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TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

Impedancias características Generalmente, la tensión de cortocircuito Ucc se expresa en tanto por ciento del valor nominal de la tensión Un:

zn

cccc u

UU

u =⋅= 100 100⋅=n

ccr S

Pu 22

rzx uuu −=

100zn

ccuU

U⋅

= 3cc

ccfU

U =

Siendo Pcc las pérdidas en el cobre, las pérdidas por fase serán: Pccf = Pcc / 3 entonces, la resistencia Rccf, la impedancia Zccf y la reactancia Xccf de cortocircuito que presenta el transformador se determina de la siguiente forma:

2n

ccfccf I

PR =

n

ccfccf I

UZ = 22

ccfccfccf RZX −=

La tensión porcentual de cortocircuito uz y sus componentes activa ur y reactiva ux también se calculan según las siguientes expresiones:

1003

⋅⋅⋅

=n

nccfz U

IZu 100

3⋅

⋅⋅=

n

nccfr U

IRu 100

3⋅

⋅⋅=

n

nccfx U

IXu

La impedancia de cortocircuito también puede calcularse en función de la potencia nominal Sn:

100

2

⋅⋅

=n

znccf S

uUZ

100

2

⋅⋅

=n

rnccf S

uUR

100

2

⋅⋅

=n

xnccf S

uUX

Rendimiento: CuFep

s

PPPP

PP

++==

carga

cargaη

Las pérdidas de potencia en el hierro del circuito magnético PFe (por histéresis y corrientes parásitas) son constantes, mientras que las pérdidas en los devanados de cobre o aluminio PCu (por efecto Joule) son proporcionales al cuadrado de la intensidad de la corriente de carga o de la potencia aparente de la carga:

Cun

Fe PS

SPPérdidas ⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

2carga

Todas estas pérdidas se transforman en calor. El rendimiento máximo se obtiene cuando las pérdidas en el cobre son iguales a las pérdidas en el hierro: PCu = PFe

Regulación de tensión: 100⋅−

=so

sso

UUU

u Uso: tensión del secundario en vacío

Us: tensión del secundario con carga

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Transformadores trifásicos Cálculo de las impedancias de un transformador trifásico de rebaje de las siguientes características: 315 kVA – 13,2/0,4/0,231 kV (± 2,5% y ± 5%) - Dy11 (ucc = 4%; PFe = 850 W; PCu = 4.250 W) Potencia nominal: Sn = 315 kVA Grupo de conexión: Dy11 Tensión nominal del Primario: Unp = 13.200 V

Tensión de fase del Primario: V 621.73200.13

3=== np

fp

UU

Tensión del Secundario en vacío: Uos = 400 V

Tensión de fase del Secundario en vacío: V 2313

4003

=== osofs

UU

Tensión nominal del Secundario: Uns = Uo – 5% = 400 x 0,95 = 380 V

Tensión de fase del Secundario: V 2203

3803

=== nsfs

UU

Relación de transformación: 231

p

ofs

p UUU

n ==

Conmutación de tensiones del Primario: ± 2,5% y ± 5%

• Posición 1: Unp x 1,050 = 13.860 V n1 = 60,016 • Posición 2: Unp x 1,025 = 13.530 V n2 = 58,587 • Posición 3: Unp x 1,000 = 13.200 V n3 = 57,158 • Posición 4: Unp x 0,975 = 12.870 V n4 = 55,729 • Posición 5: Unp x 0,950 = 12.540 V n5 = 54,300

Corriente nominal del Primario: A 8,13200.133

000.3153

=⋅

=⋅

=np

nnp U

SI

Corriente nominal del Secundario: A 4793803000.315

3=

⋅=

⋅=

ns

nns U

SI

Tensión porcentual de cortocircuito a 75ºC: %4== ccz uu

Tensión nominal de cortocircuito: V 528100

4200.13100

=⋅

=⋅

= ccnpcc

uUU

Tensión de fase de cortocircuito: V 3053

5283

=== ccccf

UU

Pérdida de vacío (en el hierro): Po = PFe = 850 W Pérdida de cortocircuito (en el cobre): Pcc = PCu = 4.250 W (a 75ºC)

Pérdida de cortocircuito por fase: W/f417.13250.4

3=== cc

ccfP

P

Tensión porcentual activa de cc: %35,1100000.315

250.4100 =⋅=⋅=n

ccr S

Pu

Tensión porcentual reactiva de cc: %77,335,14 2222 =−=−= rzx uuu

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Primario

Resistencia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 46,78,13

417.122 ===

np

ccfep I

PR

Impedancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 13,228,13

305===

np

ccfep I

UZ

Reactancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 83,2022 =−= epepep RZX Secundario

Resistencia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0061849,0100000.31535,1380

100

22

=⋅

⋅=

⋅⋅

=n

rnses S

uUR

Reactancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0172619,0100000.31577,3380

100

22

=⋅

⋅=

⋅⋅

=n

xnses S

uUX

Impedancia equivalente de cortocircuito: Ohm/f 0183365,022 =+= eseses XRZ

Intensidad máxima de cortocircuito: kA 12 A 965.114100479100 ≅=⋅

=⋅=cc

nsccs u

II

Potencia de cortocircuito en Secundario: MVA 875,71004000.315100 =⋅=⋅=

cc

nccs u

SS

Rendimiento a plena carga, con factor de potencia igual a la unidad:

%41,98250.4850000.315

000.315

carga

carga =++

=++

==CuFep

s

PPPP

PPη

Rendimiento a mitad de carga, con factor de potencia igual a 0,85:

%59,98

000.315500.157250.485085,0

2000.315

85,02000.315

2carga

carga =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅++⋅

⋅=

++=

CuFe PPPP

η

Transformador de 315 kVA

96,5%

97,0%

97,5%

98,0%

98,5%

99,0%

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Porcentaje de Carga

Ren

dim

ient

o

Cos Phi = 1,00

Cos Phi = 0,85

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Transformadores Trifásicos de Distribución - Normas IRAM 2250

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Pérdidas [W] Tensiones porcentuales a 75ºC Pérdidas [W] Tensiones porcentuales a 75ºC [kVA] Po Pcc Ucc % Ur % Ux % Po Pcc Ucc % Ur % Ux %

25 160 600 4 2,4 3,2 190 650 4 2,6 3,0 40 200 900 4 2,3 3,3 290 900 4 2,3 3,3 63 270 1.350 4 2,1 3,4 320 1.500 4 2,4 3,2 80 315 1.500 4 1,9 3,5 330 1.600 4 2,0 3,5

100 350 1.750 4 1,8 3,6 420 2.100 4 2,1 3,4 125 420 2.100 4 1,7 3,6 500 2.500 4 2,0 3,5 160 500 2.500 4 1,6 3,7 600 3.000 4 1,9 3,5 200 600 3.000 4 1,5 3,7 720 3.600 4 1,8 3,6 250 700 3.500 4 1,4 3,7 850 4.250 4 1,7 3,6 315 850 4.250 4 1,3 3,8 1.020 5.100 4 1,6 3,7 400 1.000 5.000 4 1,3 3,8 1.150 6.000 4 1,5 3,7 500 1.200 6.000 4 1,2 3,8 1.320 6.600 4 1,3 3,8 630 1.450 7.250 4 1,2 3,8 1.600 8.000 4 1,3 3,8 800 1.750 8.750 5 1,1 4,9 1.900 9.500 5 1,2 4,9

1.000 2.100 10.500 5 1,1 4,9 2.300 11.500 5 1,2 4,9 1.250 3.200 15.000 6 1,2 5,9 2.300 14.500 6 1,2 5,9 1.600 2.300 19.000 6 1,2 5,9 2.500 17.500 6 1,1 5,9 2.000 3.300 20.500 6 1,0 5,9 3.000 21.500 6 1,1 5,9 2.500 3.300 26.700 6 1,1 5,9 4.100 21.500 6 0,9 5,9

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Pérdidas [W] Impedancia Primario [Ohm/f] Pérdidas [W] Impedancia Primario [Ohm/f] [kVA] Po Pcc Zep Rep Xep Po Pcc Zep Rep Xep

25 160 600 278,78 167,27 223,03 190 650 1742 1133 1324 40 200 900 174,24 98,01 144,06 290 900 1089 613 900 63 270 1.350 110,63 59,27 93,41 320 1.500 691 412 556 80 315 1.500 87,12 40,84 76,96 330 1.600 545 272 472

100 350 1.750 69,70 30,49 62,67 420 2.100 436 229 371 125 420 2.100 55,76 23,42 50,60 500 2.500 348 174 302 160 500 2.500 43,56 17,02 40,10 600 3.000 272 128 240 200 600 3.000 34,85 13,07 32,30 720 3.600 218 98,0 195 250 700 3.500 27,88 9,76 26,12 850 4.250 174 74,1 158 315 850 4.250 22,13 7,46 20,83 1.020 5.100 138 56,0 126 400 1.000 5.000 17,42 5,45 16,55 1.150 6.000 109 40,8 101 500 1.200 6.000 13,94 4,18 13,30 1.320 6.600 87,1 28,7 82,2 630 1.450 7.250 11,06 3,18 10,60 1.600 8.000 69,1 22,0 65,6 800 1.750 8.750 10,89 2,38 10,63 1.900 9.500 68,1 16,2 66,1

1.000 2.100 10.500 8,71 1,83 8,52 2.300 11.500 54,5 12,5 53,0 1.250 3.200 15.000 8,36 1,67 8,19 2.300 14.500 52,3 10,1 51,3 1.600 2.300 19.000 6,53 1,29 6,40 2.500 17.500 40,8 7,4 40,2 2.000 3.300 20.500 5,23 0,89 5,15 3.000 21.500 32,7 5,9 32,1 2.500 3.300 26.700 4,18 0,74 4,11 4.100 21.500 26,1 3,7 25,9

13.200 / 400-231 V 33.000 / 400-231 V

Potencia Pérdidas [W] Impedancia Secundario [Ohm/f] Pérdidas [W] Impedancia Secundario [Ohm/f] [kVA] Po Pcc Zep Rep Xep Po Pcc Zep Rep Xep

25 160 600 0,23104 0,13862 0,18483 190 650 0,23104 0,15018 0,17558 40 200 900 0,14440 0,08123 0,11939 290 900 0,14440 0,08123 0,11939 63 270 1.350 0,09168 0,04912 0,07742 320 1.500 0,09168 0,05457 0,07367 80 315 1.500 0,07220 0,03384 0,06378 330 1.600 0,07220 0,03610 0,06253

100 350 1.750 0,05776 0,02527 0,05194 420 2.100 0,05776 0,03032 0,04916 125 420 2.100 0,04621 0,01941 0,04193 500 2.500 0,04621 0,02310 0,04002 160 500 2.500 0,03610 0,01410 0,03323 600 3.000 0,03610 0,01692 0,03189 200 600 3.000 0,02888 0,01083 0,02677 720 3.600 0,02888 0,01300 0,02579 250 700 3.500 0,02310 0,00809 0,02164 850 4.250 0,02310 0,00982 0,02091 315 850 4.250 0,01834 0,00618 0,01726 1.020 5.100 0,01834 0,00742 0,01677 400 1.000 5.000 0,01444 0,00451 0,01372 1.150 6.000 0,01444 0,00542 0,01339 500 1.200 6.000 0,01155 0,00347 0,01102 1.320 6.600 0,01155 0,00381 0,01090 630 1.450 7.250 0,00917 0,00264 0,00878 1.600 8.000 0,00917 0,00291 0,00869 800 1.750 8.750 0,00903 0,00197 0,00881 1.900 9.500 0,00903 0,00214 0,00877

1.000 2.100 10.500 0,00722 0,00152 0,00706 2.300 11.500 0,00722 0,00166 0,00703 1.250 3.200 15.000 0,00693 0,00139 0,00679 2.300 14.500 0,00693 0,00134 0,00680 1.600 2.300 19.000 0,00542 0,00107 0,00531 2.500 17.500 0,00542 0,00099 0,00532 2.000 3.300 20.500 0,00433 0,00074 0,00427 3.000 21.500 0,00433 0,00078 0,00426 2.500 3.300 26.700 0,00347 0,00062 0,00341 4.100 21.500 0,00347 0,00050 0,00343

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