Regulacion de voltaje

SEP.

SEIT.

DGEST.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA PIEDAD INGENIERIA ELECTRONICA

6º E.

MÁQUINAS ELECTRICAS

Tema 2.5 REGULACIÓN DE TENSIÓN.

TITULAR DE LA ASIGNATURA: Rodolfo Guadalupe Hernández

ALUMNO: Marco Antonio Jiménez Estrada

La Piedad Michoacán 02/Junio/2010

REGULACION DE VOLTAJE. Debi Debido do a que que un tran transf sfor orma mado dorr real real tien tiene e impe impeda danc ncia ia seri serie e dentro de él, su voltaje de salida varía con la carga, aunque el voltaje de entrada entrada permanezca permanezca constante. constante. Para comparar comparar adecuadamen adecuadamente te transformadores en este aspecto, se acostumbra definir una cantidad llamada regulación de voltaje (VR). La regulación de voltaje a plena carg carga a es una una can cantida tidad d que que com compar para el volt voltaj aje e de sali salid da del del transformador sin carga con el voltaje de salida del transformador a plena carga. Está definida por la ecuación

VR=VS,nl-VS,flVS,fl*100% Pues Puesto to que que en vací vacío, o,

VS=VPa,

la regula regulació ción n de voltaj voltaje e

puede ser expresada como:

VR=VPa-VS,flVS,fl*100% 1.2 Si el circuito equivalente del trasformador está en por unidad, la regulación de voltaje puede expresarse como:

VR=VP,pu-VS,puVS, fl, pu*100%

En gene genera ral, l, una una buen buena a prác prácti tica ca es tene tenerr una una regu regula laci ción ón de voltaje tan pequeña como sea posible. Para un transformador ideal VR=0%. No siempre es una buena idea tener una baja regulación de voltaje ya que, a veces se utilizan adrede transformadores de alta impedancia y alta regulación de voltaje, para reducir las corrientes de falla en un circuito.

Para determinar la regulación de voltaje de un transformador, es necesario entender las caídas de voltaje dentro de él. Como ejemplo consideraremos el circuito equivalente simplificado que se muestra en la figura 1.1. los efectos de la rama de excitación en la regulación de voltaje del transformador pueden ser ignorados, por lo cual sólo deben considerarse las impedancias serie.

Figura 1.1 La regulación de voltaje de un transformador depende tanto de la magnitud de esas impedancias serie como del ángulo de fase de la corr corrie ient nte e que que fluy fluye e en el tran transf sfor orma mado dor. r. La form forma a más más fáci fácill de determinar el efecto de las impedancias y los ángulos de fase de la corriente

en

la

regulació ción

de

voltaje

del

transformador

es

examinando examinando el diagr diagrama ama fasor fasorial ial,, un dibujo dibujo de los los fasor fasores es de los los voltajes y las corrientes en el transformador.

En los diagramas fasoriales siguientes, se supone que el ángulo del fasor del voltaje

VS es 0°, y los demás voltajes y corrientes se

comparan con esa referencia. Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff  al circuito equivalente de la figura 1.3 el voltaje en el primario puede ser hallado a a partir de

VPa=VS+ReqIS+jXeqIS

Figura 1.2 Un diagrama fasorial de un transformador es una representación visual de la ecuación anterior. La figura 1.3 muestra un diagrama fasorial de un transformador que que oper opera a a un fact factor or de poten otenci cia a en atr atraso aso. Es fáci fácill ver ver que que

VPa>VS para cargas en atraso, tal que la regulación de voltaje de un transformador con cargas en atraso debe ser mayor que cero.

Figura 1.3

En la figura 1.4 se muestra un diagrama fasorial con factor de potencia igual a 1. Aquí de nuevo, el voltaje en el secundario es

VR>0

meno menorr que que el volt voltaj aje e en el prim primar ario io,, por por tanto anto,, . Sin emba embarg rgo, o, esta esta vez vez la regu regula laci ción ón de volt voltaj aje e es un núme número ro más más pequeño que el obtenido cuando la corriente estaba en atraso. Si la corriente secundaria está en adelanto, el voltaje secundario puede ser mayor que el voltaj voltaje e primar primario io de referen referencia cia.. Si esto esto ocurre ocurre,, el transformador tendrá una regulación de voltaje negativa.

Figura 1.4 diagrama fasorial de un transformador que opera a factor de potencia a) unitario, b) en adelanto.

Si sólo se considera la componente horizontal, el voltaje primario es aproximadamente

VPa=VS+ReqISCos θ+XeqISSen θ

1.5

La regulación de voltaje puede calcularse introduciendo en la ecuación de regulación de voltaje 1.2 el término la ecuación 1.5.

VPa calculado en