SGP A011 S
July 28, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
No. 1-25____ FECH FE CHA A 19 1982 82__ ____ __ AUTO AU TOR R A. D. M. M.__
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN TRANSFOR MACIÓN CON CON EL EL EQUIPO “ TTR”
AUTORES: ALFONSO DUEÑAS M. LUIS AGUILERA H. GENARO MEJIA R. REVISÓ: ING. JERÓNIMO ORTIZ M.
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
ÍNDICE
Pág. 1. Objetivo
3
2. Aplicación Aplicaci ón
3
3. Descripción Descripc ión general
3
4. Operación
5
5. Comprobación preliminar
9
6. Procedimiento Procedimient o de prueba
10
7. Conexiones de prueba
13
8. Reportes e interpretación de resultados 9. Relaciones mayores de 130
19 19
10. Bibliografía
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PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
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a) Medición de relación de transformación de equipos nuevos, reparados o reembobinados. b) Identificación y verificación de terminales, derivaciones (taps) y sus conexiones internas. c) Determinación y comprobación de polaridad y continuidad. d) Pruebas de rutina y detección de fallas incipientes. También, es un valioso auxiliar en los siguientes casos: a) Determinación de las condiciones reales del transformador después de la operación de protecciones primarias tales como: diferencial, Buchholtz, fusibles de potencia, etc. b) Identificación de espiras en corto circuito. c) En la investigación de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en transformadores en paralelo. d) Determinación de cantidad de espiras en bobinas de transformadores (por métodos suplementar suplementarios). ios).
1. Objetivo El presente procedimiento tiene como ob jetivo, proporcio proporcionar nar una guía práctica para el uso del equipo de prueba TTR en la medición de relación de transformación de transformadores de potencia y distribución, y autotransformadores. Las iniciales TTR provienen del idioma inglés “Transformer Turn Ratio”. El presente trabajo contiene las observaciones y criterios unificados de las diversas áreas en el uso del TTR, con lo cual se pretende normalizar el procedimiento de conexiones, pruebas, reportes e interpretación de resultados. La divulgación de este procedimiento debe realizarse entre ingenieros y técnicos relacionados con la construcción, puesta en servicio, mantenimiento y operación de subestaciones. En el presente trabajo se describirá el uso del equipo TTR, marca James G. Biddle de operación manual, que es el más generalizado en Comisión Federal de Electricidad. 2. Apli cación del TTR TTR El equipo de prueba TTR está diseñado para hacer mediciones de relación de transformación en autotransformadores y reguladores de voltaje, transformadores de potencia y distribución, en la gran mayoría de tipos, tamaños y voltajes. El TTR no es aplicable cuando la relación de transformación es mayor de 130, como en el caso de transformadores de potencial, de corriente y algunos transformadores de distribución. El TTR es un instrumento práctico y preciso para analizar las condiciones de transformadores en los siguientes casos:
3. De Descr scripc ipción ión general 3.1 Principio de operación
El TTR, opera bajo el principio de que cuando dos transformadores que nominalmente tienen la misma relación de transformación, se conectan y se excitan en paralelo; con la más pequeña diferencia en la relación de algunos de ellos, se produce una corriente circulante entre ambos relativamente grande. 3.2
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Construcción
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El equipo TTR está formado básicamente por un transformador de referencia con relación ajustable desde 0 hasta 130, una fuente de excitación de corriente alterna, un
se lee a través de las correspondientes a cada selector.
galvanómetro detector de deprueba, cero corriente un juego de terminales todo estoy contenido en una misma caja metálica o de fibra con un peso aproximado de 14 kg. Ver Figs. 3 1 y 3.2.
3.2.4 Selecto 3.2.4 Selectorr R4 Se tiene un cuarto selector alineado con los otros tres, pero con una mirilla más grande, localizado al extremo derecho. Este se conecta a un potenciómetro a través de un devanado auxiliar del transformador de referencia, por lo cual se obtiene un voltaje variable en forma continua que eléctricamente equivale a un cambiador de derivaciones variable. La carátula está marcada en 100 divisiones, cada una de las cuales corresponde a un cambio de relación de 0.001.
3.2.1 Ge 3.2.1 Generad nerador or La fuente de potencia para realizar la prueba, es un generador manual de corriente alterna del tipo de imanes permanentes, que proporciona 8 V de excitación a 60 ciclos/seg aproximadamente. El generador también alimenta 8 V para la referencia del detector síncrono.
mirillas
3.2.5 De 3.2.5 Detect tector or Consiste de un rectificador síncrono y un microampérmetro de corriente directa con valor cero al centro, se localiza en el ángulo superior derecho del TTR.
3.2.2 Transformador de referencia
Es un transformador con derivaciones de una cantidad exacta de espiras entre cada derivación, diseñado de tal manera que la caída de voltaje en el primario debido a la corriente de magnetización es despreciable cuando se excita con 8 V.
3.2. 3.2.6 6 Instru mentos de medic medición ión Existe un vóltmetro de corriente alterna que mide el potencial de excitación. excitaci ón. Sobre la carátula está indicado el valor de 8 V y los límites superior e inferior que marcan el rango de voltaje correcto para la prueba. También se tiene un ampérmetro que indica la corriente de magnetización del transformador bajo prueba, ambos medidores están montados sobre la tapa del equipo.
3.2.3 Select or ores es (S1, S2 Y S3) Se tienen tres selectores conectados a las derivaciones del secundario del transformador de referencia, los selectores están articulados a sus respectivos indicadores de posición. Viendo el TTR de frente y leyendo de izquierda a derecha, el primer selector cambia la cantidad de espiras del transformador de referencia en pasos de 10; el segundo selector cambia en pasos de 1; el tercero en pasos de 0.1. La cantidad total de espiras conectadas, o sea la relación de transformación, es la cifra que
3.2.7 3.2 .7 T Termi erminales nales
Se tienen cuatro terminales conectadas en forma permanente al aparato, con ellas se conecta transformador prueba. (3.04 Dos de ellas elson de 10 pies bajo de longitud m), tienen en el extremo unos conectores 4
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en forma de “C” para conectar el devanado que se va a usar como primario (generalmente el devanado de bajo voltaje). Las otras terminales tienen 13 pies (3.96 m) de
otro delgado. El conductor grueso se usa para conectar el transformador bajo prueba con el primario del transformador de referencia del aparato; el conductor delgado
longitud, con conectar caimanesel aislados en para los extremos para secundario la prueba (generalmente es el devanado de alto voltaje). En la caja del equipo se tiene un compartimiento para guardar las terminales. Las terminales están forradas con aislamiento a prueba de aceite y son de uso rudo.
conduce corriente de excitación, desde el laaparato hasta el conectorviene tipo prensa en forma de “C” y se conecta eléctricamentee aall to eléctricament tornillo rnillo del conector. El conductor grueso llega a la clavija que es tope del tornillo, la cual está eléctricamente aislada del resto de la masa del conector. Asegúrese que el tornillo y la clavija tope hacen buen contacto con la terminal del transformador que se va a probar. Terminal de excitación (X2) Roja. Es uunn cable similar al descrito anteriormente, pero con el conector “C” marcado en color rojo. Terminal secundaria (H1) Negra. Es un conductor sencillo de cable flexible, de diámetro mucho más pequeño que las terminales de excitación X1 y X2. En el extremo trae un conector tipo “caimán” con resorte y cubierta cubierta aislante color negr negro. o. Esta terminal conecta el secundario del transformador de referencia del TTR con el transformador bajo prueba. Terminal secundaria (H2) Roja. Es un conductor similar al descrito anteriormente,
4. Operación Instalación del equipo. El TTR es un instrumento portátil que no requiere una instalación especial, simplemente colóquelo en una posición que le permita girar la manivela con comodidad. Abra la cubierta y si desea la puede quitar deslizándola hacia la derecha. Ver Fig. 3.1. Cuando el TTR se usa en un lugar donde haya la posibilidad de tener voltajes inducidos, debe aterrizarse usando la terminal para conexión a tierra que tiene el aparato. Esta precaución no siempre es necesaria.
4.1 De 4.1 Descri scripció pción n de contr controles oles y terminales La Fig. 3.2 muestra el diagrama esquemático del aparato, sus controles y terminales. Sus funciones son las siguientes: Manivela. Se usa para mover el generador de corriente alterna que proporciona la potencia eléctrica necesaria para la prueba. En los modelos donde se usa una alimentación de 115 V, 60 Hz, se tiene un variac que reemplaza al generador manual. El variac se ajusta incrementando gradualmente el voltaje desde cero hasta 8 V. Terminal de excitación (X1) Negra. Es un cable de dos conductores, uno grueso y
pero el color rojo de la cubiertaidentificado aislante delpor caimán. Vóltmetro (V). Tiene una marca en el valor de 8 V y unas marcas a cada lado para indicar el rango correcto de voltaje para la prueba. Es un vóltmetro de corriente alterna del tipo de hierro-móvil conectado para leer el voltaje a la salida del generador. Ampérmetro (A). Es también un instrumento del tipo de hierro móvil y está conectado para leer la corriente de salida del generador. Comodurante la frecuencia y el la forma de onda varían la prueba, instrumento no está calibrado en amperes, 5
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sino que la escala está dividida arbitrariamente en 10 divisiones iguales. Detector (D). Es un microampérm microampérmetro etro de corriente directa con cero al centro, usado para indicar la magnitud y polaridad de la corriente que circula en el secundario del transformador de referencia. El medidor está conectado del tal manera que cuando la relación del transformador bajo prueba es mayor que la relación indicada en el TTR, la aguja del galvanómetro se defle-xiona hacia la izquierda. No ajuste el cero de éste, excepto como se indica más adelante. Primer selector (S1). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 10, desde 0 hasta 120.
La carátula está marcada igual que la S2, la rotación es la misma que en S1. Cuarto selector, potenciómetro (R4). Incrementa la relación efectiva de espiras del transformador de referencia en forma continua desde 0 hasta 0.1. La carátula está dividida en 100 partes y marcada con 0, 05, 10, 15,..., 95. El giro es el mismo que en S1. Existe una región de la carátula marcada con “OPEN” que indica una sección abierta del potenciómetro, la cual se usa para abrir el circuito secundario cuando se requiere para fines de comprobación. Punto decimal. Es una marca localizad localizadaa entre el segundo y tercer selector para facilitar la lectura de la relación. Para leer
La carátula graduaciones 0, 1, está 2, ...,marcada 11, 12. con La las relación se aumenta girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj. Segundo selector (S2). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 1, desde 0 hasta 10. La carátula está marcada con las graduaciones 0, 1, 2, ..., 8, 9. Girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj, la relación se incrementa como sucede con S1.
la relación haber obtenido el balance (la después aguja deldegalvanómetro estabilizada en 0 y con 8 V de excitación), se copia la lectura del primer selector, lectura del segundo selector, punto decimal, lectura del tercer selector y finalmente la lectura del cuarto selector. Como por ejemplo: (11) (7) (.) (3) (42½) deberá leerse: 117.3425. Conector de tierra. Es una terminal usada para conectar la caja del aparato a tierra si se desea.
Tercer selector (S3). Incrementa la relación de espiras del transformador de referencia en pasos de 0.1, desde 0 hasta 1.
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TARJ ETA DE I NSTR NSTRUC UCCI CI ONES
VOLTMETRO AMPERMETRO
TERMI NAL PAR TERM PARA A CONEXI ON A TI ERR ERRA A
DETECTOR ( D) PUNTO DECI MAL MANI VELA
H2 ( ROJ O) TTR
H1 ( NEGRO) S1
TERMI NALES DE TERM EXC EXCI TA TAC CI ON
S2
S3
POTENCI OMETRO ( R4 R4))
TERM TER MI NAL DE EXC EXCI TA TAC CI ON
X2 ( ROJ O)
X1 ( NEGRO)
CUBI ERTA DE COLOR ROJ O O NEGRO
CONDUCTOR DELGADO DELGADO CONECTA EL EL GENERADOR DEL TTR T TR CON L A TERMI NAL
MATERI ATERI AL AI SLAN SLANTE TE
CLAVI J A TOPE DEL TO CLAVI TORN RNI LL O, CONECTADA ECT ADA AL TRANSF T RANSFORM ORMADOR DE REFEREN REFERENCI CI A DEL T TTR TR
Fig. 3.1 Partes principal principales es de un medidor de relació relaciónn de transformación (TTR).
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RE RECTI CTI FI CA CAD DOR SI NC NCRO RONO
G
A
RA 2 1000
B
D
PUENTE MODULADOR ODULADOR
C RA 1 1000
4
S1
S2
S3
R4
1110 9 8 12 7 0 6 1 23 5 4
8 7
8 7
8 7
6 5 4
2 3
9 0 1
2 3
6 5 4
9 0 1
2 3
8
7 3 8 VOLTS
6 5 4
TR TRAN ANSFO SFOR RMADOR DE A AII SLAMI EN ENTO TO
R4 240
0
9 X 90 ESPI RAS
9 X 9 ESPI RA RAS S
0
0
GENERADOR
8 VOLTS
N
R3 32 12 X 900 ESPI RA RAS S
DETECTOR
D RB 2 1000
SELECTORES DE RELACI ON
9 0 1
RB 1 1000
S
12 ESPI RA RAS S 0
V 0
90 TRAN TRA NSFORMADOR ESPI RA RAS S
DE REFERENCI REFERENCI A
A ROJ O
ROJ O
NEGRO
VOLTI METRO
NEGRO
AMPERI METRO H2
H1 X2
X1
TERMI NALES TERM DE PRUEBA
Fig. 3.2 Diagrama esq esquemático uemático del TTR, MOD MOD.. 55003, marca Jai Jaimes mes J. Biddle.
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das las terminales para que no se toquen entre sí durante la comprobación. Deje las terminales secundarias H1 y H2 conectadas entre entre sí. Deje los selectores en lecturas de cero. Gire la manivela del generador hasta obtener 8 V de excitación, mientras gira observe el galvanómetro, si la aguja no indica cero (al centro), ajuste el cuarto selector hasta lograr que la aguja indique cero, mientras mantiene girando el generadorr con 8 V de excita generado excitación. ción. El cuarto selector debe indicar una desviación no mayor de 1/2 división. El error que se obtenga en la comprobación de la relación cero, afectará las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si el error resulta inconveniente por ser grande, consulte el manual de mantenimiento. Esta comprobación puede hacerse aun cuando las terminales de excitación se tengan conectadas a un transformador bajo prueba.
5. Comprobación preliminar Hay tres pasos para comprobar el funcionamiento correcto del aparato TTR. Con este procedimiento se detecta rápidamente cualquier desperfecto en las partes más vulnerables del aparato como son: las terminales y sus conectores, el circuito del detector, los medidores y el potenciómetro (R4). Si el aparato llega a fallar en cualquiera de estos procedimientos de comprobación, será necesario consultar el manual en la sección de mantenimiento para proceder a su reparación.
5.1 5.1 Compr Comprobació obació n de balance Coloque todos los selectores en cero (00.000). Conecte H1 con H2. Asegúrese que los tornillos de los conectores “C” (X1, X2) se encuentran atornillados hasta la mitad de su rosca, que no hagan contacto con el tope, además no deben tocarse entre sí. Gire la manivela del generador hasta lograr 8 V de excitación. Observe el detector (D), la aguja debe permanecer al centro de la escala sobre la marca cero. Si es necesario, ajuste la aguja a cero con un desarmador mientras mantiene la excitación en 8 V. Suelte la manivela manivela y observe el detector (D). La aguja puede quedar ligeramente desviada de la marca cero, si esta desviación es mayor de 1/16”, ver el manual en la sección de mantenimiento.
5.3 Comprob Comprobación ación de relación unit unitaria aria En las terminales de excitación (X1, X2) apriete los tornillos hasta el tope, asegúrese que los tornillos hacen buen contacto contra la cara opuesta, si es necesario coloque unas arandelas de cobre para asegurar un buen contacto. Mantenga separadas las terminales para que no se toquen entre sí durante la comprobación. Conecte la terminal secundaria H1 de color negro a la terminal de excitación X1 de color negro. Conecte la terminal secundaria H2 de color rojo a la terminal de excitación X2 de color rojo. Coloque los selectores en la lectura 1.000. Gire la manivela hasta obtener 8 V de excitación, simultáneamente observe el galvanómetro, si la lectura no es cero, ajuste el
5.2 Comprobación de la relación cero En las terminales de excitación (XI, X2) apriete los tornillos hasta el tope, asegúrese que los tornillos hacen buen contacto contra la cara opuesta, si es necesario coloque unas arandelas de cobre para asegurar un buen contacto. Mantenga separa-
cuarto selector hastade que el manivela. detector indique cero, sin dejar girar la Si el cuarto selector indica una lectura 9
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menor de cero, cambie los selectores hasta obtener una lectura de 0.9999, nuevamente ajuste el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro indique cero. El equipo
voltaje. Cuando ambos deva-nados estén conectados a tierra en una de sus terminales, conecte las termina-les X1 y H1 (negras) a los puntos aterrizados.
debe leer con selector. casi la mitad de una división en1.000 el cuarto El error que se obtenga en la comprobación unitaria afectará en las lecturas del cuarto selector con la magnitud del error. Si este error resulta inconveniente por su magnitud, consulte el manual de mantenimiento. Esta comprobación debe hacerse solamente con las conexiones antes indicadas.
Siempre excite el devanado de baja tensión completo. d) Coloque los selectores del TTR en ceros y gire la manivela del generador 1/4 de vuelta. Si el galvanómetro se deflexiona hacia la IZQUIERDA, la conexión del transformador es SUBSTRACTIVA. Las terminales H1 y X1 (negras) se conectan a las terminales de la misma polaridad, igualmente H2 y X2. e) Si el galvanómetro se deflexiona hacia la DERECHA cuando el transformador ha
6. Procedim Procedimiento iento de prueba pru eba 6.1 6.1 Determinación de polarid ad Para obtener la relación de transformación en un transformador, se debe proceder en el siguiente orden: a) Precaución: asegúrese que el transformador que se va a probar se encuentra completamente DESENERGIZADO, verificando en el campo que tanto interruptores como cuchillas de cada uno de los circuitos conectados a los devanados del transformador se encuentran en posición abierta. Las terminales
sido conectado y probado se indicó anteriormente, entoncescomo la polaridad es ADITIVA y es necesario intercambiar las terminales H1 y H2 para conectar correctamente correctamen te el TTR. Esto ees, s, que las terminales del mismo color deben ir conectadas a los bornes de la misma polaridad. f) Una vez que el TTR ha quedado conectado al transformador, coloque los selectores en una lectura de 1.000 y lentamente gire la manivela. Observe el
conectadas conectadas siase tierra desea. pueden dejarse b) Si el transformador bajo prueba se encuentra cerca del equipo energizado con alta tensión, aterrice una terminal de cada uno de los devanados, así como también el TTR utilizando su terminal de puesta a tierra. c) Conecte las terminales de excitación X1 y X2 al devanado de menor tensión de los que van a ser comparados. Conecte la terminal secundaria H1 a la terminal de mayor voltaje que corresponda a X1 como se indica en la Fig. 6.1. Conecte la terminal H2 a la otra terminal de mayor
galvanómetro, aguja debe deflexionarse hacia lala izquierda. Simultáneamente observe el ampérmetro y el vóltmetro. Si la aguja del ampérmetro se deflexiona a plena escala mientras que en la aguja del vóltmetro no se aprecia deflexión alguna, esto es una indicación de que el transformador está tomando mucha corriente de excitación. excitación. Además, notará que la manivela resulta más difícil de girar, hay razón para sospechar de un corto circuito involucrando una gran parte del flujo. Verifique sus conexiones asegurándose que las terminales de excitación no están en corto, trate de obtener el balance del galvanómetro, si 10
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Regrese un paso el selector, el galvanómetro se deflexionará hacia la izquierda. Continúe con el mismo procedimiento en el segundo y tercer selector. Luego proceda
resulta imposible de obtener. Ver el punto 6.4 “Condiciones anormales”. Normalmente la aguja del ampérmetro indica valores altos y la del vóltmetro se deflexiona ligeramente durante los ajustes preliminares preliminares.. El voltaje de generación se incrementa hasta 8 V conforme se obtiene el balance del galvanómetro. Las lecturas del ampérmetro disminuirán dado que la carga del secundario se reduce a cero en el punto de balance.
con el cuarto selector girándolo lentamente en el (potenciómetro) sentido de las manecillas del reloj, hasta que las deflexiones del galvanómetro sean pequeñas, mientras continúe girando lentamente la manivela del generador. Ahora incremente su velocidad hasta obtener una lectura de 8 V, en ese momento ajuste el cuarto selector hasta que la aguja del galvanómetro no muestre deflexión fuera de la marca central de balance.
6.2 Balance
Si el transformador ha sido conectado como 6.3 6.3 L Lectura ectura de la relación Una vez concluidos los puntos anteriores, la relación de transformación se puede leer directamente de las carátulas de los selectores. Después de haber obtenido el balance, anote las cantidades indicadas por los dos primeros selectores (S1 y S2). Coloque enseguida el punto decimal. Posteriormente anote las lecturas del tercero y cuarto selector. Nota: en el cuarto selector, las lecturas inferiores al valor de 10 deben anotarse con un 0 al frente para conservar el valor real. Por ejemplo: una lectura de once divisiones debe anotarse 11, pero una lectura de 7 debe anotarse 07. El número de dígitos que son significativos en una prueba de TTR depende de la precisión requerida. En la mayoría de los casos, el error no excede el 0.1%. Las lecturas se pueden redondear con tres decimales.
se anteriormente y el galva-nómetro se indicó deflexiona hacia la izquierda como se describe en el inciso (f) del punto 6.1, el balance puede realizarse. Precaución: no gire la manivela si alguien está tocando las terminales secundarias del TTR. Cuando la relación de transformación es grande, se tienen voltajes del orden de 1,000 V en el secundario al excitarse con 8 V el primario del transformador. Gire el primer selector un paso en el sentido dedel lasgenerador manecillas1/4deldereloj. GireObla manivela vuelta. serve el galvanómetro, si aún se deflexiona hacia la izquierda, continúe girando el selector en el sentido de las manecillas del reloj hasta que finalmente en uno de los pasos se observe que el galvanómetro se ha deflexionado hacia la derecha, mientras tanto, continúe girando la manivela.
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ROJ O
TRANSFORMADOR TRAN DE REFEREN REFERENCI CI A
NEGRO
H2
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H1
TRANSFORMADOR TRAN BAJ O PRUEBA PRUEBA ( PO POLARI LARI DAD SU SUSTRA STRACTI CTI VA VA))
A
V
DETECTOR BALANCE
NEGRO X2
D
X1
ROJ O
N
S
GENERADOR EQUI PO " TTR"
Fig. 6.1 Diagrama de conexiones.
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circuito abierto. Es posible determinar cuál de los devanados se encuentra abierto. Desconecte las dos terminale terminaless secundarias H1 y H2. Abra una de las
6.4 Condiciones anormales Cuando no se puede obtener el balance con las indicaciones descritas anteriormente, existen dos caminos a seguir: a) Si el transformador bajo prueba es de características similares a otro probado anteriormente y en éste no se logra obtener el balance, el problema puede considerarse normalmente como un corto circuito o un circuito abierto en los devanados probados. Una corriente grande de excitación y un voltaje de generación bajo, son indicativos de un cortocircuito en uno de los devanados. Las espiras en cortocircuito de un transformador bajo prueba, producen una componente de
mordazas de excitación (X) e inserte una pieza de fibra aislante entre la terminal del transformador y la pieza que es tope del tornillo, la cual va conectada al cable grueso que conecta el transformador de referencia del TTR. Apriete el tornillo nuevamente contra el borne del transformador bajo prueba. Gire la manivela del generador. Si el primario está abierto (devanado de baja tensión del transformador bajo prueba) no se tendrá indicación de corriente en el ampérmetro. Si el ampérmetro indica una corriente de excitación normal, se puede concluir que el secundario se encuentra abierto, o sea, el devanado de alta tensión del transformador bajo prueba.
carga en la corriente del transformador y esto afectaprimaria a la distribución del flujo y consecuentemente el flujo por vuelta. El número de espiras en corto circuito junto con su resistencia, reactancia y localización contribuyen a la desviación de la corriente primaria normal y a la relación de transformac transformación. ión. En casos extremos la corriente primaria se incrementa sobrecargando el genera-dor del TTR. Cuando esto ocurre, es imposible lograr el balance y debe seguir un procedimiento alternativo de excitar el devanado de alto voltaje y utilizar el devanado de bajo voltaje como secundario. Si esto se hace, la relación resulta menor que 1.0 y es apropiado llamarle relación inversa de vueltas, porque el término relación de vueltas significa la relación de alto voltaje a bajo voltaje y siempre es mayor que la unidad. El TTR indica en estas condiciones la inversa de la relación de vueltas considerando esta prueba de poca precisión.
7. Conexion Conexiones es de prueba pru eba Transformadores Transformad ores polifásicos. La medición de la relación de espiras de un transformador de “n” fases, consiste de “n” mediciones monofásicas para determinar la relación entre espiras primarias y espiras secundarias de cada fase. El número de pruebas aumenta cuando se tienen más de dos devanados en la misma fase, como en el caso de los transformadores de tres devanados. Primeramente, es necesario interpretar el diagrama vectorial para hacer las conexiones correctamente, o sea que las dos bobinas que se van a probar estén montadas sobre la misma pierna del núcleo. En la práctica, se obtienen pequeñas dife-
rencias en los valores de relación medidos en devanados de diferentes piernas o fases, aún cuando la relación real de espiras
b) excitación Cuando senormales, tienen corriente y voltaje de pero sin deflexión en el galvanómetro, es indicativo de un 13
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sea idéntica. idéntica. Esto se debe debe a que eell circuito magnético en cada prueba presenta diferente permeabilidad. Por ejemplo: cuando se prueban las fases 1 ó 3 en un transfor-
sario cambiar las conexiones como se indica en la tabla de la figura. En cada una de las pruebas es necesario mover el cambiador de taps a cada una de sus posi-
mador el circuito(fase magnético incluye a la trifásico, pierna adyacente 2) y la pierna extrema. Cuando se prueba la fase 2 o central, el circuito magnético incluye las dos piernas adyacentes. Por lo tanto, los valores de relación medidos en la fase central serán ligeramente mayores que los correspondientes a las fases 1 y 3. Sin embargo, la magnitud de estas diferencias son pequeñas en transformadores bien diseñados. En las Figs. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 que vie-
ciones y anotar las lecturas en el formato indicado. Nota: para evitar confusiones en la identificación de las terminales del TTR y las del Figs.. 7. 7.1 1, transformador bajo prueba, en las Figs 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 se han marcado las terminales del TTR como sigue: TERMINALES DE EXCITACIÓN: X1 negra = GN X2 roja = GR
nen a continuación, se indican las conexiones del TTR. En el transformador de las figuras se presenta la prueba No. 1. Para realizar las sig siguientes uientes pruebas será nece-
TERMINALES SECUNDARIAS: H1 negra = CN H2 roja = CR
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Utilizando l a Forma No. 1 H1
H2
H3
HO X1
X2
X3
DI AGRAMA VECTORI AL X2 GN
H2
GR
T. T. R. H1
CN
1 2 3
H3
X3
CONEXIONES DE PRUEBA
PRUEBA
X1
H0
CR
CN
CR
GN
GR
H1 H2 H3
H0 H0 H0
X1 X2 X3
X2 X3 X1
MIDE 1 2 3
Fig. 7.1 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión estrella - delta.
H1
X0
H2
X1
H3
X2
X3
DI AGRAMA VECTORI AL X2 H2
GR
GN
X1 CR
T. T. R. H1
CN
PRUEBA
1 2 3
H3 X3
CONEX CONEXIONES IONES DE PRUEBA CN CR GN GR
H1 H2 H3
H0
H2 H3 H1
X0 X0 X0
X2 X3 X1
MIDE 2 3 1
Fig. 7.2 Diagrama para transformadores de dos devanados en conexión delta - estrella.
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Utilizando el Form ato No. 1 H1
H2
H3
HO
Y1
Y2
DI AGRAMA VECTORI AL
Y3
Y2 X0 X1
GR
X2
H2
X2
HO
X0
X3 Y1
GN H1
CR
H3
X1
X3
Y3
T. T. R.
CN
PRUEBA
NOTA:
CONEX CONEXIONES IONES DE PRUEBA CN CR GN GR
MIDE
1
H1
H0
X1
X0
H - X 1
2
H2
H0
X2
X0
H - X 2
3
H3
H0
X3
X0
H - X 3
4
H1
H0
Y1
Y2
H - Y 1
5
H2
H0
Y2
Y3
H - Y 2
6
H3
H0
Y3
Y1
H - Y 3
7 8
X1 X2
X0 X0
Y1 Y2
Y2 Y3
X - Y 1 X - Y 2
9
X3
X0
Y3
Y1
X - Y 3
Para transformadores de tres devanados con terciario inaccesible, se realizarán únicamente las tres primeras pruebas.
Fig. 7.3 Diagrama de conexiones para transformadores de tres devanados, para transformador estrella - estrella - delta con todos los devanados accesibles.
16
CFE/STTC
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
Utilizando el Form ato No. 2 H1
H2
H3
HO X0
Y1
Y2
DI AG AGRAM RAMA VECTORI VECTORI AL
Y3
Y2 H2 X1
X2
X3
X2 Y1
H0 X0 GR
X1
GN H1
X3 H3 Y3
CR
T. T. R.
CN
PRUEBA
CONEX CONEXIONES IONES DE PRUEBA
MIDE
CN
CR
GN
GR
1
H1
H0-X0
X1
H0-X0
H - X 1
2
H2
H0-X0
X2
H0-X0
H - X 2
3
H3
H0-X0
X3
H0-X0
H - X 3
4
H1
H0-X0
Y1
Y2
H - Y 1
5
H2
H0-X0
Y2
Y3
H - Y 2
6 7
H3 X1
H0-X0 H0-X0
Y3 Y1
Y1 Y2
H - Y 3 X - Y 1
8
X2
H0-X0
Y2
Y3
X - Y 2
9
X3
H0-X0
Y3
Y1
X - Y 3
NOTA: Para las pruebas en todas las posiciones del cambiador de taps (bajo carga), se requiere usar tres hojas del formato No. 2. En la hoja 1 de 3 se anotarán las pruebas 1, 2 y 3; en la hoja 2 de 3 se anotarán las pruebas 4, 5 y 6; en la hoja 3 de 3 se anotarán las pruebas 7, 8 y 9. Fig. 7.4 Diagrama de conexiones para autotransformadores autotransform adores trifásicos.
17
CFE/STTC
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
Utilizando el Form ato No. 2
H1
HO X0
Y1
DI AGRAMA VECTO VECTORI RI AL
H1
Y2
Y1
X1 X1 GR H0 X0
GN
CR
Y2
T. T. R.
CN
PRUEBA
CONEX CONEXIONES IONES DE PRUEBA
MIDE
CN
CR
GN
GR
1 2
H1 H1
H0-X0 H0-X0
X1 Y1
H0-X0 Y2
H-X H-Y
3
X1
H0-X0
Y1
Y2
X-Y
Fig. 7.5 Diagrama de conexiones para autotransformador monofásico.
18
CFE/STTC
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
de diferencia menor de 0.15, 16.7% en el rango de 0.16 a 0.30 y sólo el 3.9% de los resultados fueron mayores de 0.31. Los resultados anteriores corresponden a transformadores de diferentes marcas, de 230 y 115 kV, se utilizaron diferentes equipos de prueba TTR, los cuales fueron operados por diferentes personas.
8. Re Repor portes tes e interp interpretación retación de resultados
Los resultados de las pruebas se anotan en los formatos que indican Se en anexan las figuras de conexiones dese prueba. las formas de reporte 1, para transformadores y la forma 2 para autotransformadores, para cada una se anexa también un ejemplo. Para interpretar los resultados, es necesario calcular el porciento de diferencia según la ecuación 1: % DIF
RT
RM
R T
100
9. Re Relacion lacion es mayores de 130 130
Cuando sea necesario medir relaciones de transformación mayores de 130, que es el máximo valor posible de medir con el TTR, se puede utilizar un transformador auxiliar portátil o el transformador de referencia de
[1]
donde: RT
= Relación teórica RM = Relación medida
un segundo equipo TTR. 9.1 9.1 Utiliz Utilizando ando un tr ansformador auxiliar Conecte el transformador auxiliar como se indica en la Fig. 9.1, el primario (XI y X2) en paralelo con las terminales primarias (XI y X2) del TTR, por facilidad estas conexiones pueden hacerse sobre los bornes de baja tensión del transformador bajo prueba. El secundario del transformador auxiliar se conecta en serie con el devanado de alta tensión del transformador bajo prueba como se indica en la Fig. 9.1. Con esta conexión el porcentaje de error es el mismo que en las mediciones normales de TTR, pero la relación de transformación se incrementa por la relación del transformador auxiliar. Cuando se usa la relación de 200 la relación leída en los selectores del TTR al obtener el balance, con lo cual se pueden medir relaciones hasta de 330. Existe un transformador auxiliar fabricado por James G. Biddle, catálogo 55030, de relación 100/200 a 1 y con precisión de 0.1%.
Como regla general se dice que el porciento de diferencia no debe ser mayor de 0.5, sin embargo, de una muestra de 155 pruebas, los valores % de diferencia encontrados fueron los siguientes: % DIF
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
Cantidad
%
menores a 0.05 de 0.06 a 0.10 de 0.11 a 0.15
35 44 44
79.4
de 0.16 a 0.20 de 0.21 a 0.25 de 0.26 a 0.30
10 15 1
16.7
de 0.31 a 0.35 mayores a 0.35
4 2
3.9
155 100 Se puede apreciar que en el 79.4% de las pruebas realizadas se obtuvo un porciento
9.2 9.2 Util Utilizando izando un segu segundo ndo TTR
19
CFE/STTC
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
Se puede utilizar el transformador auxiliar para hacer mediciones hasta de 250. Ver Fig. 9.2. Conecte las terminales de excitación del TTR normal al transformador bajo
los demás en cero, o sea con una lectura de 120.000. Proceda a establecer el balance utilizando el galvanómetro y los selectores del TTR normal. A la lectura obtenida
prueba. las terminales de excitación del Conecte TTR auxiliar a las terminales de baja tensión del transformador bajo prueba, colocando la terminal roja en el mismo borne ocupado por la terminal roja del TTR normal. Aísle el ggenerador enerador del TTR aauxiliar uxiliar colocando un pedazo de fibra o baquelita entre el tornillo de la mordaza y el borne del transformador.. transformador Conecte una de las terminales secundarias a la terminal secundaria de color opuesto del TTR auxiliar. Las terminales que quedan se conectan al transformador bajo prueba de acuerdo a la polaridad correspondient correspondiente. e. Colocar el primer selector (S1) en la posición de 12 y
súmele la suma bajo obtenida es ylael relación del 120, transformador prueba porciento de error involucrado es el que se tiene normalmente con cualquier TTR. 10. Bibliografía
Instruction Manual TTR 55-J, James G. Biddle Co. TTR Transformer Turn Ratio Test Set. Boletín 556, James G. Biddle Co. 1966 Suplement to Instruction Manual 55-J, James G. Biddle Co.
DI AGRAMA VECTORI AL H1
H2
H3 X2 H2
X0
X1
X2
X3
X1
H1
X0
H3 X3
TRA TR ANSF AUXI LI AR
GR
GR
GH
GN
CN
CR
CR
CN
REL ACI ON 100 : 1 - 200 : 1
Fig. 9.1
T. T. R.
REL ACI ON 0 - 130
Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador auxiliar marca J. G. Biddle Cat. 55030
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CFE/STTC
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON EL EQUIPO TTR
PROCEDIMIENTO SGP-A011-S
DI AGRAMA VECTORI AL H1
H2
H3 X2 H2
X0
X1
X2
X3
X0
X1
H1
H3 X3
GR
GN
CN
GN
GR
CR
T. T. R.
T. T. R.
CN RELACI ON 0 - 130
RELACI ON 120 : 1
CR Termi nal de exci t aci on del TTR auxi l i ar Col Col ocar un p ped edazo azo de de baq baquel uel i t a en entt re el torni l l o y l a termi nal nal del del tr ansf ansf ormador ador para para ai sl ar el gene generado radorr del TT TTR R
Fig. 9.2 Medición de relaciones mayores de 130 utilizando el transformador de referencia de un TTR.
TORNI LL
CONDUCT UCTOR OR DEL GADO QUE CONECTA AL GENERADOR DEL TT TTR R
MATER ATERI AL AI SLANTE TOPE DEL TORNI LLO LL O CONECTA ECTAD DO AL TRANSFORMADOR DE REFER TRA EFEREN ENC CI A DE TTR
FI BRA BRA AI AI SLANTE O BA BAQ QUELI TA PARA AI SL SLAR AR EL GENERAD GENERADOR DEL TT TTR R
TERMI NAL DEL TRA TERM TRANSFORMADOR BAJ BAJ O PRU PRUEBA EBA
Fig. 9.3 Terminal de excitaci excitación ón de un TTR.
21
CFE/STTC
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE
PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES ZONA_____________________________ _ AUTOTRANSFORMADOR____________ _ ENFRIAMIENTO TIPO________________ CAPACIDAD H________________ X________________ Y________________ TAP
VOLTAJ E KV
SUBESTACIÓN______________ SUBESTACIÓ N______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________ CLAVE_____________________ CLAVE SIRENO__________________________________ FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _ MVA_______________________ MVA________________ _______ kV H_________________ _ MVA_______________________ MVA_________________ ______ kV X_________________ _ MVA_______________________ MVA________________ _______ kV Y_________________ _
FASE RELACIÓN TEÓRICA
CONEXIONES
FASE % DIF.
CONEXIONES
FASE % DIF.
CONEXIONES
% DIF.
H-X
H-Y
H-Y
% DIF = Relación teórica – Relación medida Relación teórica
DIAGRAMA VECTORIAL
x 100
OBSERVACIONES _______________________________________ _______________________________________ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __
22
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE SERIE TTR __________________ REPORTE No. ____________ PRUEBA EFECTUADA EFECTUADA POR ______________ ______________ NOMBRE
AEC-14
SGP-A011-S
23
FIRMA
82 06 30
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE
PRUEBA DE RELACIÓN RELA CIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES AUTOTRANSFORMADORES ZONA_____________________________ _ AUTOTRANSFORMADOR____________ _ ENFRIAMIENTO TIPO________________ CAPACIDAD H________________ X________________ Y________________ TAP
VOLTAJE KV
SUBESTACIÓN______________ SUBESTACIÓ N______________ CLAVE O.S________________ FECHA_____________ CLAVE_____________________ CLAVE SIRENO__________________________________ FASES_____________________ MARCA___________________ SERIE_____________ _ MVA_______________________ MVA________________ _______ kV H_________________ _ MVA_______________________ MVA_________________ ______ kV X_________________ _ MVA_______________________ MVA________________ _______ kV Y_________________ _
FASE RELACIÓN TEÓRICA
DIAGRAMA VECTORIAL
CONEXIÓ N
FASE % DIF.
RELACIÓN TEÓRICA
CONEXIÓN
FASE % DIF.
RELACIÓN TEÓRICA
CONEXIÓN % DIF.
% DIF = Relación teórica – Relación medida x 100 Relación teórica OBSERVACIONES __________________________________________ ____________________________________________________________ ___________________________________________________ _________ ___________________________________________________ ________________________ ____________________________________ _________ ___________________________________________________ ________________________ ____________________________________ _________ ___________________________________________________ ________________________ ____________________________________ _________ ___________________________________________________ ________________________ ____________________________________ _________
SERIE TTR _____________________ REPORTE No. ____________ PRUEBA EFECTUADA EFECTUADA POR ___________________ ______________ NOMBRE
24
FIRMA
AEC-14
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE SGP-A011-S
25
82 06 30
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE
PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADORES ZONA
CULIACÁN
SUBESTACIÓN
TRANSFORMADOR
CULIIACÁN No.4
No. 1
CLAVE
TRI
ENFRIAMIENTO TIPO
OA/FA/FA2
FASES
3
CAPACIDAD
18 / 24 /30 18 / 24 /30
MVA MVA
H X Y
TAP
VOLTAJ E KV
1 2 3 4 5
H-X 115500 112750 110000 107250 104500
MARCA
110.0 13.8
MVA
14.495 14.150 13.805 13.459 13.114
CONEXIONES
CUC
CLAVE SIRENO
FASE 1 RELACIÓN TEÓRICA
C CLAVE LAVE O.S
IEM
SERIE H X
kV
Y
CONEXIONES
H1H3 VS X1X0 14.495 0.00 14.141 0.063 13.805 0.123 13.451 0.059 13.098 0.122
KOLA 1260
kV kV
FASE 2 % DIF.
FECHA 79 02 12
26-0050-3
DELTA ESTRELLA
FASE 3 % DIF.
H2 H1 VS X2X0 14.497 14.145 13.791 13.455 13.102
0.00 0.035 0.101 0.029 0.091
CONEXIONES
% DIF.
H3H2 VS X3X0 14.495 0.00 14.141 0.063 13.788 0.123 13.451 0.059 13.098 0.122
H-Y
H-Y
% DIF = Relación teórica – Relación medida x 100 Relación teórica
DIAGRAMA VECTORIAL
OBSERVACIONES : OBSERVACIONES Prueba hecha después de armado, sin aceite ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __ ___________________________________________________ ________________________ _______________________________ ____ __
SERIE TTR
26
1996
REPORTE No
1-79
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE
PRUEBA EFECTUADA POR ING. G. NAVARRO _____________ NOMBRE AEC-14
SGP-A011-S
FIRMA
82 06 30
PRUEBA DE RELACIÓN RELA CIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE AUTOTRANSFORMADORES AUTOTRANSFORMADORES ZONA
GUAYMAS
AUTOTRANSFORMADO R ENFRIAMIENTO TIPO CAPACIDAD
TAP
No. 1
SUBESTACIÓN PLTA. GUAYMAS II
CLAVE O.S
CLAVE
CLAVE SIRENO
OA/FA1/FA2 FASES H
ATRI 1
MARCA
PDG
FECHA 77 12 21 KOAL 0205
MITSUBISHI
SERIE
556821
25/33/41.6
MVA
220/3
kV
H
ESTRELLA
X
25/33/41.6
MVA
115/3
kv
X
ESTRELLA
Y
7.5/10/12.5
MVA
13.6
kV
Y
DELTA
FASE
VOLTAJE KV
FASE
RELACIÓN
CONEXIÓ
TEÓRICA
0.096 0.095 0.096 0.000 0.049 0.000 0.000 0.050 0.102 0.103 0.104 0.528 0.266 0.269 0.435 0.275 0.794 0.393 0.113 0.517 0.464
10L 9L 8L 7L 6L 5L 4L 3L 2L 1L N 1R 2R 3R 4R
242000 239900 237600 235400 233200 231000 229800 226600 224400 222200 220000 217600 215600 213400 211200
2.104 2.095 2.066 2.046 2.027 2.008 1.989 1.970 1.961 1.932 1.913 1.893 1.874 1.855 1.836
N H1H0X1X0 2.102 2.083 2.064 2.046 2.028 2.008 1.989 1.971 1.953 1.934 1.915 1.997 1.875 1.860 1.844
5R 6R 7R 8R 9R 10R
209000 206800 204600 202400 200200 198000
1.817 1.798 1.779 1.760 1.740 1.721
1.822 1.805 1.786 1.762 1.749 1.729
% DIF.
RELACIÓN TEÓRICA
CONEXIÓN
FASE % DIF.
RELACIÓN TEÓRICA
10.122 10.030 9.939 9.943 9.751 9.660 9.569 9.477 9.386 9.294 9.203 9.107 9.015 8.924 8.832
H1H0Y1Y2 10.093 10.003 9.914 9.824 9.734 9.644 9.555 9.465 9.375 9.285 9.197 9.106 9.017 8.928 8.838
0.286 0.269 0.251 0.193 0.174 0.165 0.146 0.126 0.106 0.096 0.651 0.010 0.022 0.044 0.067
8.741 8.650 8.558 8.467 8.371 8.279
8.748 8.660 8.569 8.479 8.389 8.299
0.080 0.115 0.128 0.141 0.215 0.241
4.811
CONEXIÓN % DIF. X1X0Y1Y2
4.809
% DIF = Relación teórica – Relación medida Relación teórica
DIAGRAMA VECTORIAL
0.041
x 100
OBSERVACIONES
_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ __________________________________________ ___________ _____________________________________________________ __________________________________________ ___________ _____________________________________________________ __________________________________________ ___________
SERIE TTR _____________________ REPORTE No. ____________
27
COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN GERENCIA GEREN CIA DE SUBESTACIONE SUBESTACIONES S Y LÍNEAS REGIÓN TRANSMISIÓN NORESTE PRUEBA EFECTUADA EFECTUADA POR ___________________ ______________ NOMBRE
AEC-14
SGP-A011-S
28
FIRMA
82 06 30
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