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Transformador de potencial (PT)

Definición - El transformador potencial puede definirse como unTransformador de instrumentos utilizado para la transformación de voltaje de un valor más alto a un valor más bajo. Este transformador reduce el voltaje a un valor límite seguro que puede medirse fácilmente con el instrumento de bajo voltaje ordinario, como un voltímetro, vatímetro y vatios-hora, etc.

Construcción de transformador de potencial

El transformador potencial está hecho conEl núcleo de alta calidad funciona a baja densidad de flujo, por lo que la corriente de magnetización es pequeña. El terminal del transformador debe diseñarse de modo que la variación de la relación de voltaje con carga sea mínima y el cambio de fase entre la tensión de entrada y de salida también sea mínimo.

El devanado primario tiene un gran número de vueltas,y el devanado secundario tiene un número muy pequeño de vueltas. Para reducir la reactancia de fuga, el devanado coaxial se utiliza en el transformador potencial. El costo de aislamiento también se reduce al dividir el devanado primario en las secciones que reducen el aislamiento entre las capas.

Conexión del transformador de potencial

El transformador potencial está conectado enparalelo al circuito. Los devanados primarios del transformador de potencial están conectados directamente al circuito de potencia cuyo voltaje se va a medir. Los terminales secundarios del transformador de potencial están conectados al instrumento de medición como el voltímetro, el vatímetro, etc. Los devanados secundarios del transformador de potencial están acoplados magnéticamente a través del circuito magnético de los devanados primarios.

transformador de potencial
El terminal primario del transformador está clasificadopara 400V a varios miles de voltios, y el terminal secundario siempre está clasificado para 400V. La relación de la tensión primaria a la tensión secundaria se denomina relación de transformación o relación de giro.

Tipos de transformador de potencial

El transformador de potencial se clasifica principalmente en dos tipos, es decir, los tipos de herida convencionales (tipos electromagnéticos) y los transformadores de potencial de voltaje del capacitor.

El transformador tipo herida convencional es muycaro debido a los requisitos de los aislamientos. El transformador de potencial del condensador es una combinación de divisor de potencial de condensador y un transformador de potencial magnético de relación relativamente pequeña.

El diagrama de circuito del transformador de potencial del capacitor se muestra en la siguiente figura. La pila de capacitores de alto voltaje del divisor de potencial, los capacitores de dos secciones se convierten en C1 y C2, y la Z es la carga.

capacitor-potencial-transformador-circuito-diagrama

La tensión aplicada a la primaria de laEl transformador intermedio suele ser del orden 10kV. Tanto el divisor de potencial como el transformador intermedio tienen la proporción y los requisitos de aislamiento que son adecuados para una construcción económica.

El transformador intermedio debe ser de muyerror de relación pequeña, y el ángulo de fase proporciona el rendimiento satisfactorio de la unidad completa. La tensión del terminal secundario viene dada por la fórmula que se muestra a continuación.

condensador-transformador

Relación y errores de ángulo de fase del transformador potencial

En un potencial transformador ideal, el primarioy la tensión secundaria es exactamente proporcional a la tensión primaria y exactamente en oposición de fase. Pero esto no se puede lograr prácticamente debido a las caídas de tensión primarias y secundarias. Por lo tanto, tanto la tensión primaria como la secundaria se introducen en el sistema.

Error de relación de voltaje - El error de relación de voltaje se expresa en relación con el voltaje medido, y está dado por la fórmula como se muestra a continuación.

relación-corriente-transformador-ecuación

Donde knorte es la relación nominal, es decir, la relación de la tensión primaria nominal y la tensión secundaria nominal.

Error de ángulo de fase - El error de ángulo de fase es el error entre la tensión del terminal secundario que está exactamente en oposición de fase con la tensión del terminal primario.

Los aumentos en el número de instrumentos en el relé conectado al secundario del transformador potencial aumentarán los errores en los transformadores potenciales.

Carga de un potencial transformador

La carga es la carga total de voltios-amperios externos enEl secundario a la tensión secundaria nominal. La carga nominal de un PT es una carga VA que no debe superarse si el transformador debe funcionar con su precisión nominal. La carga nominal se indica en la placa de identificación.

La carga máxima o limitante es la mayor VACarga en la que el potencial transformador operará continuamente sin sobrecalentar sus devanados más allá de los límites permisibles. Esta carga es varias veces mayor que la carga nominal.

Diagrama de fasor de un transformador de potencial

El diagrama de fasores del transformador potencial se muestra en la siguiente figura.

potencial-transformador-fasor-diagrama

Dondes - corriente secundaria
mis - fem inducida secundaria
Vs - tensión del terminal secundario
Rs - resistencia del devanado secundario
Xs - reactancia del devanado secundario
yopag - Corriente primaria
mipag - principalmente inducido por la fem
Vpag - tensión terminal primaria
Rpag - resistencia primaria del devanado
Xpag - reactancia de bobinado primario
Kt - relación de giro
yoo - corriente de excitación
yometro - Componente magnetizante de Io
yow - componente de pérdida de núcleo de Io
Φmetro - flujo principal
Β- error de ángulo de fase

El flujo principal se toma como referencia. En el transformador de instrumentos, la corriente primaria es la suma vectorial de la corriente de excitación Io y la corriente igual a la corriente secundaria de inversión Is multiplicado por la relación de 1 / kt. La Vpag Es el voltaje aplicado al terminal primario del transformador de potencial.

Las caídas de tensión debidas a la resistencia y reactancia del devanado primario debido a la corriente primaria están dadas por IpagXpag y yopagRpag. Cuando la caída de voltaje se resta del voltaje primario del transformador potencial, aparecerá la fem fundamentalmente inducida a través de los terminales.

Esta fem primaria del transformador se transformará en un devanado secundario por inducción mutua y se convertirá en fem permanente inducida Es. Esta fem se reducirá por la resistencia y reactancia del devanado secundario, y la tensión resultante aparecerá a través de la tensión del terminal secundario, y se denota por Vs.

Aplicaciones del transformador de potencial.

  1. Se utiliza para un propósito de medición.
  2. Para la protección de los comederos.
  3. Para proteger la impedancia de los generadores.
  4. Para sincronizar los generadores y alimentadores.

Los transformadores potenciales se utilizan en elprotección del esquema de transmisión porque las bobinas potenciales del dispositivo de protección no están conectadas directamente al sistema en caso de alta tensión. Por lo tanto, es necesario reducir el voltaje y también aislar el equipo de protección del circuito primario.

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