Prueba de Polaridad de un Transformador – Diagrama de Circuitos y Funcionamiento
Polaridad en Transformadores de Dos Enrollados
En transformadores de dos enrollados, un terminal de un enrollado es siempre positivo en relación con el otro en cualquier instante. La polaridad del transformador se refiere a la dirección relativa de los voltajes inducidos entre los enrollados de alta tensión (HV) y baja tensión (LV). En transformadores prácticos, los terminales de los enrollados se traen como conductores, y la polaridad define cómo se conectan y etiquetan estos conductores.
Importancia de la Polaridad del Transformador
Comprender la polaridad es crucial para varias tareas operativas e ingenieriles:
Marcado de Terminales e Identificación de Polaridad
En lugar de usar marcas de punto tradicionales, a menudo es más claro usar H1/H2 para los enrollados primarios (HV) y X1/X2 para los enrollados secundarios (LV) para denotar la polaridad:
Durante las pruebas de polaridad, estas etiquetas ayudan a identificar:
Consideración Clave
Una polaridad incorrecta puede llevar a:
Al estandarizar en marcado de terminales claros (H1/H2 y X1/X2), los ingenieros y técnicos pueden asegurar la polaridad correcta del transformador, mejorando la seguridad, confiabilidad y eficiencia de los sistemas de potencia.
Polaridad del Transformador
La convención de puntos (o notación de puntos) es un método estándar utilizado para denotar la polaridad de los enrollados en un transformador.
Polaridad del Transformador y Convención de Puntos
En la Figura A, se colocan dos puntos en el mismo lado de los enrollados primario y secundario. Esto indica que la corriente que entra al terminal con punto del enrollado primario tiene la misma dirección que la corriente que sale del terminal con punto del enrollado secundario. Consecuentemente, los voltajes en los extremos con punto están en fase—si el voltaje en el punto del enrollado primario es positivo, el voltaje en el punto del enrollado secundario también será positivo.
En la Figura B, los puntos se posicionan en lados opuestos de los enrollados, significando que los enrollados están enrollados en direcciones opuestas alrededor del núcleo. Aquí, los voltajes en los puntos están fuera de fase: un voltaje positivo en el punto del enrollado primario corresponde a un voltaje negativo en el punto del enrollado secundario.
Polaridad Aditiva vs. Sustractiva
La polaridad del transformador puede clasificarse como aditiva o sustractiva. Para determinar cuál tipo aplica, conecte un terminal del enrollado primario a un terminal del enrollado secundario y conecte un voltímetro a través de los terminales restantes de ambos enrollados.
Polaridad Aditiva
El diagrama de circuito de la polaridad aditiva se muestra en la figura siguiente.
Polaridad Sustractiva
En la polaridad sustractiva, el voltímetro mide la diferencia entre el voltaje primario y el secundario. Denotado como VC, la lectura del voltímetro se expresa por la ecuación:
El diagrama de circuito de la polaridad sustractiva se muestra en la figura siguiente.
Diagrama de Circuito de Prueba de Polaridad
El diagrama de circuito de la prueba de polaridad se muestra en la figura siguiente.
Prueba de Polaridad de Transformadores
Los terminales del enrollado primario se denominan A1, A2, y los terminales del enrollado secundario como a1, a2. Como se muestra en la figura, un voltímetro VA se conecta a través del enrollado primario, VB a través del enrollado secundario, y VC entre el terminal primario A1 y el terminal secundario a1.
Se utiliza un autotransformador para proporcionar un suministro AC variable al enrollado primario. Se registran todas las lecturas del voltímetro bajo esta configuración:
Prueba de Polaridad Usando una Fuente DC (Batería)
El método de voltaje AC descrito anteriormente puede ser impráctico para determinar la polaridad relativa de transformadores de dos enrollados. Un enfoque más conveniente utiliza una fuente DC (batería), un interruptor y un voltímetro de imán permanente DC. El diagrama de conexión para este método, incluyendo la polaridad correcta de la batería, se muestra en la figura siguiente.
Un interruptor se conecta en serie con el enrollado primario. Cuando el interruptor se cierra, la batería se conecta al enrollado primario, permitiendo que la corriente fluya a través de él. Esto genera enlace de flujo en ambos enrollados, induciendo fuerza electromotriz (EMF) en ambos enrollados primario y secundario.
La EMF inducida en el enrollado primario tiene una polaridad positiva en el extremo conectado al terminal positivo de la batería. Para determinar la polaridad del enrollado secundario:
