Transformadores de medida

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR - DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICA Y DE COMPUTADOR AS AREA 7 - LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICAS 1 (Cod.2773)

Instrumentación – Transformadores de Medida
1 Introducción
En el capítulo “Instrumentos Analógicos - Instrumentos de bobina móvil e imán permanente, puntos 1.8 y 1.9” se estudió la forma de aumentar el alcance de un sistema de medida de DC recurriendoagregado de un transductor de nivel, ya sea un derivador (o shunt) en circuitos de corriente) o un divisor de tensión (o resistencia multiplicadora) en circuitos de tensión. Sin embargo cuando se trata de adecuar la magnitud de una señal de AC el uso de este tipo de transductor de nivel no siempre es viable debido a las dificultades que se presentan, entre las que cabe señalar: ¨ ¨ ¨ ¨ Lasmediciones en circuitos de alta tensión (y de baja tensión en el caso de sistemas electrónicos) hacen necesario lograr una separación galvánica entre el circuito de potencia y el sistema de medida Los instrumentos analógicos de AC poseen un mayor consumo propio lo que acarrea una mayor disipación de potencia si se utilizan resistencias multiplicadoras o derivadoras. La frecuencia de trabajo de la señala medir influye en las impedancias de los elementos divisores de corrientes o tensiones afectando las mediciones. Si la cantidad de aparatos a conectar al elemento adaptador de alcance es grande, la potencia que éste debe disipar resulta elevada.

Estas dificultades para la adecuación del alcances en AC se resuelven utilizando transformadores como transductor de nivel. Su uso trae ademásasociadas ventajas tales como: ¨ ¨ ¨ Pueden realizarse mediciones remotas, a distancias considerables del punto de conexión del trasformador. Pueden agregarse nuevos elementos de medida, siempre y cuando posean los mismos alcances Se puede uniformar el alcance de los instrumentos normalizando las tensiones y corrientes obtenibles a la salida del transformador.

2

Definiciones básicas

Lostransformadores utilizados como transductor de nivel tienen todas las características generales de un transformador de potencia y otras específicas asociadas a los sistemas de medición de tensiones y corrientes. Dado que el principio de funcionamiento de los transformadores es conocido, se presentan a continuación las definiciones básicas y el modelo (circuito equivalente) del transformador válido paraseñales de baja frecuencia (hasta algunos cientos de Hz). I I2

*

2

*
U2

I1

N2 N1

U2 I3

ZC2

*
U1

I1 I3

*
U1

*
U3 N3

*

U3

ZC3

Figura 1 § § § § § § § arrollamiento primario: conectado al sistema de alta tensión de donde recibe la excitación el transformador. Identificado con el subíndice 1 (figura 1). arrollamiento secundario: conectado al sistema de bajatensión, alimentando a la carga. Identificado con el subíndice 2 (figura 1). arrollamiento terciario (si existe): conectado a otro sistema de baja tensión. Identificado con el subíndice 3 (figura 1). número de espiras: cantidad de vueltas de los arrollamientos definidos anteriormente relación de espiras: relación entre el número de espiras primarias y secundarias a12 = N1/N2 o terciarias a13 =N1/N3. relación de tensiones: relación entre voltaje primario y secundario U1/U2 o terciario U1/U3. relación de corrientes: relación entre corriente primaria y secundaria I1/I2 o terciaria I1/I3.

Notas de Curso. – Instrumentación – Transformadores de Medida – Ing. José Hugo Argañaraz – Prof.Adjunto – 2003

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§ § §

bornes correspondientes u homólogos: se definen de forma tal que, en valores instantáneos, cuando la corriente entra por el borne primario, sale por el borne secundario (terciario). Identificados con * (figura 1) r1 , y r2: parámetros que representan la pérdida en el cobre en los arrollamientos, es decir la...