tres devanados, para transformador estrella - estrella - delta con todos los devanados accesibles.

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Utilizando el Formato No. 2 H1

H2

H3

HO X0

Y1

Y2

DIAGRAMA VECTORIAL

Y3

Y2 H2 X1

X2

X3 X2 Y1

H0 X0 GR

X1

GN H1

X3 H3 Y3

CR

T. T. R. CN

PRUEBA

NOTA:


MIDE

CN

CR

GN

GR

1

H1

H0-X0

X1

H0-X0

H - X φ1

2

H2

H0-X0

X2

H0-X0

H - X φ2

3

H3

H0-X0

X3

H0-X0

H - X φ3

4

H1

H0-X0

Y1

Y2

H - Y φ1

5

H2

H0-X0

Y2

Y3

H - Y φ2

6

H3

H0-X0

Y3

Y1

H - Y φ3

7

X1

H0-X0

Y1

Y2

X - Y φ1

8

X2

H0-X0

Y2

Y3

X - Y φ2

9

X3

H0-X0

Y3

Y1

X - Y φ3

Para las pruebas en todas las posiciones del cambiador de taps (bajo carga), se requiere usar tres hojas del formato No. 2. En la hoja 1 de 3 se anotarán las pruebas 1, 2 y 3; en la hoja 2 de 3 se anotarán las pruebas 4, 5 y 6; en la hoja 3 de 3 se anotarán las pruebas 7, 8 y 9. Fig. 7.4 Diagrama de conexiones para autotransformadores trifásicos.

17

CFE/STTC

01 VOL I SE 000490



Utilizando el Formato No. 2

H1

HO X0

DIAGRAMA VECTORIAL

Y1

H1

Y2

Y1

X1 X1 GR H0 X0

GN

CR

T. T. R.

CN

PRUEBA


MIDE

CN

CR

GN

GR

1

H1

H0-X0

X1

H0-X0

H-X

2

H1

H0-X0

Y1

Y2

H-Y

3

X1

H0-X0

Y1

Y2

X-Y

Fig. 7.5 Diagrama de conexiones para autotransformador monofásico.

18

CFE/STTC

Y2

01 VOL I SE 000491



de diferencia menor de 0.15, 16.7% en el rango de 0.16 a 0.30 y sólo el 3.9% de los resultados fueron mayores de 0.31.

8. Reportes e interpretación de resultados Los resultados de las pruebas se anotan en los formatos que se indican en las figuras de conexiones de prueba. Se anexan las formas de reporte 1, para transformadores y la forma 2 para autotransformadores, para cada una se anexa también un ejemplo.

Los resultados anteriores corresponden a transformadores de diferentes marcas, de 230 y 115 kV, se utilizaron diferentes equipos de prueba TTR, los cuales fueron operados por diferentes personas.

Para interpretar los resultados, es necesario calcular el porciento de diferencia según la ecuación 1:

9. Relaciones mayores de 130

RT − RM % DIF = × 100 RT

Cuando sea necesario medir relaciones de transformación mayores de 130, que es el máximo valor posible de medir con el TTR, se puede utilizar un transformador auxiliar portátil o el transformador de referencia de un segundo equipo TTR.

[1]

donde: RT = Relación teórica RM = Relación medida

9.1 Utilizando un transformador auxiliar Conecte el transformador auxiliar como se indica en la Fig. 9.1, el primario (XI y X2) en paralelo con las terminales primarias (XI y X2) del TTR, por facilidad estas conexiones pueden hacerse sobre los bornes de baja tensión del transformador bajo prueba. El secundario del transformador auxiliar se conecta en serie con el devanado de alta tensión del transformador bajo prueba como se indica en la Fig. 9.1. Con esta conexión el porcentaje de error es el mismo que en las mediciones normales de TTR, pero la relación de transformación se incrementa por la relación del transformador auxiliar. Cuando se usa la relación de 200 la relación leída en los selectores del TTR al obtener el balance, con lo cual se pueden medir relaciones hasta de 330. Existe un transformador auxiliar fabricado por James G. Biddle, catálogo 55030, de relación 100/200 a 1 y con precisión de ± 0.1%. 9.2 Utilizando un segundo TTR

Como regla general se dice que el porciento de diferencia no debe ser mayor de 0.5, sin embargo, de una muestra de 155 pruebas, los valores % de diferencia encontrados fueron los siguientes: % DIF

Cantidad

%

menores a 0.05

35

de 0.06 a 0.10

44

de 0.11 a 0.15

44

de 0.16 a 0.20

10

de 0.21 a 0.25

15

de 0.26 a 0.30

1

de 0.31 a 0.35

4

mayores a 0.35

2

3.9

155

100

79.4

16.7

Se puede apreciar que en el 79.4% de las pruebas realizadas se obtuvo un porciento 19

CFE/STTC

01 VOL I SE 000492



los demás en cero, o sea con una lectura de 120.000. Proceda a establecer el balance utilizando el galvanómetro y los selectores del TTR normal. A la lectura obtenida súmele 120, la suma obtenida es la relación del transformador bajo prueba y el porciento de error involucrado es el que se tiene normalmente con cualquier TTR.

Se puede utilizar el transformador auxiliar para hacer mediciones hasta de 250. Ver Fig. 9.2. Conecte las terminales de excitación del TTR normal al transformador bajo prueba. Conecte las terminales de excitación del TTR auxiliar a las terminales de baja tensión del transformador bajo prueba, colocando la terminal roja en el mismo borne ocupado por la terminal roja del TTR normal. Aísle el generador del TTR auxiliar colocando un pedazo de fibra o baquelita entre el tornillo de la mordaza y el borne del transformador. Conecte una de las terminales secundarias a la terminal secundaria de color opuesto del TTR auxiliar. Las terminales que quedan se conectan al transformador bajo prueba de acuerdo a la polaridad correspondiente. Colocar el primer selector (S1) en la posición de 12 y

10. Bibliografía Instruction Manual TTR 55-J, James G. Biddle Co. TTR Transformer Turn Ratio Test Set. Boletín 556, James G. Biddle Co. 1966 Suplement to Instruction Manual 55-J, James G. Biddle Co.

DIAGRAMA VECTORIAL H1

H2

H3 X2 H2

X0

X1

X2

X3

X1

H1

X0

H3 X3

TRANSF AUXILIAR

GR

GR

GH

GN

CN

CR

CR

CN

RELACION 100 : 1 - 200 : 1

Fig. 9.1

T. T. R. RELACION 0 - 130

Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador auxiliar marca J. G. Biddle Cat. 55030

20

CFE/STTC

01 VOL I SE 000493



DIAGRAMA VECTORIAL H1

H2

H3 X2 H2

X0

X1

X2

X3

X0

X1

H1

H3 X3

GR

GN

CN

GN

GR

CR

T. T. R.

T. T. R.

CN RELACION 120 : 1

RELACION 0 - 130

CR

Terminal de excitacion del TTR auxiliar Colocar un pedazo de baquelita entre el tornillo y la terminal del transformador para aislar el generador del TTR

Fig. 9.2 Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador de referencia de un TTR.

TORNILLO CONDUCTOR DELGADO QUE CONECTA AL GENERADOR DEL TTR

MATERIAL AISLANTE TOPE DEL TORNILLO CONECTADO AL TRANSFORMADOR DE REFERENCIA DE TTR

FIBRA AISLANTE O BAQUELITA PARA AISLAR EL GENERADOR DEL TTR

TERMINAL DEL TRANSFORMADOR BAJO PRUEBA

Fig. 9.3 Terminal de excitación de un TTR.

21

CFE/STTC

01 VOL I SE 000494

COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES ZONA_____________________________ _ AUTOTRANSFORMADOR____________ _ ENFRIAMIENTO TIPO________________ CAPACIDAD H________________ X________________ Y________________ TAP

VOLTAJE KV

SUBESTACIÓN______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________ CLAVE_____________________ CLAVE SIRENO__________________________________ FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _ MVA_______________________ kV H_________________ _ MVA_______________________ kV X_________________ _ MVA_______________________ kV Y_________________ _

FASE RELACIÓN TEÓRICA

CONEXIONES

FASE % DIF.

CONEXIONES

FASE % DIF.

CONEXIONES

% DIF.

H-X

H-Y

H-Y

% DIF = Relación teórica – Relación medida Relación teórica

DIAGRAMA VECTORIAL

x 100

OBSERVACIONES _______________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

SERIE TTR __________________ ____________

REPORTE No.

PRUEBA EFECTUADA POR ______________ ______________ NOMBRE AEC-14

SGP-A011-S

22

FIRMA

82 06 30

01 VOL I SE 000495

COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES ZONA_____________________________ _

SUBESTACIÓN______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________

AUTOTRANSFORMADOR____________ _

CLAVE_____________________ CLAVE SIRENO__________________________________

ENFRIAMIENTO TIPO________________

FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _

CAPACIDAD H________________

MVA_______________________ kV

H_________________ _

MVA_______________________ kV

X_________________ _

MVA_______________________ kV

Y_________________ _

X________________ Y________________ TAP

VOLTAJE KV

FASE RELACIÓN TEÓRICA

CONEXIÓ N

FASE % DIF.

RELACIÓN TEÓRICA

DIAGRAMA VECTORIAL

CONEXIÓN

FASE % DIF.

RELACIÓN TEÓRICA

CONEXIÓN

% DIF.

% DIF = Relación teórica – Relación medida x 100 Relación teórica OBSERVACIONES __________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ SERIE TTR _____________________

REPORTE No. ____________

PRUEBA EFECTUADA POR ___________________ ______________ NOMBRE

AEC-14

SGP-A011-S

23

FIRMA

82 06 30

01 VOL I SE 000496

COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES ZONA

CULIACÁN

SUBESTACIÓN

TRANSFORMADOR

CULIIACÁN No.4

CLAVE O.S

CUC

79 02 12

SERIE

26-0050-3

No. 1

CLAVE

TRI

ENFRIAMIENTO TIPO

OA/FA/FA2

FASES

3

CAPACIDAD

18 / 24 /30

MVA

110.0

kV

H

DELTA

18 / 24 /30

MVA

13.8

kV

X

ESTRELLA

kV

Y

H X Y

TAP

1 2 3 4 5

VOLTAJ E KV

H-X 115500 112750 110000 107250 104500

CLAVE SIRENO

FECHA

MARCA

MVA FASE 1

RELACIÓN TEÓRICA 14.495 14.150 13.805 13.459 13.114

CONEXIONES

IEM

FASE 2 % DIF.

CONEXIONES

H1H3 VS X1X0 14.495 0.00 14.141 0.063 13.805 0.123 13.451 0.059 13.098 0.122

KOLA 1260

FASE 3 % DIF.

H2 H1 VS X2X0 14.497 14.145 13.791 13.455 13.102

0.00 0.035 0.101 0.029 0.091

CONEXIONES

% DIF.

H3H2 VS X3X0 14.495 0.00 14.141 0.063 13.788 0.123 13.451 0.059 13.098 0.122

H-Y

H-Y

% DIF = Relación teórica – Relación medida x 100 Relación teórica

DIAGRAMA VECTORIAL

OBSERVACIONES :

aceite

Prueba hecha después de armado, sin

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ SERIE TTR

1996

REPORTE No

PRUEBA EFECTUADA POR ING. G. NAVARRO _____________ NOMBRE AEC-14

SGP-A011-S

24

1-79

FIRMA

82 06 30

01 VOL I SE 000497

COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES ZONA

GUAYMAS

SUBESTACIÓN

AUTOTRANSFORMADO R ENFRIAMIENTO TIPO CAPACIDAD

TAP

10L 9L 8L 7L 6L 5L 4L 3L 2L 1L N 1R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 8R 9R 10R

VOLTAJE KV

242000 239900 237600 235400 233200 231000 229800 226600 224400 222200 220000 217600 215600 213400 211200 209000 206800 204600 202400 200200 198000

H

PLTA. GUAYMAS II

No. 1

CLAVE

ATRI

OA/FA1/FA2

FASES

1

CLAVE O.S

PDG

CLAVE SIRENO MARCA

FECHA

77 12 21

KOAL 0205

MITSUBISHI

SERIE

556821

25/33/41.6

MVA

220/3

kV

H

ESTRELLA

X

25/33/41.6

MVA

115/3

kv

X

ESTRELLA

Y

7.5/10/12.5

MVA

13.6

kV

Y

DELTA

FASE RELACIÓN TEÓRICA 2.104 2.095 2.066 2.046 2.027 2.008 1.989 1.970 1.961 1.932 1.913 1.893 1.874 1.855 1.836 1.817 1.798 1.779 1.760 1.740 1.721

CONEXIÓ N H1H0X1X0 2.102 2.083 2.064 2.046 2.028 2.008 1.989 1.971 1.953 1.934 1.915 1.997 1.875 1.860 1.844 1.822 1.805 1.786 1.762 1.749 1.729

FASE % DIF.

RELACIÓN TEÓRICA

0.096 0.095 0.096 0.000 0.049 0.000 0.000 0.050 0.102 0.103 0.104 0.528 0.266 0.269 0.435 0.275 0.794 0.393 0.113 0.517 0.464

10.122 10.030 9.939 9.943 9.751 9.660 9.569 9.477 9.386 9.294 9.203 9.107 9.015 8.924 8.832 8.741 8.650 8.558 8.467 8.371 8.279

FASE

CONEXIÓN

% DIF.

H1H0Y1Y2 10.093 10.003 9.914 9.824 9.734 9.644 9.555 9.465 9.375 9.285 9.197 9.106 9.017 8.928 8.838 8.748 8.660 8.569 8.479 8.389 8.299

0.286 0.269 0.251 0.193 0.174 0.165 0.146 0.126 0.106 0.096 0.651 0.010 0.022 0.044 0.067 0.080 0.115 0.128 0.141 0.215 0.241

RELACIÓN TEÓRICA

CONEXIÓN X1X0Y1Y2

4.811

4.809

% DIF = Relación teórica – Relación medida Relación teórica

DIAGRAMA VECTORIAL

% DIF.

0.041

x 100

OBSERVACIONES

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ SERIE TTR _____________________

REPORTE No. ____________

PRUEBA EFECTUADA POR ___________________ ______________ NOMBRE

AEC-14

SGP-A011-S

25

FIRMA

82 06 30

Prueba Relacion De Transformacion Ttr 3ou5q

Overview 5o1f4z

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