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DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN DE CORTOCIRCUITO Y PÉRDIDAS CON
CARGA (PRUEBA DE RUTINA NTC 1005)
OBJETO
El propósito de esta prueba es la determinación de pérdidas y tensión de cortocircuito, tanto para
transformadores monofásicos como para trifásicos, de acuerdo al procedimiento descrito en la NTC 1005, el
cual se describe a continuación.
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO PARA TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
Uno de los devanados del transformador (del lado de alta tensión o del lado de baja tensión) debe ponerse en
corto y se aplica al otro devanado una tensión a frecuencia nominal, la cual se ajusta para que circule la
corriente nominal por los devanados. En caso de que no se puedan alcanzar los valores nominales de
corriente, se puede utilizar una corriente no menor del 25% de In (corriente nominal), corrigiendo el valor
obtenido. El ensayo debe realizarse sobre la derivación principal.
Con la corriente y frecuencia ajustadas a los valores de ensayo, se toman lecturas en el amperímetro,
vatímetro, voltímetro y frecuencímetro.
Es suficiente medir la corriente en el devanado excitado solamente, porque la corriente en el devanado en
cortocircuito, debe estar en el valor correcto de acuerdo a la relación de transformación (Sí se desea
comprobar la relación se puede tomar el valor de la corriente que circula por el devanado en corto).
La temperatura del devanado antes del ensayo se considera igual a la temperatura del aceite, cuando el
transformador no ha sido excitado por lo menos ocho horas antes del ensayo.
El conductor usado para hacer el cortocircuito en transformadores de alta corriente y baja tensión, debe tener
una sección transversal igual o mayor que aquella de los terminales conductores del devanado
correspondiente, debe ser tan corto como sea posible y mantenerse retirado de masas magnéticas. Los
contactos deben estar limpios y bien ajustados.
PROCEDIMIENTO PARA TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS
Los tres terminales del devanado de baja tensión o de alta tensión, deben unirse rígidamente y se aplica a los
terminales del otro devanado, una tensión trifásica balanceada de frecuencia nominal y valor adecuado, con el
fin de hacer circular la corriente nominal en cada uno de los devanados.
El procedimiento es similar al seguido para transformadores monofásicos, excepto que las conexiones y
medidas son trifásicas en lugar de monofásicas.
Las lecturas de los vatímetros deben ser aproximadamente iguales y deben sumarse algebraicamente sus
valores para obtener las pérdidas totales.
La medida también puede efectuarse por medio de un vatímetro trifásico.
Cuando no se alcancen los valores de corriente nominal, los valores medidos se corregirán al valor nominal de
la siguiente forma:
I
k n
Im
Vcc  Vm  k
Pcu  Pcum  k 2
Donde:
k = Factor de corrección por corriente.
In
Im
= Corriente nominal del devanado del transformador por el cual se energizó (Amperios).
= Valor de corriente alcanzado durante el ensayo. ( Amperios).
Vcc = Tensión de corto circuito real a corriente nominal (Voltios).
Vm = Tensión de cortocircuito medida con corriente reducida (voltios).
Pcu = Pérdidas en el cobre reales a corriente nominal (vatios).
Pcum = Pérdidas en el cobre medidas con corriente nominal (Vatios).
Los valores de
Vcc
y
Pcu
serán consignados en el protocolo de pruebas en la parte “Ensayo de
cortocircuito”, una vez corregidos a 85ºC. Se asume que estos valores son medidos a temperatura ambiente y
se corregirán a 85ºC de acuerdo con el procedimiento que se indica más adelante en este mismo apartado.
Corrección de una resistencia medida a temperatura ambiente
R x  kt * Ra
Ta , a una temperatura Tx :
donde:
kt 
234.5  Tx
234.5  Ta
El factor: 234.5 es para el cobre.
Para el aluminio es: 225
se tiene un factor de corrección por temperatura.
Donde:
Ta = Temperatura a la cual se midió la resistencia (ºC).
Tx = Temperatura a la cual se desea referir la resistencia (ºC), generalmente 85ºC.
Ra
Rx
= Resistencia medida a una temperatura dada (ambiente).
= Resistencia corregida a la temperatura Tx.
CÁLCULOS
CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS Y SU CORRECCIÓN A 85ºC PARA LLENAR EL PROTOCOLO DE
PRUEBAS DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO
2 R  I 2 R  ................vatios
I 2 Ra  I at
at bt bt
I 2 R85º C   kt *  I 2 Ra   ..........vatios


Padicionale s  Pcu  I 2 Ra  ...........vatios
P
Pcu(85º C)  I 2R 85º C adicionale s  .............vatios 
kt
P 

U r 85º C   cu 85º C *100  ........%
Pn
P
U r (ta)  cu *100  ...........%
Pn
U
U z  cc *100  ............%
Un
U x  U z2  U r2(ta)  ..........%
U
z 85º C
 U2  U2
 ..............%
x
r(85º C)
Donde:
I at  Corriente nominal del devanado de alta tensión.
Ibt
= Corriente nominal del devanado de baja tensión.
Rat
Rbt
= Resistencia medida a temperatura ambiente. Devanado de alta tensión.
= Resistencia medida a temperatura ambiente. Devanado de baja tensión.
Pn = Potencia nominal del transformador [VA].
U n = Tensión nominal del devanado por donde se energizó [V].
REGULACIÓN A PLENA CARGA Y FP. =0.8
Regulación = U
x  Seno   U r

U x * Co sen o   U r * Seno 2
 Co sen o  
200
Donde:
U x = Componente reactiva de la impedancia de cortocircuito [%].
Ur
= Componente resistiva de la impedancia de cortocircuito [%].
 = Angulo de la carga.
EFICIENCIA
Po  a 2 * Pc
*100
Eficiencia =   100 
a * Pn  Co sen o   Po  a 2 * Pc
Donde:
Po = Pérdidas sin carga [kW]
Pn =Potencia nominal del transformador [kVA].
Pc =Pérdidas con carga [kW].
Coseno  = Factor de potencia de la carga.
a = Factor de carga.
Potencia.de.trabajo 

a  Potencia.nominal 
CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS EN UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
Asumiendo que los transformadores de distribución objeto de este instructivo tienen una conexión
estandarizada Dyn5, se detallará solamente el cálculo de las
medida entre terminales externos del transformador.
Resistencia Por Fase En el devanado en
I 2R
a partir de los valores de resistencia
 (Delta), en alta tensión
Rmedida  Rm
1
1 1
2 R  R 3R
 


Rm R 2 R
2R2
2R2
(1)
1
3
3

 R  Rm  R fase
Rm 2 R
2
Pérdidas por resistencia en el devanado en
(2)
 (delta), de alta tensión:
I
I fase  linea
3
tomando la ecuación (2):
I 2R
2
I 2 * Rm
 I linea 
I2 3
fase   3   R  3  2  Rm 
2


I 2 R total en el devanado de alta tensión (delta) a temperatura ambiente es:
3
2 R
 I 2 R 
  I 2 Rm  1.5  I at
m

total 2
Siendo tres fases, tenemos que
Donde
Rm
es el promedio de las resistencias medidas entre UV, UW y VW.
Resistencia Por Fase en el devanado en Y (Baja Tensión)
Rmedida  Rm  2 R
R
Siendo
Rm
Rm
2
el promedio de las resistencias medidas entre xy, xz, yz.
2
La sumatoria de las pérdidas por resistencia de los dos devanados da las I R totales del transformador así:
2
2
I 2 R  1.5  I at
 Rmat  1.5  I bt2  Rmbt  1.5  I at
Rm  I bt2 Rm


Entonces tenemos que para los transformadores trifásicos, el cálculo de las
reduce a:
2
I 2 R  1.5 I at
Rat  Ibt2 Rbt
Donde:

I 2R
a temperatura ambiente se

I at  Corriente nominal de alta tensión.
Ibt = Corriente nominal de baja tensión.
R at  Promedio de las resistencias medidas entre UV, UW, VW en ohmios []
Rbt  Promedio de las resistencias medidas entre xy, xz, yz en ohmios []
El resto del protocolo se calcula en la misma forma que el protocolo de un transformador monofásico.
EJEMPLOS
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO:
Potencia nominal:
Tensión nominal:
Corriente nominal:
25 kVA
13200/240 - 120 voltios.
1.89/104.16 Amperios.
Parámetros
Resistencia devanados
Po (pérdidas en el hierro)
o (corriente de excitación
Corriente de cortocircuito
tensión de cortocircuito
Pérdidas en el cobre
Medidos en prueba
a 20ºC
AT=32.60;
BT=12.58 m.
130 vatios
2.1%
1.89 Amperios
335 voltios
260 vatios
Garantizados
A 85ºC
125 vatios
2.2%
2.90% (a 85ºC)
330 vatios (a 85ºC)
- Cálculo De Pérdidas En El Cobre e Impedancia de Corto Circuito A 85ºC
I 2 R20º C  1.892  32.6  104.162
12.58
 252.93
1000
I R85º C  252.93 *1.2554  317.53
2
Padicionales a 20ºC= 260 - 252.93 = 7 vatios
Padicionales a 85ºC=
7
 5.58
1.2554
vatios
260
Ur 20ªC=
Ur 85ºC=
Ucc 20ºC=
* 100  1.04 %
25000
323
25000
335
* 100  1.292 %
* 100  2.54 %
13200
Pcu a 85ºC= 317.53 + 5.58 = 323 vatios
Ux=
2.542  1.042  2.31 %
2.312  1.2922  2.65 %
Ucc 85ºC=
- Regulación a plena carga y Factor de Potencia 0.8
Ángulo de la carga = cos-1 0.8 = 36.8699
Seno de 36.8699 = 0.60
Regulación = 2.31  0.60  1.292  0.80  2.31  0.80  1.292  0.60  2.42 %
2
200
Eficiencia =  = 100 
0.130  12  0.323
1  25  0.80  0.130  12  0.323
 100  97.78 %
TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
Potencia nominal:
Tensión nominal:
Corriente nominal:
Parámetros
1000 kVA
34500/13800 voltios
16.73/41.83 amperios.
Medidos en prueba (20ºC
Devanado
AT ()
BT (m)
R devanados
Po
1580 vatios
u
v
0.39
0.36
16.73 Amperios
1986 voltios (20ºC)
8778 vatios (20ºC)
o (A)
cc
Ucc
Pcu
U-V
12.73
1018.0
V-W
12.73
1020.0
w
0.46

2
2
2 1019 .33 
I R20 º C  1.5  16 .73  12 .73  41 .83 
 8020
1000 

2
I R85 ºC  8020 * 1.2554  10068
U-W
12.73
1020.0
promedio
0.403
758
 604 vatios
Ur 20ªC=
Ur 85ºC=
Ux=
8778
1000000
10627
1000000
1986
* 100  0.8778 %
* 100  1.063 %
* 100  5.75 %
34500
2
2
5.76  0.8778  5.69 %
Ucc 20ºC=
1.2554
Pcu a 85ºC= 10068 + 604 = 10672 vatios
1.20 %
5.40 % (85ºC)
12000 W (85ºC)
Padicionales a 20ºC=8778 - 8020 = 758 vatios
Padicionales a 85ºC=
o (%)
0.96
Promedio
12.73
1019.33
Garantizados (85ºC)
1980 vatios
Ucc 85ºC=
2
2
5.69  1.063  5.79 %
- Regulación a plena carga y factor de potencia 0.8
Regulación = 5.69  0.60  1.063  0.8  5.69  0.8  1.063  0.60  4.34 %
2
200
Eficiencia =  = 100 -
1.58  12  10.672
1  1000  0.80  1.58  12  10.672
 100  98.50%