Prueba de Grupo Vectorial de Transformadores con la CPC 100: Una Guía Completa

Indagaremos en los fundamentos de los grupos vectoriales, su importancia, el procedimiento de prueba con la CPC 100 y las normas relacionadas.

Las pruebas de grupo vectorial en transformadores son esenciales para determinar la configuración de las conexiones de los devanados y la relación de fase entre las tensiones de línea y de fase. La CPC 100 de OMICRON es una herramienta versátil y avanzada que facilita la realización de estas pruebas con precisión y eficiencia. En este blog, exploraremos en detalle los fundamentos de los grupos vectoriales, su importancia, el procedimiento para realizar estas pruebas utilizando la CPC 100 y las normas relacionadas.

Fundamentos de los Grupos Vectoriales
AspectoDescripción
Tipo de ConexiónDescripción de cómo están conectados los devanados primarios y secundarios:
D (Delta): Conexión en triángulo.
Y (Estrella): Conexión en estrella.
Z (Zigzag): Conexión en zigzag.
Desfase Horario

Un número de 0 a 11 que indica el desfase horario entre las tensiones de fase del devanado primario y secundario, basado en un reloj de 12 horas (por ejemplo, 0 = 0 grados, 6 = 180 grados, 11 = 330 grados).

  • 0: No hay desfase entre el primario y el secundario.
  • 1: Hay un desfase de 30 grados en el sentido positivo (avanzado) entre el primario y el secundario.
  • 2: Hay un desfase de 60 grados en el sentido positivo (avanzado) entre el primario y el secundario.
  • 3: Hay un desfase de 90 grados en el sentido positivo (avanzado) entre el primario y el secundario.
  • 4: Hay un desfase de 120 grados en el sentido positivo (avanzado) entre el primario y el secundario.
  • 5: Hay un desfase de 150 grados en el sentido positivo (avanzado) entre el primario y el secundario.
  • 6: Hay un desfase de 180 grados, que es el máximo desfase posible en un sistema de tres fases.
  • 7 a 11: Representan desfases en el sentido negativo (atrasado) respecto al primario.
Ejemplos ComunesDy11: Primario en Delta, secundario en Estrella, desfase de 330 grados.
Yd1: Primario en Estrella, secundario en Delta, desfase de 30 grados.
Yyn0: Ambos devanados en Estrella, neutro aterrizado, sin desfase.
Importancia de los Grupos Vectoriales
ImportanciaDescripción
Compatibilidad y SincronizaciónAsegura la correcta operación de transformadores en paralelo y evita corrientes no deseadas y desbalances.
Reducción de ArmónicasAlgunas configuraciones ayudan a reducir armónicas, mejorando la calidad de la energía.
Requisitos de DesfaseAplicaciones específicas requieren desfases para la correcta transferencia de potencia.
Estabilidad del SistemaLa correcta conexión a tierra y el grupo vectorial afectan directamente la estabilidad del sistema eléctrico.
Normas Relacionadas
NormaDescripción
IEC 60076-1– Define el grupo vectorial como la designación que describe la relación de fase entre el devanado primario y el secundario del transformador.
– Establece los procedimientos de prueba de grupo vectorial que deben realizarse tanto en fábrica como en el campo.
IEEE C57.12.90– Detalla los procedimientos de prueba de grupo vectorial, incluyendo el uso de dispositivos como la CPC 100.
– Establece los tipos de equipos de prueba y métodos aceptables para realizar la prueba de grupo vectorial.
Ecuaciones de Comparación para Grupos Vectoriales Comunes
Grupo VectorialEcuaciónExplicación
Yyn0VS-s = VT-tEl voltaje entre la fase S del primario y la fase s del secundario debe ser igual al voltaje entre la fase T del primario y la fase t del secundario.
Yyn0VS-t = VT-sEl voltaje entre la fase S del primario y la fase t del secundario debe ser igual al voltaje entre la fase T del primario y la fase s del secundario.
Yyn0VT-t < VT-sEl voltaje entre la fase T del primario y la fase t del secundario debe ser menor que el voltaje entre la fase T del primario y la fase s del secundario.
Yyn0VS-s < VS-tEl voltaje entre la fase S del primario y la fase s del secundario debe ser menor que el voltaje entre la fase S del primario y la fase t del secundario.
Yyn0

VR-N =

(VN-n) + (Vr-n)

El voltaje entre la fase R del primario y el neutro debe ser igual a la suma del voltaje entre el neutro del primario y el neutro común y el voltaje entre la fase r del secundario y el neutro común.
YNd1VS-s = VT-sEl voltaje entre la fase S del primario y la fase s del secundario (desplazada 120 grados) debe ser igual al voltaje entre la fase T del primario y la fase s del secundario (desplazada 120 grados).
YNd1VT-s = VT-tEl voltaje entre la fase T del primario y la fase s del secundario (desplazada 120 grados) debe ser igual al voltaje entre la fase T del primario y la fase t del secundario (desplazada 240 grados).
YNd1VS-t < VS-sEl voltaje entre la fase S del primario y la fase t del secundario (desplazada 240 grados) debe ser menor que el voltaje entre la fase S del primario y la fase s del secundario (desplazada 120 grados).
YNd1VT-t < VS-tEl voltaje entre la fase T del primario y la fase t del secundario (desplazada 240 grados) debe ser menor que el voltaje entre la fase S del primario y la fase t del secundario (desplazada 240 grados).
Explicación de las Variables
  • VR-N: Voltaje entre la fase R y el neutro.
  • VN-n y Vr-n: Voltaje entre el neutro del primario/secundario y el neutro común.
  • VS-s y VT-t: Voltaje entre las fases S y T del primario y las fases s y t del secundario.
  • VS-t y VT-s: Voltaje entre la fase S del primario y la fase t del secundario y viceversa.
Prueba de Grupo Vectorial con la CPC 100
PasoDescripción
1. Preparación del Equipo– Configurar el instrumento de prueba calibrado en una base firme, nivelada y en un área seca.
– Limpiar a fondo todos los aisladores del transformador a probar.
– Mantener el cambiador de tomas del transformador en el tap nominal.
– Identificar los parámetros de prueba y terminales para una conexión adecuada.
– Referirse a las ilustraciones y diagramas de conexión de prueba proporcionados.
2. Selección de la Prueba– En el menú de la CPC 100, seleccionar “Prueba de Transformador” y luego “Prueba de Grupo Vectorial”.
3. Aplicación de la Señal– Aplicar voltaje de 440V trifásico a los terminales de los devanados HV (RST) con suministro de 440V, 60Hz.
– Cortocircuitar fase R y r y repetir para S-s, y T-t.
4. Medición y Análisis– La CPC 100 medirá y analizará el desfase entre las tensiones primarias y secundarias.
5. Comparación– Comparar el grupo vectorial detectado con las especificaciones del transformador.
6. Registro de Resultados– Registrar el resultado de la prueba en los formularios de prueba aplicables.
– Evaluar si todos los valores medidos satisfacen las ecuaciones de comparación.

 

Procedimientos Detallados de Prueba con la CPC 100
  1. Preparación del Equipo:
    • Configurar el Instrumento: Coloca la CPC 100 en una base firme y nivelada en un área seca. Asegúrate de que el dispositivo esté calibrado.
    • Limpieza de Aisladores: Limpia a fondo todos los aisladores del transformador para asegurar conexiones limpias y precisas.
    • Ajuste del Cambiador de Tomas: Mantén el cambiador de tomas del transformador en el tap nominal para la prueba.
  2. Identificación y Conexión:
    • Identificar Terminales: Identifica correctamente los terminales HV (RST) y LV (rst) del transformador.
    • Conexión de la CPC 100: Conecta los cables de prueba a las terminales HV y LV del transformador siguiendo los diagramas de conexión proporcionados.
  3. Aplicación de Voltaje y Medición:
    • Aplicar Voltaje: Aplica un voltaje de 440V trifásico a los terminales HV (RST) usando la CPC 100.
    • Cortocircuito de Fases: Cortocircuita fase R y r, repite para S-s y T-t.
    • Medición Automática: La CPC 100 medirá automáticamente las tensiones en el devanado secundario y analizará el desfase.
  4. Análisis y Comparación:
    • Análisis de Resultados: La CPC 100 analizará el desfase y mostrará el grupo vectorial detectado.
    • Comparación con Especificaciones: Compara el grupo vectorial detectado con el especificado en la placa de características del transformador.
  5. Registro y Evaluación:
    • Registrar Resultados: Registra los resultados en los formularios de prueba aplicables.
    • Evaluación de Valores: Evalúa si todos los valores medidos satisfacen las ecuaciones de comparación específicas del grupo vectorial.
Conclusión

La prueba de grupo vectorial es esencial para verificar la correcta conexión y operación de los transformadores. Utilizar la CPC 100 de OMICRON simplifica este proceso, asegurando mediciones precisas y análisis confiables. Comprender los grupos vectoriales y su importancia en el diseño y mantenimiento de sistemas eléctricos es crucial para asegurar la estabilidad y eficiencia de la red eléctrica.

La correcta selección y prueba del grupo vectorial no solo garantiza la operación segura y eficiente del transformador, sino que también protege los equipos y mejora la calidad de la energía en la red. 

Esperamos que este blog te haya proporcionado una visión clara y útil sobre cómo realizar pruebas de grupo vectorial en transformadores utilizando la CPC 100. Si tienes más preguntas o necesitas asistencia adicional, no dudes en contactarnos.

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