¿Por qué se realiza un circuito abierto a tensión nominal?

¿Por qué se realiza la prueba de circuito abierto a tensión nominal?

La prueba de circuito abierto (Open Circuit Test, OCT), también conocida como prueba sin carga, se realiza típicamente aplicando la tensión nominal al lado de baja tensión de un transformador. El propósito principal de esta prueba es medir los parámetros de rendimiento del transformador en condiciones sin carga, como la corriente de excitación, las pérdidas sin carga y la relación de voltaje sin carga. A continuación, se presentan las razones por las que se realiza la prueba a tensión nominal:

1. Reflejar las condiciones de operación reales

La tensión nominal es la tensión de operación estándar especificada en el diseño del transformador, asegurando que pueda funcionar de manera segura y eficiente bajo condiciones normales. Al realizar la prueba a tensión nominal, se simula el estado sin carga del transformador en uso real, proporcionando datos de rendimiento más precisos.

Esto ayuda a verificar si el transformador puede funcionar correctamente bajo las condiciones de operación esperadas sin comportamientos anormales debido a sobretensión o subtensión.

2. Medir la corriente de excitación

Durante la prueba de circuito abierto, el lado secundario del transformador está en circuito abierto, lo que significa que no fluye corriente de carga a través de él. En este punto, la corriente en el lado primario está compuesta casi en su totalidad por la corriente de excitación, que se utiliza para establecer el campo magnético en el núcleo del transformador.

Aunque la corriente de excitación es relativamente pequeña (típicamente del 1% al 5% de la corriente nominal), puede reflejar con mayor precisión las características de magnetización del núcleo cuando se mide a tensión nominal. Si la tensión es demasiado alta o demasiado baja, la medición de la corriente de excitación puede distorsionarse y no representar con precisión las propiedades de excitación del transformador.

3. Evaluar las pérdidas sin carga

Las pérdidas sin carga (también conocidas como pérdidas en hierro) se deben principalmente a las pérdidas por histeresis y corrientes de Foucault en el núcleo, que están estrechamente relacionadas con la densidad de flujo magnético en el núcleo. La densidad de flujo magnético, a su vez, depende de la tensión aplicada.

Realizar la prueba a tensión nominal asegura que las pérdidas sin carga medidas reflejen las condiciones de pérdida reales del transformador durante la operación normal. Esto es crucial para evaluar la eficiencia y el consumo de energía del transformador.

4. Determinar la relación de voltaje

La prueba de circuito abierto también se puede utilizar para medir la relación de voltaje entre los lados primario y secundario del transformador. Al aplicar la tensión nominal al lado primario y medir el voltaje en circuito abierto en el lado secundario, se puede verificar la relación de vueltas real del transformador para asegurar que cumpla con las especificaciones de diseño.

Si la prueba se realiza a una tensión no nominal, la medición de la relación de voltaje puede verse afectada por desviaciones de tensión, lo que lleva a resultados inexactos.

5. Consideraciones de seguridad

Realizar la prueba de circuito abierto a tensión nominal asegura que el transformador no experimente estrés innecesario debido a tensiones excesivas, evitando así posibles daños al equipo. Además, dado que la corriente de excitación es relativamente pequeña, el proceso de prueba no impone una carga significativa en el equipo de prueba, asegurando condiciones de prueba seguras.

6. Estandarización y comparabilidad

La industria eléctrica tiene estrictas normas y regulaciones que especifican diversos métodos y condiciones de prueba para transformadores. Realizar la prueba de circuito abierto a tensión nominal es una práctica universalmente aceptada, lo que permite una comparación y evaluación consistentes de transformadores producidos por diferentes fabricantes.

Resumen

La prueba de circuito abierto se realiza a tensión nominal para asegurar que los resultados de la prueba reflejen con precisión el rendimiento del transformador en condiciones de operación reales, incluyendo parámetros clave como la corriente de excitación, las pérdidas sin carga y la relación de voltaje. Además, este enfoque asegura la seguridad de la prueba y proporciona resultados estandarizados para la comparación y evaluación de diferentes transformadores.