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TRANSFORMADOR DE POTENCIAL: ¿CÓMO FUNCIONA?

transformador de potencial

El transformador de potencial es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Tiene una potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados.

Además, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deberá ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformador de potencial de varios niveles de precisión, dependiendo de que, tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicación especial.

El enrollado primario de un transformador de potencial se conecta en paralelo con el circuito de potencia y en el secundario se conectan los instrumentos o aparatos de protección.

Estos transformadores se construyen para todas las tensiones de circuitos normalizados. Normalmente son de tipo seco o moldeado para tensiones inferiores a 23 KV y en baño de líquido para tensiones superiores.

Los transformadores de potencial se comportan en forma similar a un transformador convencional de dos bobinas.

Diferencias entre un transformador de corriente y transformador de potencial

El transformador de corriente y el de potencia son responsables de medir si los sistemas de energía son seguros y precisos. Si bien los dos cuentan con circuitos magnéticos en el devanado primario y secundario para sus operaciones, hay muchas diferencias en su aplicación dentro de las redes eléctricas.

El transformador de potencial también mide un aspecto de la fuente de alimentación, aunque se encargan de la potencia de la carga. Es importante en diferentes países donde los hogares e industrias utilizan diferentes tipos de voltajes, como 120V en electrodomésticos y 240 V para las industrias y comercios.

Un transformador de potencial medirá y reducirá los valores de alto voltaje en valores más bajos. Aunque hay algunos lugares que no los usan, por lo que no siempre se instalan en una red de distribución o subestación. Sin embargo, algunos expertos dicen que no usarlos puede presentar un peligro para aquellos que dan servicio a estos medidores.

Tanto los transformadores de corriente como los de potencia garantizan que los sistemas de medición y las subestaciones funcionen correctamente y que el voltaje y amperaje permanezca dentro de los niveles adecuados.

¿Cómo funciona un transformador de potencial?

En el mundo de la electricidad, la medición típica es la del voltaje. Un medidor de voltios mide el voltaje, por lo general dentro de un rango de hasta cientos de voltios. En la industria de la energía, la transmisión de la electricidad ocurre a miles y decenas de miles de voltios. Esto destruiría casi todos los voltímetros comunes. Entonces, ¿cómo hacen los técnicos para medir voltajes altos que encuentran todos los días? El truco es usar un transformador de potencial.

El transformador de potencial funciona de acuerdo al mismo principio de otros transformadores. Convierte voltajes de mayor a menor. Tomará los miles de voltios detrás de los sistemas de transmisión de energía y disminuirá el voltaje hacia algo que los medidores puedan manejar. Estos transformadores funcionan para sistemas monofásicos y trifásicos, y están unidos en un punto donde es conveniente medir el voltaje.

¿Qué entrega un transformador de potencial?

La principal característica que tiene un transformador de potencial por sobre los regulares es que la conversión de voltaje es constante y lineal. Esto es, el primer día de operación 50.000 voltios pasan a ser 50 voltios, luego en el último día de operación 50.000 voltios pasan a ser 50 voltios. La linealidad establece que cuando cae el voltaje de forma lineal, luego el voltaje disminuido baja en consecuencia. El transformador de potencial hace que la medición de voltajes muy altos sea mucho más fácil.

Errores en los transformadores de potencial

En los transformadores de potencial existen 2 tipos de errores que afectan a la precisión de las medidas hechas con transformador de potencial.

Error de relación: Es la diferencia entre la relación verdadera entre la tensión del primario y secundario y la relación indicada en la placa característica.

Error de ángulo: Es la diferencia en la posición de la tensión aplicada a la carga secundaria y la tensión aplicada al devanado primario.

El error de ángulo se representa con el símbolo (g), está expresado en minutos y se define como positivo cuando la tensión aplicada a la carga, desde el terminal secundario marcado al no marcado, está adelantada respecto a la tensión aplicada al primario desde el terminal marcado al no marcado.

Clasificación de los errores.

En el transformador de potencial interesa que los errores en la relación de transformación y los errores de ángulo entre tensión primaria y secundaria se mantengan dentro de ciertos límites. Esto se obtiene sobredimensionando tanto el núcleo magnético como la sección de los conductores de los enrollados.

La magnitud de los errores depende de la característica de la carga secundaria que se conecta al transformador de potencial.

Para su clasificación desde el punto de vista de la precisión (error máximo en la relación de transformación) las diversas normas sobre transformador de potencial exigen que los errores se mantengan dentro de ciertos valores para determinadas características de la carga.

  1. a) Norma Americana ASA

Estas normas han clasificadoras características de precisión de los transformadores para el servicio con aparatos de medición.

  1. b) Norma Alemana VDE

Esta norma VDE, normaliza para cada clase de precisión, la capacidad de los enrollados del transformador de potencial en VA.

Las clases de precisión son 3-1-0,5-0,2-0,1 y ella debe mantenerse para cuando el voltaje primario no varíe más allá del 20% sobre su tensión nominal, excepto en los de clase 3 en que se garantiza solo para su tensión nominal

Con respecto al voltaje secundario nominal están normalizados

Norma ASA
115 V120 V
66.4 V69.5 V

 

Norma VDE
110 V115 V
110/Ö 3 V115/Ö 3 V
110/3 V115/3 V

Conexiones trifásicas

Para conectar transformador de potencial en forma trifásica se usan dos tipos de conexiones usualmente, estas son:

  1. Conexión estrella-estrella: Se utiliza cuando se requiere neutro en el secundario.
  2. Conexión en V: Esta conexión se utiliza cuando no se requiere neutro secundario, es más económica ya que. se requiere solo dos transformadores de potencial.

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