Un
transformador consume una potencia reactiva compuesta por:
- Una parte fija que depende de la corriente magnetizante,
Esta
parte representa del 0,5 al 2,5 % de la potencia del transformador.
- Una parte aproximadamente proporcional al cuadrado de la potencia aparente.
Siendo:
Sn (kVA): Potencia nominal
S, potencia aparente que transita por el transformador
Ucc (%): tensión de cortocircuito del transformador
I0 (%): corriente de vacío
Fórmula general aproximada:
Con:
Sn · I0 = Pérdidas en vacío
Ucc · S2/Sn = Pérdidas en carga
La
potencia reactiva total consumida por un transformador de distribución
está en torno al 10 % de la plena carga.
Naturaleza de las reactancias inductivas de
un transformador
Reactancia
paralelo: reactancia de magnetización
Así
como la reactancia inductiva de las cargas conectadas en paralelo, las
reactancias conectadas en serie, como las de las líneas de potencia y los
arrollamientos del primario de los transformadores, también absorben energía
reactiva.
Para
determinar dichas pérdidas de energía reactiva se puede representar el esquema
equivalente de un transformador ideal como el de la figura 1, la corriente magnetizante tiene un valor prácticamente constante
(en torno al 1,8 % de la intensidad a plena carga) desde que el transformador trabaja
en vacío hasta que está a plena carga.
Por
esta razón, y ya que va a existir un consumo prácticamente constante de kVAr
independientemente de las condiciones de carga, se suele realizar la
compensación en vacío de los transformadores.
Sin
embargo también hay un consumo de reactiva variable con las condiciones de
carga del transformador: por lo que está representada en la figura 1 una
reactancia en serie que daría las pérdidas por el flujo de fuga.
Figura 1: Esquema equivalente de un transformador
Reactancia
serie: flujo de fuga
Hasta
ahora sólo se había tenido en cuenta la reactancia paralelo del transformador (magnetizante).
Sin
embargo la potencia reactiva absorbida por el transformador en funcionamiento
no puede despreciarse.
Este
fenómeno se ilustra en el diagrama vectorial de la figura 2.
La
diferencia entre E.I. sen ϕ' y V.I. sen ϕ, daría los kVAr absorbidos por la inductancia
serie XL .
Figura 2: Absorción de potencia inductiva por la reactancia serie,
según el esquema equivalente de la figura 1
Se
puede demostrar que este valor es igual a I2 · XL . A partir
de esta fórmula se pueden deducir los kVAr absorbidos en función del índice de
carga:
Ejemplo:
Transformador
de Sn = 630 kVA y Ucc = 4 %
•
Pérdidas trifásicas a plena carga:
kVAr = I2 · XL = 630
· 0,04 = 25,2 kVAr
•
Pérdidas al 50 % de carga:
kVAr = I2 · XL = 0,5 · 630 · 0,04 = 6,3 kVAr
Para
calcular las pérdidas totales del transformador se deberán adicionar las
pérdidas en vacío (aproximadamente el 1,8 % de la potencia del transformador).
•
Pérdidas en vacío:
kVAr = 1,8 · 630/100 = 11,34 kVAr
•
Por lo que las pérdidas totales a plena carga serán:
kVAr total = kVAr vacío + kVAr plena carga = 11,34 + 25,2 = 36,64 kVAr.
POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:
POSTS RELACIONADOS:
El efecto Ferranti en Transformadores
Corrección de la energía reactiva
Pruebas en las instalaciones de baterías de condensadores
No hay comentarios:
Publicar un comentario