norma técnica ntc colombiana 471

NORMA TÉCNICA
COLOMBIANA
NTC
471
1974-04-17*
TRANSFORMADORES.
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN. VERIFICACIÓN
DE LA POLARIDAD Y RELACIÓN DE FASE
E:
TRANSFORMERS. TRANSFORMER RATIO.
VERIFICATION AND PHASE RELATION
POLARITY
CORRESPONDENCIA:
DESCRIPTORES:
transformador,
potencia.
transformador
de
I.C.S.: 29.180.00
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)
Apartado 14237 Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 2218912 - Fax 2221435
Prohibida su reproducción
*Reaprobada 1999-08-25
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional
de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector
gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los
mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica
está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último
caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 471 fue ratificada por el Consejo Directivo el 74-04-17 y reaprobada el 99-08-25.
Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en
todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través
de su participación en el Comité Técnico 383101 Transformadores eléctricos.
CIDET
CODENSA
ELECTROPORCELANA GAMMA
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
RYMEL
SIEMENS
TRANSFORMADORES SIERRA
UNIVERSIDAD DEL VALLE
El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 471
TRANSFORMADORES.
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN VERIFICACIÓN
DE LA POLARIDAD Y RELACIÓN DE FASE
1.
OBJETO
1.1
Esta norma establece la forma de efectuar la medición de la relación de transformación,
verificar la polaridad y relación de fase (desplazamiento angular y secuencia) en los
transformadores de distribución y de potencia.
2.
DEFINICIONES
Para efectos de esta norma se establecen las definiciones dadas en la NTC 317.
3.
CONDICIONES GENERALES
3.1
MEDICIÓN DE LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
3.1.1 La medición de la relación de transformación se hace a tensión nominal o menor y a
frecuencia nominal o mayor.
3.1.2 Los transformadores cuya capacidad sea de 500 VA o menos y que tengan corriente de
excitación de más del 10 %, deben ser ensayados solamente a tensión y frecuencia nominal.
3.1.3 En transformadores conectados en estrella con el punto neutro inaccesible, el ensayo se
realiza para todas las fases en conjunto (circuito polifásico), aplicando una tensión simétrica con
un porcentaje de asimetría de 0,5 %
3.1.4 En transformadores polifásicos en los cuales cada fase sea independiente y accesible, el
ensayo se realiza, preferentemente para cada fase (circuito monofásico) pero también puede
realizarse para todas las fases en conjunto (circuito polifásico).
3.1.5 En transformadores hexafásicos conectados en estrella diametral sin neutro, en presencia
de diferencias en las tensiones diametrales, debe verificarse que estas no se deban a la tensión
aplicada, para la cual se conecta el devanado hexafásico en delta o en estrella trifásica
comprobándose en estas condiciones la tensión aplicada.
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NTC 471
3.1.6 Si se trata de un transformador con derivaciones, la medición de la relación de
transformación debe efectuarse para todas las derivaciones.
3.2
VERIFICACIÓN DE LA POLARIDAD
3.2.1 En transformadores polifásicos se debe verificar la polaridad para cada una de las fases
independientemente.
3.2.2 El método diferencial con corriente alterna se puede utilizar cuando la relación de
transformación no exceda de 30:1.
3.3
VERIFICACIÓN DE LA RELACIÓN DE FASE
3.3.1 El desplazamiento angular entre las fases de los transformadores polifásicos, se debe
verificar con el método de diagrama fesorial, siempre y cuando la relación de transformación no
exceda de 30:1 (véanse las Figuras 5 y 6).
3.3.2 La verificación de la secuencia cuando la relación de transformación exceda de 30:1 se
hace con el método del indicador.
3.3.3 La verificación de la relación de fase de transformadores hexafásicos sin neutro, se hace
conectándolos temporalmente en estrella trifásica o delta.
3.3.4 En transformadores con más de un devanado de baja tensión, cada uno de éstos se estudia
independientemente, de acuerdo al método del diagrama fasorial descrito en el numeral 4.3.1, su
identificación se efectúa con la letra mayúscula representativa del devanado de alta tensión,
seguida de los símbolos literales o índices numéricos correspondientes al secundario, terciario, etc.,
en orden decreciente de tensiones.
3.3.5 Cuando el transformador posea un devanado destinado exclusivamente a compensación,
se señala su existencia por el símbolo literal correspondiente encerrado entre paréntesis y sin
seguirlo de índice numérico.
4.
ENSAYOS
4.1
MEDICIÓN DE LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
4.1.1
Método del voltímetro
Consiste en aplicar una tensión alterna sinusoidal de valor conocido al devanado de mayor
tensión, midiendo esta tensión y la que aparece en el otro devanado por medio de voltímetros y
transformadores apropiados. La relación de las dos tensiones medidas será la relación de
transformación.
Los voltímetros deben leerse simultáneamente. Debe hacerse una segunda lectura
intercambiando los voltímetros; se tomará el promedio de las dos lecturas para compensar el
error de los instrumentos.
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NTC 471
El ensayo del transformador de potencial debe ser tal, que sitúe los dos voltímetros
aproximadamente en la misma lectura, de otro modo la compensación del error por intercambio
de los instrumentos no es satisfactoria y es necesario ampliar una conexión apropiada de los
mismos.
El ensayo debe hacerse con no menos de cuatro tensiones y escalonamiento de
aproximadamente el 10 %; el valor promedio debe tomarse como valor verdadero.
Si los valores tomados difieren en más del 1 % las medidas deberán repetirse con otros
voltímetros.
Cuando se debe medir la relación a varios transformadores de especificaciones nominales
iguales, el trabajo puede ser simplificado aplicando el sistema enunciado a una unidad y luego
comparando los restantes con ésta como patrón, de acuerdo al método del transformador patrón.
4.1.2
Método del transformador patrón
Consiste en comparar la tensión del transformador bajo ensayo con la de un transformador
patrón calibrado, cuya relación es ajustable en pequeños escalones. Con este método, el
transformador en ensayo y el patrón se conectan en paralelo y se aplica tensión a sus devanados
de alta tensión, mientras los devanados de baja se hallan conectados a un detector sensible cuya
indicación se lleva a cero ajustando la relación del transformador patrón. En este punto, las
relaciones de ambos transformadores son iguales.
4.1.3
Método del divisor patrón
Se deriva un potenciómetro de resistencia entre los terminales de los devanados del
transformador, los cuales se conectan como se muestra en la Figura 1.
Entre el punto variable del potenciómetro y uno de los terminales de los devanados se conecta un
detector D, adecuado.
Cuando el detector indica cero la relación de las resistencias R1/R2, representa la relación de
transformación.
Nota. Se obtienen resultados más exactos usando el puente que tenga corrección de ángulo de fase.
Figura 1. Esquema del circuito utilizado en el método del divisor patrón
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Figura 2. Esquema del circuito utilizado en la determinación de la
polaridad con el método de la descarga inductiva
Figura 3. Esquema del circuito utilizado en la determinación de la polaridad
con el método diferencial con corriente alterna
4.2
VERIFICACIÓN DE LA POLARIDAD
4.2.1
Método del transformador patrón
Se conecta en paralelo el devanado de alta tensión del transformador en ensayo con el devanado
de alta tensión del transformador patrón de polaridad conocida y con la misma relación de
transformación que la del transformador en ensayo, uniendo entre sí los terminales
correspondientes. Análogamente se conectan también los terminales de un lado de los
devanados de baja tensión de ambos transformadores, dejando libres los restantes. En estas
condiciones se aplica una tensión de valor reducido a los terminales de los devanados de alta
tensión y se mide la tensión entre los terminales libres del lado de baja tensión. Si el voltímetro
indica cero o un valor mínimo, la polaridad de ambos transformadores será la misma.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
4.2.2
NTC 471
Método de la descarga inductiva
Se coloca el voltímetro de corriente continua entre los terminales del devanado de alta tensión y
se hace circular corriente continua por este devanado de modo que se produzca una pequeña
desviación positiva del voltímetro al cerrar el circuito de excitación. Luego se transfieren los dos
cables del voltímetro a los dos terminales del devanado de baja tensión directamente opuesto. Al
abrir el circuito de excitación de corriente continua se induce una tensión en el devanado de baja
tensión lo cual produce una desviación de la aguja del instrumento. Si la aguja se mueve en la
misma dirección anterior (positiva) la polaridad es aditiva y en caso contrario, la polaridad es
sustractiva (véanse las Figuras 2 y 4).
4.2.3
Método diferencial de corriente alterna
Se conectan entre sí, los terminales de los devanados de alta y baja tensión contiguos del lado
izquierdo del transformador (mirando desde el lado de baja). Se aplica cualquier tensión
conveniente de corriente alterna al devanado completo de alta tensión y se efectúan lecturas,
primeramente de la tensión aplicada y luego de la tensión entre terminales contiguos del lado
derecho de ambos devanados. Si esta última lectura es de menor valor que la primera, la
polaridad es sustractiva y si es de mayor valor que la primera la polaridad es aditiva (véase la
Figura 3).
4.3
VERIFICACIÓN DE LA RELACIÓN DE FASE
Generalmente se emplean los dos métodos siguientes:
4.3.1
Método del diagrama fasorial
Se conecta un terminal de un devanado con el correspondiente del otro y se excita el
transformador con una tensión trifásica relativamente baja, midiéndose la tensión entre varios
pares de terminales. Con estos valores de tensión, se puede trazar el diagrama fasorial de las
tensiones, el cual se compara con el suministrado por el fabricante (véanse las Figuras 5 y 6).
4.3.2
Método del indicador
Se utiliza un indicador de secuencia, que puede estar constituido por un motor asíncrono trifásico
o uno monofásico de fase auxiliar. Conectando el indicador a los terminales de alta tensión se
aplica a éstos una tensión de valor adecuado y se toma nota del sentido de secuencia.
Se transfiere el indicador al lado de baja tensión, conectando cada terminal a su correspondiente
marcación, se regula la tensión al valor adecuado y se toma nota del sentido de la secuencia sin
alterar las conexiones en el primario. La coincidencia del sentido de la secuencia indica que ésta
es igual en ambos devanados.
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NTC 471
a) Polaridad sustractiva (por ejemplo liO)
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NTC 471
b) Polaridad aditiva ( por ejemplo li6)
Figura 4. Tipos de polaridad de los transformadores
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 471
Figura 5. Conexiones y diagramas fasoriales de tensión en transformadores trifásicos
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 471
Figura 6. Conexiones y diagramas fasoriales de tensión en transformadores hexafásicos
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
5.
NTC 471
NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE
Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este
texto, constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de su publicación eran válidas
las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes,
mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última
versión de las normas mencionadas a continuación.
NTC 317: 1994, Electrotecnia. Transformadores de potencia y de distribución. Terminología.
ANSI C57.12.90. Test Code for Liquid Immersed Distribution Power and Regulating.
Transformers and Guide for Short Circuit Testing of Distribution and Power Transformers.
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