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Seguridad en su energía
Número 16, May. 2015
Regulación
Los transformadores son diseñados para obtener un voltaje secundario específico
sin carga, cuando es aplicado un determinado voltaje en las terminales primarias
del transformador. Sin embargo, con un voltaje primario constante, cuando la
carga es aplicada a las terminales del secundario existe una caída del voltaje
secundario. Esta caída de voltaje es debido a la regulación del transformador.
La regulación es definida como el cambio en el voltaje de salida (secundario) el
cual ocurre cuando la carga es reducida del nivel de KVA nominales a cero, con el
voltaje aplicado (primario) mantenido en forma constante, y es expresado como
un porcentaje del voltaje secundario a plena carga.
La regulación se calcula usando los dos componentes que forman la impedancia
del transformador, nombradas como porciento de resistencia y porciento de
reactancia. La siguiente ecuación puede ser usada para calcular la regulación a
cualquier factor de potencia (cos Ø).
% Regulación =
(% R) (cos Ø ) + (% X ) (sen Ø ) + [(% X) (cos Ø ) – (% R) (sen Ø )]2
200
El nomograma mostrado en la figura de la siguiente página, también puede ser
usado para determinar la regulación de un transformador. Como puede
observarse del nomograma de la regulación, ésta es predominantemente
afectada por el porciento de reactancia y por el factor de potencia de la carga.
Desde el punto de vista de los usuarios, es mejor tener un transformador con
baja regulación. Sin embargo, esto puede tener una seria desventaja desde el
punto de vista del diseñador.
Para obtener una baja regulación, la reactancia debe también ser baja , lo que
a su vez requiere una baja impedancia, lo que implicará tener una excesivamente
alta corriente de corto circuito. Como se puede observar en la tabla 1 del número
anterior, la máxima corriente disponible de corto circuito se incrementa a medida
que la impedancia disminuye, suponiendo que el sistema sea capaz de
proporcionar los KVA de corto circuito. Las fuerzas mecánicas experimentadas
durante un corto circuito varían aproximadamente con el cuadrado de la
corriente de corto circuito, así, un transformador con una impedancia de 4 %
podría tener unas fuerzas de corto circuito de 625 veces que las de operación
normal, mientras que un transformador con 2% de impedancia podría tener unas
fuerzas de corto circuito de 2500 veces que las normales.
Las fuerzas de corto circuito introducidas debido a una impedancia más baja de
lo normal pueden ser un problema a medida que la capacidad del transformador
se incrementa. Mientras que los transformadores pueden ser diseñados para
soportar los esfuerzos a niveles de impedancia normales, el soportar esfuerzos
arriba de esos niveles puede involucrar problemas de diseño y operacionales.
Por lo tanto la regulación no sólo debe ser considerada desde el punto de vista
operacional sino también desde el punto de vista de seguridad y confiabilidad
del transformador.
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Seguridad en su energía
NOMOGRAMA PARA EL CALCULO DE LA
REGULACION DE TRANSFORMADORES
A
100
% FACTOR POTENCIA
% Regulacion = (mgr + ngx) + (mgr
- ngx)
_________
DONDE: m = factor de potencia
2
0.6
0.8
4
3
1.1
1.2
4
4
5
5
3
1.3
1.4
% RESISTENCIA
7
6
8
7
7
5
2.2
7
10
9
1
2
9
8
1
6
9
8
6
2.1
1
2
2
8 3
9 4
1
3
3
10 11 6 4
5
11
7
2.4
9 10
12 7
11
5
12
6
8
13
8 10 11
12
9 7 6
13
14
10 8
121314
7
9 11
15
9
12 8
131415
12
16
10
6
2.6
2.7
2.8
7
2.9
3.0
3.1
3.2
8
% FACTOR POTENCIA
95 90 80 70 50
2
10 5 4
2.3
2.5
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7
8
2.0
100
1
5 5
6
6
1.5
5
4 4
6
4 5
4
3
3
0.9
1.9
50
22 2
3
2
1.0
2
33
2
0.7
1.8
60
1
1
0.5
1.7
90 80 70
11 1
1 1
200
n = factor reactivo
gr = % de resistencia
gr = % de reactancia
0.4
1.6
100
% REACTANCIA
0.3
95 90 8070 50
LA GRAFICA ESTA BASADA EN
LA FORMULA:
0.1
0.2
B
100
1
3
2
4
1
3
2
5
6 4
90 80 70 60
50