Prueba Relacion de Transformacion Ttr

8/19/2019 Prueba Relacion de Transformacion Ttr

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COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓNGERENCIA DE SUBESTACIONES Y LÍNEAS

No. 1-25____FECHA 1982____

AUTOR A. D. M._PROCEDIMIENTO SGP-A011-S

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 DETRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR

PROCEDIMIENTOSGP-A011-S

CFE/STTC

Í N D I C E

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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1. Objetivo

El presente procedimiento tiene como ob-

jetivo, proporcionar una guía práctica parael uso del equipo de prueba TTR en lamedición de relación de transformación detransformadores de potencia y distribución,y autotransformadores.

Las iniciales TTR provienen del idiomainglés “Transformer Turn Ratio”. El presentetrabajo contiene las observaciones y crite-rios unificados de las diversas áreas en eluso del TTR, con lo cual se pretende nor-malizar el procedimiento de conexiones,

pruebas, reportes e interpretación deresultados.

La divulgación de este procedimiento deberealizarse entre ingenieros y técnicos rela-cionados con la construcción, puesta enservicio, mantenimiento y operación desubestaciones.

En el presente trabajo se describirá el usodel equipo TTR, marca James G. Biddle deoperación manual, que es el más genera-

lizado en Comisión Federal de Electricidad.

2. Aplicación del TTR

El equipo de prueba TTR está diseñadopara hacer mediciones de relación detransformación en autotransformadores yreguladores de voltaje, transformadores depotencia y distribución, en la gran mayoríade tipos, tamaños y voltajes.

El TTR no es aplicable cuando la relaciónde transformación es mayor de 130, comoen el caso de transformadores de potencial,de corriente y algunos transformadores dedistribución.

El TTR es un instrumento práctico y precisopara analizar las condiciones de transfor-madores en los siguientes casos:

a) Medición de relación de transformaciónde equipos nuevos, reparados oreembobinados.

b) Identificación y verificación de termina-les, derivaciones (taps) y sus conexionesinternas.

c) Determinación y comprobación de polari-dad y continuidad.

d) Pruebas de rutina y detección de fallasincipientes.

También, es un valioso auxiliar en los si-guientes casos:

a) Determinación de las condiciones realesdel transformador después de la opera-ción de protecciones primarias tales co-mo: diferencial, Buchholtz, fusibles depotencia, etc.

b) Identificación de espiras en corto circuito.

c) En la investigación de problemas relacio-nados con corrientes circulantes y distri-bución de carga en transformadores enparalelo.

d) Determinación de cantidad de espiras enbobinas de transformadores (por méto-dos suplementarios).

3. Descripción general

3.1 Principio de operación

El TTR, opera bajo el principio de quecuando dos transformadores que nominal-mente tienen la misma relación de transfor-

mación, se conectan y se excitan en para-lelo; con la más pequeña diferencia en larelación de algunos de ellos, se produceuna corriente circulante entre ambos relati-vamente grande.

3.2 Construcción

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El equipo TTR está formado básicamentepor un transformador de referencia conrelación ajustable desde 0 hasta 130, una

fuente de excitación de corriente alterna, ungalvanómetro detector de cero corriente yun juego de terminales de prueba, todo estocontenido en una misma caja metálica o defibra con un peso aproximado de 14 kg. VerFigs. 3 1 y 3.2.

3.2.1 Generador

La fuente de potencia para realizar laprueba, es un generador manual de co-rriente alterna del tipo de imanes perma-nentes, que proporciona 8 V de excitación a60 ciclos/seg aproximadamente. El gene-rador también alimenta 8 V para la refe-rencia del detector síncrono.

3.2.2 Transformador de referencia

Es un transformador con derivaciones deuna cantidad exacta de espiras entre cada

derivación, diseñado de tal manera que lacaída de voltaje en el primario debido a lacorriente de magnetización es despreciablecuando se excita con 8 V.

3.2.3 Selectores (S1, S2 Y S3)

Se tienen tres selectores conectados a lasderivaciones del secundario del transfor-mador de referencia, los selectores estánarticulados a sus respectivos indicadores

de posición. Viendo el TTR de frente y le-yendo de izquierda a derecha, el primerselector cambia la cantidad de espiras deltransformador de referencia en pasos de10; el segundo selector cambia en pasos de1; el tercero en pasos de 0.1. La cantidadtotal de espiras conectadas, o sea larelación de transformación, es la cifra que

se lee a través de las mirillascorrespondientes a cada selector.

3.2.4 Selector R4

Se tiene un cuarto selector alineado con losotros tres, pero con una mirilla más grande,localizado al extremo derecho. Este seconecta a un potenciómetro a través de undevanado auxiliar del transformador dereferencia, por lo cual se obtiene un voltajevariable en forma continua que eléctrica-mente equivale a un cambiador de deriva-ciones variable. La carátula está marcadaen 100 divisiones, cada una de las cualescorresponde a un cambio de relación de0.001.

3.2.5 Detector

Consiste de un rectificador síncrono y unmicroampérmetro de corriente directa convalor cero al centro, se localiza en el ángulosuperior derecho del TTR.

3.2.6 Instrumentos de medición

Existe un vóltmetro de corriente alterna quemide el potencial de excitación. Sobre lacarátula está indicado el valor de 8 V y loslímites superior e inferior que marcan elrango de voltaje correcto para la prueba.También se tiene un ampérmetro que indi-ca la corriente de magnetización del trans-formador bajo prueba, ambos medidores

están montados sobre la tapa del equipo.

3.2.7 Terminales

Se tienen cuatro terminales conectadas enforma permanente al aparato, con ellas seconecta el transformador bajo prueba. Dosde ellas son de 10 pies de longitud (3.04m), tienen en el extremo unos conectores

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en forma de “C” para conectar el devanadoque se va a usar como primario (gene-ralmente el devanado de bajo voltaje). Las

otras terminales tienen 13 pies (3.96 m) delongitud, con caimanes aislados en losextremos para conectar el secundario parala prueba (generalmente es el devanado dealto voltaje). En la caja del equipo se tieneun compartimiento para guardar las termi-nales. Las terminales están forradas conaislamiento a prueba de aceite y son de usorudo.

4. OperaciónInstalación del equipo. El TTR es un ins-trumento portátil que no requiere unainstalación especial, simplemente colóque-lo en una posición que le permita girar lamanivela con comodidad. Abra la cubiertay si desea la puede quitar deslizándolahacia la derecha. Ver Fig. 3.1.

Cuando el TTR se usa en un lugar dondehaya la posibilidad de tener voltajes indu-

cidos, debe aterrizarse usando la terminalpara conexión a tierra que tiene el aparato.Esta precaución no siempre es necesaria.

4.1 Descripción de controles y terminales

La Fig. 3.2 muestra el diagrama esquemá-tico del aparato, sus controles y terminales.Sus funciones son las siguientes:

Manivela. Se usa para mover el generadorde corriente alterna que proporciona lapotencia eléctrica necesaria para la prue-ba. En los modelos donde se usa unaalimentación de 115 V, 60 Hz, se tiene unvariac que reemplaza al generador manual.El variac se ajusta incrementando gradual-mente el voltaje desde cero hasta 8 V.

Terminal de excitación (X1) Negra. Es uncable de dos conductores, uno grueso y

otro delgado. El conductor grueso se usapara conectar el transformador bajo pruebacon el primario del transformador de refe-

rencia del aparato; el conductor delgadoconduce la corriente de excitación, vienedesde el aparato hasta el conector tipoprensa en forma de “C” y se conectaeléctricamente al tornillo del conector. Elconductor grueso llega a la clavija que estope del tornillo, la cual está eléctricamenteaislada del resto de la masa del conector.

Asegúrese que el tornillo y la clavija topehacen buen contacto con la terminal deltransformador que se va a probar.

Terminal de excitación (X2) Roja. Es uncable similar al descrito anteriormente, perocon el conector “C” marcado en color rojo.

Terminal secundaria (H1) Negra. Es unconductor sencillo de cable flexible, dediámetro mucho más pequeño que lasterminales de excitación X1 y X2. En elextremo trae un conector tipo “caimán” conresorte y cubierta aislante color negro. Estaterminal conecta el secundario del

transformador de referencia del TTR con eltransformador bajo prueba.

Terminal secundaria (H2) Roja. Es unconductor similar al descrito anteriormente,pero identificado por el color rojo de la cu-bierta aislante del caimán.

Vóltmetro (V). Tiene una marca en el valorde 8 V y unas marcas a cada lado paraindicar el rango correcto de voltaje para laprueba. Es un vóltmetro de corriente

alterna del tipo de hierro-móvil conectadopara leer el voltaje a la salida delgenerador.

Ampérmetro (A). Es también un instru-mento del tipo de hierro móvil y estáconectado para leer la corriente de salidadel generador. Como la frecuencia y laforma de onda varían durante la prueba, elinstrumento no está calibrado en amperes,

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sino que la escala está dividida arbitra-riamente en 10 divisiones iguales.

Detector (D). Es un microampérmetro decorriente directa con cero al centro, usadopara indicar la magnitud y polaridad de lacorriente que circula en el secundario deltransformador de referencia. El medidorestá conectado del tal manera que cuandola relación del transformador bajo prueba esmayor que la relación indicada en el TTR, laaguja del galvanómetro se defle-xiona haciala izquierda. No ajuste el cero de éste,excepto como se indica más adelante.

Primer selector (S1). Incrementa la rela-ción de espiras del transformador de refe-rencia en pasos de 10, desde 0 hasta 120.La carátula está marcada con las gradua-ciones 0, 1, 2, ..., 11, 12. La relación seaumenta girando el selector en el sentidode las manecillas del reloj.

Segundo selector (S2). Incrementa larelación de espiras del transformador dereferencia en pasos de 1, desde 0 hasta10. La carátula está marcada con lasgraduaciones 0, 1, 2, ..., 8, 9. Girando elselector en el sentido de las manecillas delreloj, la relación se incrementa como su-cede con S1.

Tercer selector (S3). Incrementa la rela-ción de espiras del transformador de refe-rencia en pasos de 0.1, desde 0 hasta 1.

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

Cuarto selector, potenciómetro (R4). Incre-menta la relación efectiva de espiras deltransformador de referencia en formacontinua desde 0 hasta 0.1. La carátulaestá dividida en 100 partes y marcada con0, 05, 10, 15,..., 95. El giro es el mismo queen S1. Existe una región de la carátulamarcada con “OPEN” que indica una sec-ción abierta del potenciómetro, la cual seusa para abrir el circuito secundario cuan-do se requiere para fines de comprobación.

Punto decimal. Es una marca localizadaentre el segundo y tercer selector parafacilitar la lectura de la relación. Para leerla relación después de haber obtenido elbalance (la aguja del galvanómetro esta-bilizada en 0 y con 8 V de excitación), secopia la lectura del primer selector, lecturadel segundo selector, punto decimal, lectu-ra del tercer selector y finalmente la lecturadel cuarto selector. Como por ejemplo:(11) (7) (.) (3) (42½) deberá leerse:

117.3425.Conector de tierra. Es una terminal usadapara conectar la caja del aparato a tierra sise desea.

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AMPERMETRO

VOLTMETRO

TERMINAL PARA

CONEXION A TIERRA

H2

(ROJO)

H1

(NEGRO)

X2

(ROJO)

X1(NEGRO)

TARJETA DE

INSTRUCCIONES

DETECTOR (D)

PUNTO DECIMAL

MANIVELA

POTENCIOMETRO

(R4)S1 S2 S3

CUBIERTA DE COLOR

ROJO O NEGRO

MATERIAL AISLANTE

CONDUCTOR DELGADO CONECTA EL

GENERADOR DEL TTR CON LA TERMINAL

CLAVIJA TOPE DEL TORNILLO,

CONECTADA AL TRANSFORMADOR

DE REFERENCIA DEL TTR

TTR

TERMINAL DE EXCITACION

TERMINALES DE

EXCITACION

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

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D

S

N

0123 4

5678

9101112

0

12 3

4

5

678

9

V

A

0

0

012 ESPIRAS

12 X 900ESPIRAS

S1 S2 S3

90ESPIRAS

TRANSFORMADOR

DE REFERENCIA

DE RELACION

SELECTORES

VOLTIMETRO

AMPERIMETRO

DE AISLAMIENTO

TRANSFORMADOR

GENERADOR

DETECTOR

RECTIFICADOR

SINCRONO

PUENTEMODULADOR

TERMINALESDE PRUEBA

ROJO NEGRO

H2 H1

ROJO NEGRO

X2 X1

RA 2

1000

1000RA 1

1000RB 1

RB 21000

R4 240

R332

VOLTS

8 VOLTS8

378

A B

CD

4

G

R4

9 X 90ESPIRAS

0

9 X 9ESPIRAS

0

2 3

89

1

0

6

4

5

7

2 3

89

1

0

6

4

5

7

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

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5. Comprobación preliminar

Hay tres pasos para comprobar el funcio-

namiento correcto del aparato TTR. Coneste procedimiento se detecta rápidamentecualquier desperfecto en las partes másvulnerables del aparato como son: lasterminales y sus conectores, el circuito deldetector, los medidores y el potenciómetro(R4).

Si el aparato llega a fallar en cualquiera deestos procedimientos de comprobación, se-rá necesario consultar el manual en la sec-ción de mantenimiento para proceder a su

reparación.

5.1 Comprobación de balance

Coloque todos los selectores en cero(00.000). Conecte H1 con H2. Asegúreseque los tornillos de los conectores “C” (X1,X2) se encuentran atornillados hasta lamitad de su rosca, que no hagan contactocon el tope, además no deben tocarse entresí. Gire la manivela del generador hasta

lograr 8 V de excitación. Observe eldetector (D), la aguja debe permanecer alcentro de la escala sobre la marca cero. Sies necesario, ajuste la aguja a cero con undesarmador mientras mantiene laexcitación en 8 V. Suelte la manivela yobserve el detector (D). La aguja puedequedar ligeramente desviada de la marcacero, si esta desviación es mayor de 1/16”,ver el manual en la sección demantenimiento.

5.2 Comprobación de la relación cero

En las terminales de excitación (XI, X2)apriete los tornillos hasta el tope, asegú-rese que los tornillos hacen buen contactocontra la cara opuesta, si es necesariocoloque unas arandelas de cobre para ase-gurar un buen contacto. Mantenga separa-

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

Deje las terminales secundarias H1 y H2conectadas entre sí. Deje los selectores enlecturas de cero. Gire la manivela delgenerador hasta obtener 8 V de excitación,mientras gira observe el galvanómetro, si laaguja no indica cero (al centro), ajuste elcuarto selector hasta lograr que la agujaindique cero, mientras mantiene girando elgenerador con 8 V de excitación. El cuartoselector debe indicar una desviación nomayor de 1/2 división. El error que se

obtenga en la comprobación de la relacióncero, afectará las lecturas del cuarto selec-tor con la magnitud del error. Si el errorresulta inconveniente por ser grande, con-sulte el manual de mantenimiento. Estacomprobación puede hacerse aun cuandolas terminales de excitación se tengan co-nectadas a un transformador bajo prueba.

5.3 Comprobación de relación unitaria

En las terminales de excitación (X1, X2)apriete los tornillos hasta el tope, asegú-rese que los tornillos hacen buen contactocontra la cara opuesta, si es necesariocoloque unas arandelas de cobre para ase-gurar un buen contacto. Mantenga separa-das las terminales para que no se toquenentre sí durante la comprobación. Conectela terminal secundaria H1 de color negro ala terminal de excitación X1 de color negro.Conecte la terminal secundaria H2 de color

rojo a la terminal de excitación X2 de colorrojo.

Coloque los selectores en la lectura 1.000.Gire la manivela hasta obtener 8 V deexcitación, simultáneamente observe el gal-vanómetro, si la lectura no es cero, ajuste elcuarto selector hasta que el detectorindique cero, sin dejar de girar la manivela.Si el cuarto selector indica una lectura

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menor de cero, cambie los selectores hastaobtener una lectura de 0.9999, nuevamenteajuste el cuarto selector hasta que la aguja

del galvanómetro indique cero. El equipodebe leer 1.000 con casi la mitad de unadivisión en el cuarto selector. El error quese obtenga en la comprobación unitariaafectará en las lecturas del cuarto selectorcon la magnitud del error. Si este errorresulta inconveniente por su magnitud,consulte el manual de mantenimiento.

Esta comprobación debe hacerse sola-mente con las conexiones antes indicadas.

6. Procedimiento de prueba

6.1 Determinación de polaridad

Para obtener la relación de transformaciónen un transformador, se debe proceder enel siguiente orden:

a) Precaución: asegúrese que el trans-formador que se va a probar se en-cuentra completamente DESENERGIZA-

DO, verificando en el campo que tantointerruptores como cuchillas de cada unode los circuitos conectados a los deva-nados del transformador se encuentranen posición abierta. Las terminalesconectadas a tierra pueden dejarseconectadas si se desea.

b) Si el transformador bajo prueba seencuentra cerca del equipo energizadocon alta tensión, aterrice una terminal decada uno de los devanados, así como

también el TTR utilizando su terminal depuesta a tierra.

c) Conecte las terminales de excitación X1y X2 al devanado de menor tensión delos que van a ser comparados. Conectela terminal secundaria H1 a la terminalde mayor voltaje que corresponda a X1como se indica en la Fig. 6.1. Conectela terminal H2 a la otra terminal de mayor

voltaje. Cuando ambos deva-nadosestén conectados a tierra en una de susterminales, conecte las termina-les X1 y

H1 (negras) a los puntos aterrizados.Siempre excite el devanado de bajatensión completo.

d) Coloque los selectores del TTR en cerosy gire la manivela del generador 1/4 devuelta. Si el galvanómetro se deflexionahacia la IZQUIERDA, la conexión deltransformador es SUBSTRACTIVA. Lasterminales H1 y X1 (negras) se conec-tan a las terminales de la misma

polaridad, igualmente H2 y X2.e) Si el galvanómetro se deflexiona hacia la

DERECHA cuando el transformador hasido conectado y probado como se indi-có anteriormente, entonces la polaridades ADITIVA y es necesario intercambiarlas terminales H1 y H2 para conectarcorrectamente el TTR. Esto es, que lasterminales del mismo color deben irconectadas a los bornes de la mismapolaridad.

f) Una vez que el TTR ha quedado conec-tado al transformador, coloque losselectores en una lectura de 1.000 ylentamente gire la manivela. Observe elgalvanómetro, la aguja debe deflexio-narse hacia la izquierda. Simultánea-mente observe el ampérmetro y elvóltmetro. Si la aguja del ampérmetro sedeflexiona a plena escala mientras queen la aguja del vóltmetro no se apreciadeflexión alguna, esto es una indicaciónde que el transformador está tomandomucha corriente de excitación. Además,notará que la manivela resulta más difícilde girar, hay razón para sospechar de uncorto circuito involucrando una gran partedel flujo. Verifique sus conexionesasegurándose que las terminales deexcitación no están en corto, trate deobtener el balance del galvanómetro, si

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resulta imposible de obtener. Ver elpunto 6.4 “Condiciones anormales”.

Normalmente la aguja del ampérmetroindica valores altos y la del vóltmetro sedeflexiona ligeramente durante los ajus-tes preliminares. El voltaje de genera-ción se incrementa hasta 8 V conformese obtiene el balance del galvanó-metro. Las lecturas del ampérmetrodisminuirán dado que la carga del se-cundario se reduce a cero en el punto debalance.

6.2 Balance

Si el transformador ha sido conectado comose indicó anteriormente y el galva-nómetrose deflexiona hacia la izquierda como sedescribe en el inciso (f) del punto 6.1, elbalance puede realizarse.

Precaución: no gire la manivela si alguienestá tocando las terminales secundarias delTTR. Cuando la relación de transfor-mación es grande, se tienen voltajes del

orden de 1,000 V en el secundario alexcitarse con 8 V el primario deltransformador.

Gire el primer selector un paso en elsentido de las manecillas del reloj. Gire lamanivela del generador 1/4 de vuelta. Ob-serve el galvanómetro, si aún se deflexionahacia la izquierda, continúe girando elselector en el sentido de las manecillas delreloj hasta que finalmente en uno de los

pasos se observe que el galvanómetro seha deflexionado hacia la derecha, mientrastanto, continúe girando la manivela.

Regrese un paso el selector, el galva-nómetro se deflexionará hacia la izquierda.Continúe con el mismo procedimiento en el

segundo y tercer selector. Luego procedacon el cuarto selector (potenciómetro)girándolo lentamente en el sentido de lasmanecillas del reloj, hasta que las defle-xiones del galvanómetro sean pequeñas,mientras continúe girando lentamente lamanivela del generador. Ahora incrementesu velocidad hasta obtener una lectura de 8V, en ese momento ajuste el cuarto selectorhasta que la aguja del galvanómetro nomuestre deflexión fuera de la marca central

de balance.

6.3 Lectura de la relación

Una vez concluidos los puntos anteriores, larelación de transformación se puede leerdirectamente de las carátulas de losselectores. Después de haber obtenido elbalance, anote las cantidades indicadas porlos dos primeros selectores (S1 y S2).Coloque enseguida el punto decimal.Posteriormente anote las lecturas deltercero y cuarto selector.

Nota: en el cuarto selector, las lecturasinferiores al valor de 10 deben anotarse conun 0 al frente para conservar el valor real.Por ejemplo: una lectura de once divisionesdebe anotarse 11, pero una lectura de 7debe anotarse 07. El número de dígitos queson significativos en una prueba de TTRdepende de la precisión requerida. En la

mayoría de los casos, el error no excede el0.1%. Las lecturas se pueden redondearcon tres decimales.

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A V D

TRANSFORMADOR

DE REFERENCIA

DETECTORBALANCE

TRANSFORMADOR

BAJO PRUEBA

(POLARIDAD SUSTRACTIVA)

NEGROROJO

NEGRO

ROJO

H2

X2

H1

X1

N

S

GENERADOR

EQUIPO "TTR"

Fig. 6.1 Diagrama de conexiones.

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6.4 Condiciones anormales

Cuando no se puede obtener el balance

con las indicaciones descritas anterior-mente, existen dos caminos a seguir:

a) Si el transformador bajo prueba es decaracterísticas similares a otro probadoanteriormente y en éste no se lograobtener el balance, el problema puedeconsiderarse normalmente como un cor-to circuito o un circuito abierto en los de-vanados probados. Una corriente grandede excitación y un voltaje de generaciónbajo, son indicativos de un cortocircuito

en uno de los devanados. Las espirasen cortocircuito de un transformador bajoprueba, producen una componente decarga en la corriente primaria del trans-formador y esto afecta a la distribucióndel flujo y consecuentemente el flujopor vuelta. El número de espiras encorto circuito junto con su resistencia,reactancia y localización contribuyen a ladesviación de la corriente primaria nor-mal y a la relación de transformación. En

casos extremos la corriente primaria seincrementa sobrecargando el genera-dordel TTR. Cuando esto ocurre, esimposible lograr el balance y debe seguirun procedimiento alternativo de excitar eldevanado de alto voltaje y utilizar eldevanado de bajo voltaje comosecundario. Si esto se hace, la relaciónresulta menor que 1.0 y es apropiadollamarle relación inversa de vueltas,porque el término relación de vueltas

significa la relación de alto voltaje a bajovoltaje y siempre es mayor que la uni-dad. El TTR indica en estas condicionesla inversa de la relación de vueltasconsiderando esta prueba de pocaprecisión.

b) Cuando se tienen corriente y voltaje deexcitación normales, pero sin deflexiónen el galvanómetro, es indicativo de un

circuito abierto. Es posible determinarcuál de los devanados se encuentraabierto. Desconecte las dos terminales

secundarias H1 y H2. Abra una de lasmordazas de excitación (X) e inserte unapieza de fibra aislante entre la terminaldel transformador y la pieza que es topedel tornillo, la cual va conectada al cablegrueso que conecta el transformador dereferencia del TTR. Apriete el tornillonuevamente contra el borne del transfor-mador bajo prueba. Gire la manivela delgenerador. Si el primario está abierto(devanado de baja tensión del transfor-

mador bajo prueba) no se tendrá indica-ción de corriente en el ampérmetro. Si elampérmetro indica una corriente deexcitación normal, se puede concluir queel secundario se encuentra abierto, osea, el devanado de alta tensión deltransformador bajo prueba.

7. Conexiones de prueba

Transformadores polifásicos.

La medición de la relación de espiras de untransformador de “n” fases, consiste de “n”mediciones monofásicas para determinar larelación entre espiras primarias y espirassecundarias de cada fase.

El número de pruebas aumenta cuando setienen más de dos devanados en la mismafase, como en el caso de los transformado-res de tres devanados.

Primeramente, es necesario interpretar eldiagrama vectorial para hacer las cone-xiones correctamente, o sea que las dosbobinas que se van a probar estén monta-das sobre la misma pierna del núcleo.

En la práctica, se obtienen pequeñas dife-rencias en los valores de relación medidosen devanados de diferentes piernas o fa-ses, aún cuando la relación real de espiras

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sea idéntica. Esto se debe a que el circuitomagnético en cada prueba presenta dife-rente permeabilidad. Por ejemplo: cuando

se prueban las fases 1 ó 3 en un transfor-mador trifásico, el circuito magnético inclu-ye a la pierna adyacente (fase 2) y la piernaextrema.

Cuando se prueba la fase 2 o central, elcircuito magnético incluye las dos piernasadyacentes. Por lo tanto, los valores derelación medidos en la fase central seránligeramente mayores que los correspon-dientes a las fases 1 y 3. Sin embargo, la

magnitud de estas diferencias son peque-ñas en transformadores bien diseñados.

En las Figs. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 que vie-nen a continuación, se indican las conexio-nes del TTR. En el transformador de lasfiguras se presenta la prueba No. 1. Pararealizar las siguientes pruebas será nece-

sario cambiar las conexiones como seindica en la tabla de la figura. En cada unade las pruebas es necesario mover el

cambiador de taps a cada una de sus posi-ciones y anotar las lecturas en el formatoindicado.

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

TERMINALES DE EXCITACIÓN:

X1 negra = GN

X2 roja = GR

TERMINALES SECUNDARIAS:

H1 negra = CN

H2 roja = CR

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Utilizando la Forma No. 1

H1 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.

HO

C

C

G

DIAGRAMA VECTORIAL

H1 H3

H0

H2X2

X3

X1

R

G RN

N

PRUEBACONEXIONES DE PRUEBA 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 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.C

C

G

DIAGRAMA VECTORIAL

H1 H3

H0

H2X2

X3

X1

R

G R

X0

N

N

PRUEBA CONEXIONES DE PRUEBA MIDECN CR GN GR

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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CFE/STTC

Utilizando el Formato No. 1

Y1 Y2 Y3

H1 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.

HO

C

C

G G

R

R N

N

X0 X2

H1

HO

H3 X1 X3

X0Y1

DIAGRAMA VECTORIAL

Y3

Y2

H2

PRUEBA CONEXIONES DE PRUEBA 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 φ15 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

NOTA: Para transformadores de tres devanados con terciarioinaccesible, se realizarán únicamente las tres primeraspruebas.

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

01 VOL I SE 00


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17



CFE/STTC


Y1 Y2 Y3

H1 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.

HO

C

C

G G

DIAGRAMA VECTORIAL

H1 H3

H0

H2Y2

Y3

Y1

X0

R

R

X2

X0

X3X1N

N


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 φ34 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

NOTA: Para las pruebas en todas las posiciones del cambiador de taps (bajocarga), se requiere usar tres hojas del formato No. 2. En la hoja 1 de 3 seanotarán 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.

01 VOL I SE 00


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18



CFE/STTC


H1

X1

T. T. R.

HO

C

C

G

DIAGRAMA VECTORIAL

R

R

G

X0

Y1 Y2 H1 Y1

X1

H0 Y2X0N

N


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.

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19



CFE/STTC

8. Reportes e interpretación deresultados

Los resultados de las pruebas se anotan enlos formatos que se indican en las figurasde conexiones de prueba. Se anexan lasformas de reporte 1, para transformadoresy la forma 2 para autotransformadores, paracada una se anexa también un ejemplo.

Para interpretar los resultados, es necesa-rio calcular el porciento de diferencia segúnla ecuación 1:

% DIF RT RM

R T

= −

×100 [1]

donde:

RT = Relación teórica

RM = Relación medida

Como regla general se dice que elporciento de diferencia no debe ser mayorde 0.5, sin embargo, de una muestra de155 pruebas, los valores % de diferenciaencontrados fueron los siguientes:

% DIF Cantidad %

menores a 0.05 35

de 0.06 a 0.10 44 79.4

de 0.11 a 0.15 44

de 0.16 a 0.20 10

de 0.21 a 0.25 15 16.7

de 0.26 a 0.30 1

de 0.31 a 0.35 4

mayores a 0.35 2 3.9

155 100

Se puede apreciar que en el 79.4% de laspruebas realizadas se obtuvo un porciento

de diferencia menor de 0.15, 16.7% en elrango de 0.16 a 0.30 y sólo el 3.9% de losresultados fueron mayores de 0.31.

Los resultados anteriores corresponden atransformadores de diferentes marcas, de230 y 115 kV, se utilizaron diferentes equi-pos de prueba TTR, los cuales fueron ope-rados por diferentes personas.

9. Relaciones mayores de 130

Cuando sea necesario medir relaciones detransformación mayores de 130, que es el

máximo valor posible de medir con el TTR,se puede utilizar un transformador auxiliarportátil o el transformador de referencia deun segundo equipo TTR.

9.1 Utilizando un transformador auxiliar

Conecte el transformador auxiliar como seindica en la Fig. 9.1, el primario (XI y X2) enparalelo con las terminales primarias (XI yX2) del TTR, por facilidad estas cone-

xiones pueden hacerse sobre los bornes debaja tensión del transformador bajo prueba.El secundario del transformador auxiliar seconecta en serie con el devanado de altatensión del transformador bajo prueba co-mo se indica en la Fig. 9.1. Con esta cone-xión el porcentaje de error es el mismo queen las mediciones normales de TTR, perola relación de transformación se incrementapor la relación del transformador auxiliar.Cuando se usa la relación de 200 la

relación leída en los selectores del TTR alobtener el balance, con lo cual se puedenmedir relaciones hasta de 330. Existe untransformador auxiliar fabricado por JamesG. Biddle, catálogo 55030, de relación100/200 a 1 y con precisión de ± 0.1%.9.2 Utilizando un segundo TTR

01 VOL I SE 00


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20



CFE/STTC

Se puede utilizar el transformador auxiliarpara hacer mediciones hasta de 250. VerFig. 9.2. Conecte las terminales de excita-

ción del TTR normal al transformador bajoprueba. Conecte las terminales de excita-ción del TTR auxiliar a las terminales debaja tensión del transformador bajo prueba,colocando la terminal roja en el mismoborne ocupado por la terminal roja del TTRnormal. Aísle el generador del TTR auxiliarcolocando un pedazo de fibra o baquelitaentre el tornillo de la mordaza y el borne deltransformador. Conecte una de lasterminales secundarias a la terminal secun-

daria de color opuesto del TTR auxiliar.Las terminales que quedan se conectan altransformador bajo prueba de acuerdo a lapolaridad correspondiente. Colocar elprimer selector (S1) en la posición de 12 y

los demás en cero, o sea con una lecturade 120.000. Proceda a establecer el balan-ce utilizando el galvanómetro y los selecto-

res del TTR normal. A la lectura obtenidasúmele 120, la suma obtenida es la rela-ción del transformador bajo prueba y el por-ciento de error involucrado es el que setiene normalmente con cualquier TTR.

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.

H1 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.

DIAGRAMA VECTORIAL

H1 H3

X0

H2X2

X3

X1

G R

X0

HG

NC

RC

TRANSF

AUXILIAR

RELACION 100 : 1 - 200 : 1 RELACION 0 - 130

RG

G N

C R

C N

Fig. 9.1 Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador auxiliarmarca J. G. Biddle Cat. 55030

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21



CFE/STTC

H1 H2 H3

X1 X3X2

T. T. R.

DIAGRAMA VECTORIAL

H1 H3

X0

H2 X2

X3

X1X0

RELACION 0 - 130

T. T. R.

R

G

C R

C

G

RELACION 120 : 1

Terminal de excitacion del TTR auxiliar

Colocar un pedazo de baquelita entre

el tornillo y la terminal del transformadorpara aislar el generador del TTR

G RG

C

C R

N

N

N

N

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

MATERIAL AISLANTE

TORNILL

TERMINAL DEL TRANSFORMADOR

BAJO PRUEBA

TOPE DEL TORNILLO CONECTADO AL

TRANSFORMADOR DE REFERENCIA DE TTR

CONDUCTOR DELGADO QUE

CONECTA AL GENERADOR DEL TTR

FIBRA AISLANTE O BAQUELITA

PARA AISLAR EL GENERADOR DEL TTR

Fig. 9.3 Terminal de excitación de un TTR.

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REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE

PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES

ZONA_____________________________ _

SUBESTACIÓN______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________

AUTOTRANSFORMADOR____________ _

CLAVE_____________________ CLAVESIRENO__________________________________

ENFRIAMIENTOTIPO________________

FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _

CAPACIDADH________________

MVA_______________________ kV H_________________ _

X________________MVA_______________________ kV X_________________

_

Y________________MVA_______________________ kV Y_________________

_

TAPVOLTAJE

KVFASE FASE FASE

RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIONES % DIF. CONEXIONES % DIF. CONEXIONES % DIF.

H - X

H - Y

H - Y

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

Relación teórica

OBSERVACIONES _______________________________________ _______________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

SERIE TTR __________________ REPORTE No. ____________

PRUEBA EFECTUADA POR ______________ ______________

NOMBRE FIRMA

AEC-14 SGP-A011-S 82 06 30

01 VOL I SE 00


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PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES

ZONA_____________________________ _

SUBESTACIÓN______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________

AUTOTRANSFORMADOR____________

_

CLAVE_____________________ CLAVE

SIRENO__________________________________ENFRIAMIENTOTIPO________________

FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _

CAPACIDADH________________

MVA_______________________ kV H_________________ _

X________________MVA_______________________ kV X_________________

_

Y________________MVA_______________________ kV Y_________________

_

TAP VOLTAJEKV

FASE FASE FASE

RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN

% DIF. RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN % DIF. RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN % DIF.

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

OBSERVACIONES __________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

SERIE TTR _____________________ REPORTE No. ____________

PRUEBA EFECTUADA POR ___________________ ______________

NOMBRE FIRMA

AEC-14 SGP-A011-S 82 06 30

01 VOL I SE 00


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PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES

ZONA CULIACÁN SUBESTACIÓN CULIIACÁN No.4 CLAVE O.S CUC FECHA 79 02 12

TRANSFORMADOR No. 1 CLAVE TRI CLAVE SIRENO KOLA 1260

ENFRIAMIENTO TIPO OA/FA/FA2 FASES 3 MARCA IEM SERIE 26-0050-3

CAPACIDAD H 18 / 24 /30 MVA 110.0 kV H DELTA

X 18 / 24 /30 MVA 13.8 kV X ESTRELLA

Y MVA kV Y

TAPVOLTAJE

KV

FASE 1 FASE 2 FASE 3

RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIONES % DIF. CONEXIONES % DIF. CONEXIONES % DIF.

H - X H1H3 VS X1X0 H2 H1 VS X2X0 H3H2 VS X3X01 115500 14.495 14.495 0.00 14.497 0.00 14.495 0.00

2 112750 14.150 14.141 0.063 14.145 0.035 14.141 0.0633 110000 13.805 13.805 0.123 13.791 0.101 13.788 0.1234 107250 13.459 13.451 0.059 13.455 0.029 13.451 0.0595 104500 13.114 13.098 0.122 13.102 0.091 13.098 0.122

H - Y

H - Y

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

OBSERVACIONES : Prueba hecha después de armado, sinaceite

_______________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

SERIE TTR 1996 REPORTE No 1-79

PRUEBA EFECTUADA POR ING. G. NAVARRO _____________

NOMBRE FIRMA

AEC-14 SGP-A011-S 82 06 30

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PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES

ZONA GUAYMAS SUBESTACIÓN PLTA. GUAYMAS II CLAVE O.S PDG FECHA 77 12 21

AUTOTRANSFORMADOR

No. 1 CLAVE ATRI CLAVE SIRENO KOAL 0205

ENFRIAMIENTO TIPO OA/FA1/FA2 FASES 1 MARCA MITSUBISHI SERIE 556821

CAPACIDAD H 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

TAP VOLTAJEKV

FASE FASE FASE

RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN

% DIF. RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN % DIF. RELACIÓNTEÓRICA

CONEXIÓN % DIF.

H1H0X1X0 H1H0Y1Y2 X1X0Y1Y2

10L 242000 2.104 2.102 0.096 10.122 10.093 0.2869L 239900 2.095 2.083 0.095 10.030 10.003 0.2698L 237600 2.066 2.064 0.096 9.939 9.914 0.2517L 235400 2.046 2.046 0.000 9.943 9.824 0.1936L 233200 2.027 2.028 0.049 9.751 9.734 0.1745L 231000 2.008 2.008 0.000 9.660 9.644 0.1654L 229800 1.989 1.989 0.000 9.569 9.555 0.1463L 226600 1.970 1.971 0.050 9.477 9.465 0.1262L 224400 1.961 1.953 0.102 9.386 9.375 0.1061L 222200 1.932 1.934 0.103 9.294 9.285 0.096N 220000 1.913 1.915 0.104 9.203 9.197 0.651 4.811 4.809 0.041

1R 217600 1.893 1.997 0.528 9.107 9.106 0.0102R 215600 1.874 1.875 0.266 9.015 9.017 0.0223R 213400 1.855 1.860 0.269 8.924 8.928 0.0444R 211200 1.836 1.844 0.435 8.832 8.838 0.0675R 209000 1.817 1.822 0.275 8.741 8.748 0.080

6R 206800 1.798 1.805 0.794 8.650 8.660 0.1157R 204600 1.779 1.786 0.393 8.558 8.569 0.1288R 202400 1.760 1.762 0.113 8.467 8.479 0.1419R 200200 1.740 1.749 0.517 8.371 8.389 0.21510R 198000 1.721 1.729 0.464 8.279 8.299 0.241

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

Relación teórica

OBSERVACIONES _____________________________________________________ _____________________________________________________

_____________________________________________________ _____________________________________________________

SERIE TTR _____________________ REPORTE No. ____________

PRUEBA EFECTUADA POR ___________________ ______________

NOMBRE FIRMA

AEC-14 SGP-A011-S 82 06 30

01 VOL I SE 00

Documents

Prueba Relacion de Transformacion Ttr