Relacion de Transformación (TTR/DTR)

El significado de la prueba de Relación de Transformación es la razón del numero de espiras del devanado de alta tensión contra las de baja tensión. Por lo tanto en un transformador el cual posee derivaciones de tensión (TAP´s) se deberá comprobar la relación teórica según la placa de datos del mismo contra lo que se obtenga de lo ensayado en campo, de esta manera se podrá tener un pequeño panorama acerca de las condiciones de ambos devanados (Baja tensión y Alta tensión) así como del sistema magnético del núcleo.

Conceptos:

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la ecuación:

La relación de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario o tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario o tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario:

El producto de la diferencia de potencial por la intensidad (potencia) debe ser constante.

Aplicaciones:

Para la medición con el TTR, se debe seguir el circuito básico de la figura 1: cuando el detector DET está en balance, la relación de transformación es igual a R/R1.

La tolerancia para la relación de transformación, medida cuando el transformador está sin carga, debe ser de ± 0,5% en todas sus derivaciones.
Para poder realizar la medición de este parámetro se utilizan equipos denominados medidores TTR (Transformer Turns Ratio) o DTR (Digital Transformer Ratiometer), estos equipos nos proporcionaran datos numéricos acerca de la relación de espiras en el equipo sometido a prueba.
Un TTR o DTR de última generación nos ayuda a identificar:

• Espiras cortocircuitadas

• Circuitos abiertos

• Conexiones incorrectas

• Fallas internas o defectos en el valor de la relación de vueltas de los cambiadores de TAP´s, así como en transformadores.

• Problemas en los bobinados y en el núcleo, como parte de un programa de mantenimiento regular.

Tipos de TTR:

En la actualidad, los TTR se dividen en dos grupos: monofásicos y trifásicos. Algunos fabricantes ofrecen TTR monofásicos que son capaces de medir por fase la relación de vueltas, corriente de excitación, desviación de fase, resistencia de los enrollamientos "X" & "H" y polaridad de la conexión de los enrollamientos "X" & "H" de transformadores de distribución y corriente, así como también de reguladores de tensión.

Asimismo, los TTR trifásicos automáticos están diseñados para medir la relación entre el número de espiras del secundario y del primario en forma simultánea en las tres fases de transformadores de potencia, instrumentación y distribución en subestaciones o fábricas.

Ya que conocemos los conceptos fundamentales de esta prueba así como características simples de los equipos de medición usados en la determinación de la misma, solo nos falta una cosa mas, saber las conexiones adecuadas para una medición. Para ello necesitamos saber tres puntos importantes:

• Tipo de equipo de medición a emplear (monofásico / Trifásico)

• Tipo de Transformador a determinar esta medición (Conexiones Alta y Baja tensión)

• Manufactura del transformador (Americanos / Europeos)

Los transformadores manufacturados en américa principalmente usan una simbologia para determinar el lado de alta tensión (H) y baja tensión (X); por otra parte la manufactura europea nos presenta una diferencia simple la cual es que en alta tensión se encontrara como U,V y W; y por el lado de baja tensión como u, v y w.

                   Americano                       Europeo

                         Alto Voltaje            H1, H2 y H3                     U, V y W                              Bajo Voltaje           X0, X1, X2 y X3                N, u, v y w

Ahora que ya sabemos lo que podemos encontrar en el transformador para indicarnos alta y baja tensión, es importante saber el tipo de conexión que se maneja dentro del equipo eléctrico, lo primero que podemos encontrar es una conexión tipo Delta-Estrella, algunas otras pueden ser Estrella-Estrella, Delta-Delta.
Por que Estrella y Delta, esto se refiere a la manera en la cual esta configurada tanto la alta como la baja tensión; como ejemplo en la siguiente imagen:

El equipo usado nos dará pauta a ver el tipo de conexiones a realizar, por ejemplo en el caso de equipos TTR trifásicos, dependiendo del fabricante y prestaciones del equipo podemos encontrar Tres cables para alta tensión y cuatro para la baja tensión, o en su caso cuatro cables para cada lado del transformador, haciendo un tanto mas sencilla la manera de conectar los cables para realizar las mediciones.

Por otro lado tenemos los equipos monofásicos los cuales solo cuentan con dos cables para cada lado del transformador (Alta tensión y Baja tensión), haciendo un poco mas compleja la conexión de los mismos dependiendo también del tipo de configuración en el transformador a evaluar.

Nos centraremos en la determinación con equipos monofásicos y en una configuración americana, los equipos cuentan con un par de cables rojos (H) y un par de cables negros (X), la conexión se hará de la siguiente manera:

Esperamos que la información aquí presentada sea de mucha ayuda a ustedes, así mismo les recordamos en caso de dudas, sugerencias o peticiones a tratar algún tema o en su caso quejas por favor háganos saberlo con sus comentarios en este blog, así mismo también si desean algún tipo de servicio háganos saberlo y con gusto le atenderemos.