Practica TC-01

Pruebas de polaridad a Transformadores de Corriente

1. Objetivo

Describir los métodos de prueba para verificar las marcas de polaridad de transformadores de corriente, de acuerdo a sus placas de datos; y así comprobar las condiciones sobre las que fueron diseñados inicialmente como después de estar en servicio cierto periodo de tiempo.

2. Introducción

En base a la norma IEEE Std. C57.13 -1993 (R2003) tenemos que:

Polaridad:Es la dirección instantánea relativa de la corriente que entra en las terminales del devanado primario y sale en las terminales del devanado secundario, durante la mayor parte de cada medio ciclo.

Interpretación de las marcas de polaridad:o Si la corriente primaria entra por la marca de polaridad, la corriente inducida en el

secundario sale por la marca de polaridad.o Si la corriente primaria sale por la marca de polaridad, la corriente inducida en el

secundario entra por la marca de polaridad

Polaridad Sustractiva:La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario, esto hace que los flujos de los dos

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bobinados giren en sentidos opuestos y se contrarresten. Las terminales polarizadas “H1” y “X1” están en línea (adyacentes).

Polaridad Aditiva:La polaridad aditiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario, esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen entre sí. Las terminales polarizadas “H1” y “X1” están cruzadas diagonalmente.

En base a la IEEE Std C57.13.1™-2006, hay cuatro métodos generalmente aceptados para probar las polaridades de los TC’s. Estos métodos se describen a continuación:

1. Prueba de tensión de corriente continua (Golpe inductivo).2. Prueba de tensión de corriente alterna – osciloscopio. *3. Método de corrientes.4. Método de ángulo de fase.

4.1 Con voltímetro.4.2 Con medidor de ángulos de fase. *

* 5. Método de ángulo de fase con relevador (Sustituyendo al método 2 y 4.2)

3. Material y Equipo

1. Prueba de tensión de corriente continua.a. Batería de 6 a 10 Vcd.b. Voltímetro o amperímetro.

2. Prueba de tensión de corriente alterna – osciloscopio.a. Fuente de corriente alterna.

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b. Osciloscopio con dos canales.

3. Método de corrientes.a. Fuente de corriente alterna.b. Transformador auxiliar de referencia.c. Dos amperímetros.

4. Método de ángulo de fase.4.1 Con voltímetro.

a. Fuente de corriente alterna.b. Voltímetro.

4.2 Con medidor de ángulos de fase.a. fuente de corriente alterna.b. Medidor de ángulo de fase.

5. Método de ángulo de fase con relevadora. Fuente de corriente alternab. Relevador

6. Herramienta general.a. Desarmadores de cruz y plano.b. Cables de conexión.

4. ReferenciasIEEE Guide for Field Testing of Relaying Current Transformers:

Std C57.13.1™-2006 y Std. C57.13 -1993 (R2003).Normas Mexicanas: NMX-J-109 y NMX-J-263.

5. Procedimiento

I. Prueba de tensión de Corriente Continua.a) Conectar el voltímetro al devanado primario del tal forma que su terminal negativa

se conecte a la terminal no polarizada (H2) y su terminal positiva se conecte a la terminal polarizada (H1).

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b) Conectar la batería al devanado secundario de tal forma que su terminal negativo se conecte a la terminal no polarizada (X2) y su terminal positiva se conecte momentáneamente a la terminal polarizada (X1).

c) Si las polaridades son correctas, el voltímetro tendrá una deflexión o lectura positiva cuando se conecte la batería y regresará a su condición normal cuando se desconecte.El diagrama de conexión se muestra en la figura 3.

Nota: Es recomendable desmagnetizar el núcleo del TC, ya que puede quedar un flujo remanente que puede causar saturación en el TC. El flujo remanente puede causar problemas como, diagnóstico erróneo basado en las medidas del transformador, un súbito aumento de corriente de arranque del mismo, o una maniobra incorrecta de los relés de protección debido a la magnetización de los núcleos de los TC’s. La desmagnetización del núcleo requiere corriente alterna aplicada de forma que vaya decreciendo su magnitud progresivamente hasta cero.

II. Prueba de tensión de corriente alterna – osciloscopio.El método consiste en aplicar un voltaje de CA al devanado secundario del TC y compararlo con el voltaje inducido en el devanado primario.

a) Si solo se dispone de un canal, se utilizan las terminales horizontal y vertical (X/Y) de tal forma que podemos comparar dichas señales entre sí.

1. Conectar la terminal vertical a la terminal polarizada del devanado secundario (X1) y la terminal horizontal a la terminal polarizada del devanado primario (H1).

2. Conectar un puente entre las terminales no polarizadas de los devanados H2 y X2.

3. Conectar el común de las terminales vertical y horizontal a las terminales no polarizadas H2 y X2 (puenteadas)

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4. Si la pendiente resultante es positiva, las marcas de polaridad estarán de acuerdo a los datos de placa del TC.

b) Si se tienen disponibles dos canales, se podrán utilizar ambos canales para monitorear cada devanado en función del tiempo, de tal forma que se pueda identificar si las señales están en fase o desfasadas. Si dichas señales están en fase, las marcas de polaridad estarán de acuerdo a los datos de placa del TC.

III. Método de corrientes.El método consiste en aplicar una fuente de CA al devanado primario y compararlo con la corriente inducida en el devanado secundario. Se puede comprobar la polaridad conectando en paralelo el devanado secundario de un TC de referencia con el devanado secundario del TC bajo prueba, utilizando dos amperímetros conectados como se muestra en la figura 5.

a) Si el amperímetro A2 tiene una lectura mayor que el amperímetro A1, las marcas de polaridad estarán de acuerdo a los datos de placa del TC.

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IV.I Método de ángulo de fase con voltímetro.

El método consiste en aplicar una fuente de voltaje de CA al devanado primario y compararlo con el voltaje inducido en el devanado secundario.

a) Conectar el voltímetro entre las terminales polarizadas de ambos devanados (H1 y X1).

b) Conectar un puente entre las terminales no polarizadas de ambos devanados (H2 y X2).

c) Si el voltímetro da una lectura menor respecto a la fuente de alimentación, las marcas de polaridad estarán de acuerdo a los datos de placa del TC, teniendo una polaridad sustractiva, en caso contrario que la lectura fuese mayor respecto a la fuente de alimentación, la polaridad sería aditiva.

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IV.II Método de ángulo de fase con medidor de ángulo de fase.

El método consiste en aplicar una fuente de voltaje de CA al devanado secundario, el ángulo de fase entre la tensión del secundario y la tensión inducida en el primario serán monitoreados independiente de la magnitud de dicha señal.

a) Conectar el medidor de ángulo de fase entre las terminales polarizadas de ambos devanados (H1 y X1).

b) Si el medidor de ángulo de fase da una lectura de aproximadamente 0°, las marcas de polaridad estarán de acuerdo a los datos de placa del TC, comprobando que se tiene polaridad sustractiva; en caso contrario dará una lectura de aproximadamente 180° indicando una polaridad invertida (aditiva).

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V. Método de ángulo de fase con relevadorEl método consiste en aplicar una fuente de voltaje de CA al devanado secundario, el ángulo de fase entre la tensión del secundario y la tensión inducida en el primario serán monitoreados independiente de la magnitud de dicha señal.

a) Conectar el devanado secundario a la entrada de voltaje de la fase A del relevador.

b) Conectar el devanado primario a la entrada de voltaje de la fase B del relevador.

c) Verificar los ángulos de fase de ambas señales ya sea en la pantalla del propio relevador o conectándose vía puerto serial-USB y observar el comportamiento de los fasores de voltaje en la HMI del relevador, si las marcas de polaridad están de acuerdo a los datos de placa del TC ambas señales estarán en fase indicando una polaridad sustractiva, en caso contrario las señales tendrán un desfasamiento de 180° indicando una polaridad invertida.

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6. ResultadosLos resultados obtenidos se registraran en el reporte de práctica 001anexo en este documento.

7. Observaciones_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________