Regulación de voltaje de un transformador

La regulación de voltaje del transformador se define como el cambio en la magnitud del voltaje terminal secundario por unidad Voltaje terminal secundario nominal cuando la carga en un factor de potencia dado se reduce a cero mientras se mantiene constante el voltaje primario.

Supongamos que, V2 = Voltaje terminal secundario con cualquier carga E2 = Voltaje terminal secundario sin carga Luego, a partir de la definición, el cambio en el voltaje terminal secundario de cualquier carga a sin carga, = E2 – V2 Además, el voltaje terminal secundario nominal de un El transformador es igual al voltaje del terminal secundario sin carga. Por lo tanto, según la definición de Regulación de voltaje,

Regulación de voltaje del transformador = (E2– V2) / E2 en PU

= (E2– V2) x100 / E2 en porcentaje.

El cambio en la magnitud del voltaje terminal secundario con la carga del transformador se debe a la impedancia de fuga primaria y secundaria. La magnitud de este cambio de voltaje depende de la corriente de carga, el factor de potencia de carga, la reactancia de fuga total y la resistencia total del transformador.

Como el consumidor necesita que el voltaje de sus terminales esté dentro de un límite prescrito, la regulación de voltaje de un transformador de distribución será menor, es decir, buena. Para una mejor regulación de voltaje de un transformador de distribución, es muy importante que su impedancia de fuga sea menor.

Índice de contenidos

Cálculo de la Regulación de Voltaje del Transformador:
Condición para la regulación de voltaje cero del transformador:
Condición para la Regulación de Voltaje Máximo del Transformador:

Cálculo de la Regulación de Voltaje del Transformador:

La Regulación de Tensión de un Transformador se puede obtener a partir de su modelo de circuito equivalente cuando se refiere al lado Primario o Secundario. La siguiente figura muestra el circuito equivalente de un transformador cuando se refiere al lado secundario y su diagrama fasorial para la carga del factor de potencia en atraso.

En la figura anterior,

re2 = Resistencia equivalente referida al Secundario

xe2 = Reactancia equivalente referida al Secundario

Se puede ver en el diagrama fasorial anterior que,

E2 ≈ CO

= OA + AB + BC

Pero a partir del triángulo rectángulo ABE,

Costo2 = AB / AE

Entonces, AE = ABCosƟ2

= I2re2CosteƟ2

Del mismo modo, desde el triángulo rectángulo DEF,

Por lo tanto BC = EF = I2xe2SinƟ2

E2 = V2+ I2re2CosƟ2 +I2xe2SinƟ2

Por eso,

(E2 – V2) = I2re2CosƟ2 +I2xe2SinƟ2

Ahora, por unidad de Regulación de Voltaje para cualquier corriente de carga I2,

(E2 – V2) / E2 = I2re2CosƟ2 / E2+I2xe2SinƟ2 / E2

En caso de que I2 sea la corriente nominal, entonces,

I2re2 / E2 = Caída de tensión en re2 a corriente nominal / Tensión nominal

= PU caída de resistencia

= εr ………………..(1)

Similar,

I2xe2/ E2 = Caída de tensión en la reactancia / Tensión nominal o base

= PU caída de reactancia

= εx …………………………(2)

Por lo tanto PU Regulación de voltaje VR a corriente nominal,

VR = εrCosƟ2 + εxSinƟ2

Y porcentaje de Regulación de Voltaje VR a corriente nominal,

VR = (εrCosƟ2 + εxSinƟ2) x 100 %

El cálculo anterior para la regulación de voltaje se ha llevado a cabo asumiendo una carga de factor de potencia retrasado, pero para la carga de factor de potencia adelantado solo necesitamos reemplazar Ɵ2 por – Ɵ2. Por lo tanto, la regulación de voltaje VR para la carga del factor de potencia principal para la corriente nominal será la siguiente.

realidad virtual = εrCosƟ2 – εxSinƟ2in PU.

= (εrCosƟ2 – εxSinƟ2) x 100 %

Ahora investigaremos algunas condiciones basadas en la Regulación de Voltaje que son muy importantes.

Condición para la regulación de voltaje cero del transformador:

Como se puede ver a partir de la expresión de Regulación de voltaje, que VR varía a medida que varía el factor de potencia de la carga manteniendo constante la corriente de carga. Por lo tanto, para un factor de potencia particular, podemos obtener una regulación de voltaje cero.

Como VR = 0

εrCosƟ2+ εxSinƟ2 = 0

Entonces,

tanƟ2 = – εr/ εx

De la ecuación (1) y (2),

tanƟ2 = -re2 / xe2

Por lo tanto, Magnitud del Costo del Factor de Potencia2 = xe2 / ze2

Aquí, el signo negativo en el valor de tanƟ2 significa que el factor de potencia de la carga es líder. Por lo tanto, la Regulación de voltaje cero se logra al adelantar la carga del factor de potencia xe2 / ze2 y si aumentamos el factor de potencia de la carga más allá de este valor, la Regulación de voltaje se volverá negativa. La regulación de voltaje negativo significa que el voltaje terminal secundario V2 es mayor que el EMF E2 generado sin carga.

Condición para la Regulación de Voltaje Máximo del Transformador:

Para Regulación de Voltaje Máximo,

d(VR) / dƟ2 = 0 suponiendo corriente de carga constante.

Por lo tanto,

-εrSinƟ2+ εxCosƟ2 = 0

Esto implica que, tanƟ2= εx / εr

Por lo tanto, CostƟ2 = re2/ xe2

Aquí tanƟ2 es positivo, lo que significa que la regulación de tensión máxima se produce para una carga con factor de potencia retrasado y con un factor de potencia de re2 / xe2.

Una cosa importante a tener en cuenta aquí es que,

Ángulo de impedancia de fuga = Ø

= Ɵ2

Por lo tanto, podemos decir que la regulación de voltaje máxima ocurre cuando el factor de potencia de carga es igual al ángulo de impedancia de fuga.