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ElectronSeguridad en su energa

Nmero 13, Mar. 2015

Prueba de prdidas en vaco y corriente de excitacin

La corriente de excitacin y las prdidas sin carga estn en funcin de lafrecuencia, el voltaje y la forma de onda del voltaje aplicado. Las medicionesa la hora de la prueba son particularmente sensibles a la forma de onda delvoltaje aplicado, de tal forma que si la forma de onda no es senoidal lasmediciones variarn ampliamente. Por esta razn, una onda senoidal ha sidoestablecida como referencia normalizada para estas pruebas. En la prctica,una onda senoidal es difcil de obtener, consecuentemente. Las medicionesdeben ser corregidas a la base de una onda senoidal.La corriente de excitacin y las perdidas sin carga son determinadas deldiagrama de conexiones mostrado en la Figura 1, el cual es para untransformador monofsico. Un diagrama de conexiones trifsico con mediciny fuente trifsica deben ser usados para un transformador trifsico. La pruebaes realizada aplicando el voltaje nominal a las terminales del devanadoprimario del transformador con las terminales del devanado secundario sincarga.

Corriente de excitacin.Esta prueba es uno de los medios usados para verificar que el diseo delncleo y su comportamiento son satisfactorios. La corriente de excitacinpuede ser leda directamente del amprmetro en la Figura 1. La corriente deexcitacin consiste de una componente magnetizante y una componente deprdidas. La magnitud de la componente magnetizante es determinada porla forma de la curva de comportamiento del acero al silicio, la densidad delflujo magntico y el nmero de vueltas en el devanado primario.La componente de prdidas es determinada por las prdidas en el ncleo.Los transformadores son usualmente diseados para operar a densidades deflujo magnticas cercanas a los valores de saturacin o a la llamada rodilla dela curva de comportamiento magntico del acero al silicio. Esto permite usarncleos econmicos y an permiten que el transformador pueda ser operadode acuerdo con las normas, las cuales requieren que:

1. El transformador sea capaz de ser operado a un 5% arriba del voltajenominal a plena carga, sin exceder el rango de incremento de temperatura.Esto es aplicable cuando el factor de potencia de la carga es 80% o ms grande.

2. El transformador sea capaz, sin exceder su rango de incremento detemperatura, de operar a un 10% arriba del voltaje sin carga en las terminalesdel secundario.

En la Figura 2, la corriente de excitacin es mostrada como una funcin delvoltaje en las terminales para un transformador tpico. Se puede observarque si el voltaje es incrementado arriba de su valor nominal, la corriente deexcitacin se incrementa muy rpidamente. Este rpido incremento en lacorriente es una indicacin de que el ncleo se esta aproximando al nivel desaturacin. De forma que es importante que el transformador sea operadodentro de los lmites indicados arriba.

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Perdidas sin carga.Las prdidas sin carga prdidas de excitacin realmente consisten de lasprdidas del acero del ncleo, de las prdidas dielctricas en el aislamiento y delas prdidas debidas a la circulacin de la corriente de excitacin. Normalmentelas prdidas dielctricas en los devanados son despreciables cuando soncomparadas con las prdidas del acero del ncleo.Las prdidas sin carga, como su nombre lo dice, son esas prdidas generadasen el transformador cuando el secundario se encuentra sin carga, y pueden serledas directamente del wttmetro en la Figura 1. Esta prueba es otro medio deverificar tanto el diseo como el comportamiento del ncleo del transformador.La prueba de prdidas sin carga ha llegado a ser muy importante para el usuario,particularmente en aos recientes, debido al alto costo de la energa elctrica,ya que el costo de las prdidas en el ncleo se encuentran siempre presentes,an cuando no exista carga alguna en el secundario del transformador.Las prdidas sin carga pueden ser controladas en algn grado por la calidad delacero al silicio a usar, por el nivel de induccin al cual va a operar eltransformador y por el tipo de ncleo a utilizar.Generalmente un diseo con menores prdidas en el ncleo costar msinicialmente, sin embargo a largo plazo se ahorrar energa y costos de operacin.

F IG . 2 .- CO RRIENTE DE EX CITACIO N CONTR A VO LTAJE EN TER M INALES

FIG . 1 .- C ONE XIO NES P ARA LA PR UEB A DE PERDIDAS EN VACIO Y CO RRIENTE DE EXCITACIO N

SEC U N DA RIO

VW

A

PRIM A RIOFUENTE DE VO LTAJEM O N O FASICO

A

V

W

AM PERM ETRO

VO LM ETRO

W ATTM ETRO

% C O RR IEN TE D E EX CITAC IO N

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 380 300 320

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

112

% VO LTAJE

340

LA FO RM A DE E STA C UR VA VARIADEP E NDIEN DO DE L TIP O DE A CE RO

AL SILIC IO Y DEL D ISE O DEL TR AN SFOR M ADOR

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