obtencion del circuito equivalente del transformador

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  • Carlos Avila Muostes Conversin Electromecnica de la Energa. 1

    OBTENCIN DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL TRANSFORMADOR. Autor: Carlos Avila M. (Profesor EIE). Se desea obtener el circuito equivalente del transformador, tomando como base las mediciones obtenidas en los ensayos de vaco y cortocircuito. Sobre esto podemos decir lo siguiente. En primer lugar, el circuito equivalente corresponder al circuito aproximado. En segundo lugar, podemos obtener tres circuitos:

    a. Circuito equivalente aproximado referido al lado de A.T. b. Circuito equivalente aproximado referido al lado de B.T. c. Circuito equivalente aproximado en por unidad.

    Se pueden calcular los parmetros del circuito equivalente por los procedimientos

    descritos a continuacin. I. Ensayo de vaco.

    Datos de laboratorio:

    Poc [W]; Voc [V]; Ioc [A].

    Clculos:

    qqq 2cos1;cos; -=== senIV

    PVI

    Yococ

    oc

    oc

    oce

    mceeee X

    jR

    jYYY11

    sencos -=-=-= qqqY

    oc

    oc

    ococ

    oc

    oc

    ocec P

    V

    IVP

    VIY

    R21

    cos1

    =

    ==

    q

    222

    2

    2

    22

    22

    2

    1

    11

    ocococ

    oc

    oc

    ococ

    oc

    ococ

    oc

    oc

    ocem

    PIV

    V

    VP

    I

    V

    IVP

    VIsenY

    X-

    =

    -

    =

    -

    ==

    q

    Frmulas finales:

    222

    22

    ;ocococ

    ocm

    oc

    occ

    PIV

    VX

    PV

    R-

    ==

    Estos valores estn referidos a A.T. o B.T. dependiendo de dnde se hizo el ensayo.

  • Carlos Avila Muostes Conversin Electromecnica de la Energa. 2

    II. Ensayo de cortocircuito.

    Datos de laboratorio:

    Psc [W]; Vsc [V]; Isc [A].

    Clculos:

    qqq 2cos1;cos; -=== senIV

    PIV

    Zscsc

    sc

    sc

    scse

    eqeqsesesese jXRjZZZ +=+== qqq sencosZ

    2cossc

    sc

    scsc

    sc

    sc

    scseeq I

    PIV

    PIV

    ZR =

    == q

    2

    222

    22

    222

    22

    2

    1sc

    scscsc

    scsc

    scscsc

    sc

    sc

    scsc

    sc

    sc

    scseeq I

    PIVIV

    PIVIV

    IVP

    IV

    senZX-

    =-

    =-

    == q

    Frmulas finales:

    2

    222

    2 ;sc

    scscsceq

    sc

    sceq I

    PIVX

    IP

    R-

    ==

    Estos valores estn referidos a A.T. o B.T. dependiendo de dnde se hizo el ensayo.

    Teniendo los parmetros, se debe construir un circuito equivalente referido a A.T. o B.T. Esto significa que, previamente, todos los valores calculados deben referirse a un mismo lado (A.T. o B.T.).

    En ocasiones es ms conveniente obtener el circuito equivalente en p.u. Las impedancias base de cada lado se pueden calcular conociendo los valores base del transformador (que frecuentemente coinciden con los nominales) Sb, Vb(AT) , Vb(BT).

    Las impedancias base se pueden calcular como:

    ( )( )

    ( )( )

    b

    BTbBTb

    b

    ATbATb S

    VZ

    S

    VZ

    22

    ; ==

    Una vez teniendo el circuito equivalente en p.u., es fcil calcular los parmetros

    referidos a cualquier lado; basta con multiplicar por la impedancia base correspondiente. A continuacin se muestra un algoritmo que permite la obtencin del circuito

    equivalente en p.u. y referido a cualquier lado (A.T. o B.T.), que puede implementarse directamente en una calculadora programable, o en un computador.

    Notar que en el algoritmo se calcula primero el circuito equivalente en p.u., y a partir de l se obtienen los circuitos en A.T. y B.T.

  • Carlos Avila Muostes Conversin Electromecnica de la Energa. 3

    Algoritmo para clculo de circuito equivalente del transformador. Inicio.

    Ingreso de valores base.Sb, Vb(AT), Vb(BT)

    Ingreso de datos del ensayo de vaco.Poc, Voc, Ioc

    Ingreso de datos del ensayo de cortocircuito.Psc, Vsc, Isc

    Clculo de Rc y Xm.

    222

    22

    ;ocococ

    ocm

    oc

    occ

    PIV

    VX

    PV

    R-

    ==

    Clculo de Req y Xeq.

    2

    222

    2 ;sc

    scscsceq

    sc

    sceq I

    PIVX

    IP

    R-

    ==

    Clculo de impedancias base.

    ( )( )

    ( )( )

    b

    BTbBTb

    b

    ATbATb S

    VZ

    S

    VZ

    22

    ; ==

    Ensayo de vaco por...

    ( )

    ( )BTbmpum

    BTbcpuc

    ZXX

    ZRR

    =

    =

    )(

    )(

    A.T. B.T.

    Ensayo de cortocircuito por...A.T. B.T.

    ( )

    ( )ATbeqpueq

    ATbeqpueq

    ZXX

    ZRR

    =

    =

    )(

    )(( )

    ( )BTbeqpueq

    BTbeqpueq

    ZXX

    ZRR

    =

    =

    )(

    )(

    Circuito referido a A.T.

    ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( ) ( )ATbpueqeqATbpueqeq

    ATbpummATbpucc

    ZXXZRR

    ZXXZRR

    ==

    ==

    ;

    ;

    Circuito referido a B.T.

    ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( ) ( )BTbpueqeqBTbpueqeq

    BTbpummBTbpucc

    ZXXZRR

    ZXXZRR

    ==

    ==

    ;

    ;

    Fin.

    ( )

    ( )ATbmpum

    ATbcpuc

    ZXX

    ZRR

    =

    =

    )(

    )(