Distribución

Ayudantia
Transformadores y Reguladores de
Voltaje

1

2

Autotransformador
Un transformador monofásico de 100 kVA, 2400-240 V, tiene los
siguientes parámetros:
– Z1 = 0.65+j0.95 Ω (impedancia lado de HV)
– Z2 = 0.0052+j0.0078 Ω (impedancia lado de LV)
– Ym = 2.56E-4 - j11.37E-4 siemens (lado de HV)

El transformador se conecta como autotransformador para transformar el
voltajede 2400 V a 2160 V.
(a) Dibuje el diagrama de conexión, incluya la impedancia serie y shunt
de entrada.
(b) Determine los kVA del autotransformador.
(c) Determine los parámetros a, b, c, d, A y B.
(d) El autotransformador alimenta una carga de 850 kVA, 0.85 fp atraso
en 2000 V.
Determine el voltaje de entrada, potencia y corriente compleja.

3

Autotransformador
a ) Diagrama deconexión, conexión reductor:

kVA del autotransformador
kVAauto :=

100 
Vh  100
⋅ −
+
 = 900
0.24 
1000  2.4

4

Autotransformador
b ) Parámetros a, b, c, d, A y B:
nt :=

240
= 0.1
2400

2

Zt := nt ⋅ z1 + z2 = 0.0117 + 0.0173i

Ym := ym

a :=

1
= 1.11111
1 − nt

b :=

Zt
= 0.013 + 0.019i
1 − nt

c :=

Ym
= 0.000284 − 0.001263i
1 − nt

d :=

Ym ⋅Zt
+ 1 − nt = 0.900025 − 0.00001i
1 − nt

A := 1 − nt = 0.9

B := Zt = 0.012 + 0.017i

c ) Potencia, voltaje y corriente de carga:
Scarga := SC

fp := fpc

Icarga :=

Vcarga := 2000

Scarga − j ⋅ acos ( fp)
⋅e
Vcarga

Ventrada := a ⋅ Vcarga + b ⋅ Icarga = 2231.222 + 4.034i
Ventrada = 2231.226

(

)

arg Ventrada = 0.104 ⋅ deg

Ientrada := c ⋅ Vcarga + d ⋅ Icarga =325.701 − 204.03i
Ientrada = 384.33

(

)

arg Ientrada = −32.064 ⋅ deg

5

Autotransformador

Sentrada := Ventrada ⋅ Ientrada = 725887.775 + 456550.501i
Sentrada = 857526.339

(

)

arg Sentrada = 32.168 ⋅ deg

6

Regulador de voltaje mnofásico
Un regulador de voltaje tipo B se instala para regular el voltaje de un
lateral monofásico de 7200 voltios. Las razones detransformación del
transformador de potencial y de corriente respecto al compensador son:
– PT: 7200:120 voltio
– CT: 500:5 amperios

Los ajustes de R y X en el compensador son R=5 Volt y X=10 Volt. El tap
del regulador es puesto en la posición +10 cuando el voltaje y corriente en
el lado de la fuente del regulador es:
Vfuente = 7200 Volt; Ifuente = 450 Amperios a fp 0.866 en atraso.

(a)Determinar el voltaje en el centro de carga.
(b) Determinar la impedancia de línea equivalente entre el regulador y en
el centro de carga.
(c) ¿Asumiendo que el nivel de voltaje del regulador ha sido ajustado en
120 voltios con una amplitud de banda de 2 voltios, a qué posición se
moverá el tap del regulador?

7

Regulador de voltaje mnofásico
Datos
R =5 V

X = 10 V

Vfuente = 7200a)

CTp = 500
CT =

CTp
CTs

CTs = 5
= 100

Tap = 10

7200
NPT =
120

a = 1 − 0.00625⋅ Tap = 0.938
ZcompΩ =
IS = 450e

R + j⋅ X
CTs

= 1 + 2i

− j ⋅ acos ( 0.866)

= 389.7 − 225.02i

Vfuente
a

arg IS = −30.003⋅ deg

IL = 421.875

IL = a⋅ IS

VL =

( )

IS = 450

arg IL = −30.003⋅ deg

( )

VL = 7680

IL
= 3.653 − 2.11i
Icomp =
CT

Icomp =4.219

arg Icomp = −30.003⋅ deg

Vdrop = ZcompΩ⋅ Icomp = 7.873 + 5.197i

Vdrop = 9.433

arg Vdrop = 33.432⋅ deg

(

)

(

)

VL
Vreg =
= 128
NPT

( )

VR = Vreg − Vdrop

VR = 120.24

arg VR = −2.477⋅ deg

Voltaje en el centro de carga

VR ⋅ NPT = 7214.389

arg VR = −2.477⋅ deg

( )

8

Regulador de voltaje mnofásico
b)

c)

NPT
ZLinea = ZcompΩ⋅
= 0.6 +1.2i
CT

Vhigh = 121
como

VR

ZLinea = 1.342

(

)

arg ZLinea = 63.435⋅ deg

Vlow = 119
= 120.24, el voltaje esta dentro de la banda, no hay movimeineto del TAP

9

Aplicación trifásica
La figura muestra una combinación de carga trifásica y monofásica las
cuales son servidas por un banco de transformadores en conexión estrella
abierta-delta abierta. El voltaje...