Procedimiento específico: PEE72 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN DE TRANSFORMADORES DE TENSIÓN DE ALTA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN. Copia No Controlada

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Arturo Giménez Bustos
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1 opia No ontrolada Institto Nacional de Tecnología Indstrial entro de Desarrollo e Investigación en ísica y Metrología Procedimiento específico: PEE7 POEDIMIENTO DE ALIBAIÓN DE TANSOMADOES DE TENSIÓN DE ALTA ELAIÓN DE TANSOMAIÓN evisión: Marzo 0 Este docmento se ha elaborado con recrsos del Institto Nacional de Tecnología Indstrial Sólo se permite s reprodcción sin fines de lcro y haciendo referencia a la fente

ALTA ELAIÓN DE TANSOMAIÓN evisión: Marzo 0 Este docmento se ha elaborado con recrsos del Institto

2 PEE7 Lista de enmiendas: Marzo 0 ENMIENDA DESATA INSETA EIBIDO Nº EHA APÍTLO PÁGINA PÁAO APÍTLO PÁGINA PÁAO IMA de

4 PEE7: Marzo 0 Objeto Establecer los métodos para determinar los errores de relación y de fase en los transformadores de medida de tensión con altas relaciones de transformación y clase de exactitd mayor a 0, % Alcance Todos los transformadores de tensión qe deban satisfacer los reqisitos de las normas IAM 70/97(transformadores de medición, laboratorios para ensayos de exactitd, reqisitos generales de ss eqipos de ensayos e instalaciones); IAM -/008 (transformadores de medición); IE 600- /00- (Indctive voltage transformers) Se dispone este método de calibración, para n rango de relaciones de transformación entre 600 y 5000 Definiciones y abreviatras Se encentran en las normas de referencia eferencias Norma IE 600- (Indctive voltage transformers) Norma IE (apacitor voltage transformers) IAM - (transformadores de medición) IAM -5 (transformadores de tensión capacitivos) IAM 70/97 (transformadores de medición, laboratorios para ensayos de exactitd, reqisitos generales de ss eqipos de ensayos e instalaciones) 5 esponsabilidades Técnicos del Laboratorio de Alta tensión en la ejección de los ensayos oordinador de la T Electricidad, spervisa los ensayos, verifica qe se cmplan los procedimientos y revisa los resltados 6 Límites de errores de los transformadores de medida de tensión Los límites de error de los transformadores de tensión se efectúan de acerdo a las normas: IAM 70/97, pnto tabla para patrones IAM -/008, pnto ( tablas -) IE 600-/00-0, pnto ( tablas -) 7 Instrcciones de trabajo y sistema de medición 7 tilización del esqema de pente con divisor de tensión capacitivo resistivo Se tiliza para el armado circital del pente, na conexión especial del pente Schering y n divisor capacitivo formado por capacitores patrones de dieléctrico gaseoso, my estables en el tiempo (nitrógeno, exaflorro) de donde no de ellos debe soportar la alta tensión de alimentación Estos capacitores son de alta exactitd y se considera despreciable la variación de la capacidad con la tensión, n posible inconveniente de este método son las pertrbaciones qe ocasionan las capacidades parásitas qe se encentran distribidas, por lo qe debe prestarse mayor cidado en la conexión del circito de apantallamiento, para poder eliminar estos efectos mediante la rama de potencial de Wagner qe presenta el pente Schering de 8

generales de ss eqipos de ensayos e instalaciones); IAM -/008 (transformadores de medición); IE 600- /00- (Indctive voltage transformers) Se dispone este método de calibración, para n rango de

5 PEE7: Marzo 0 El principio de medición esta basado en el llamado esqema de Yoganandam, cyo circito es el sigiente: El eqilibrio del pente se realiza, en s forma operativa, variando alternadamente, los valores de y na vez seleccionados, y conociendo aproximadamente la relación de transformación x del transformador a calibrar ando se alcanza el eqilibrio del pente, la corriente en el detector D es cero, y reslta la ecación: I Z I () Siendo Z ( jw ) La impedancia Zp qe presenta la rama con tensión primaria Z es: jw Zp jw ( ) ( jw ) Mientras qe la rama de la tensión secndaria del transformador mestra na impedancia Zs dada por: jw Zs jw En eqilibrio las corrientes son: I p y Z p I Z s s de 8

eqilibrio del pente, la corriente en el detector D es cero, y reslta la ecación: I Z I () Siendo Z ( jw ) La impedancia Zp qe presenta la rama con tensión primaria Z es: jw

6 PEE7: Marzo 0 eemplazando las mismas en () Z p p s jw Z Sstityendo Zp y Zs, nos qeda: s p s jw jw Tomando valores absoltos: ( ) x p S w w ( ) En la gran mayoría de los casos ( ) << w y w << Siendo aproximada la expresión a x Y el error de relación es ( ) ( n x ) 00 % x () En canto al error de fase δ arctg ( w ( )) arctg ( w ) Qe con sficiente aproximación será: ( ( ) ) δ π f ( ) δ tgδ π f de 8

aproximada la expresión a x Y el error de relación es ( ) ( n x ) 00 % x () En canto al error de

7 PEE7: Marzo 0 Donde π f tgδ la leída en el pente Schering y la seleccionada en el mismo Por lo tanto: tgδ π f 7 Procedimiento de medición Se arma el circito de la figra, tilizando para la calibración del mismo, como incógnita, el patrón de relación 00 (0/0, kv) Messwandler-Ba cyo error conocido es (%) 0,006 y δ -0, min Tener en centa qe el circito de baja tensión esté correctamente conectado, tanto s parte de señal como el circito de tierra de Wagner (verificar qe no qede a tierra ya qe el potencial aplicado a la rama Wagner respecto a tierra no ejercería efecto) El capacitor de alta tensión tilizado es de 50 p, y el capacitor se elegirá entre 0000 ó 000 p, dependiendo de la relación n donde n es la relación nominal Se obtendrán entonces los valores de y tg δ directamente del pente Schering, qe los llamaremos valores de calibración Para eqilibrar el sistema llegamos a n primer eqilibrio parcial y lego pasamos a eqilibrar el circito de Wagner compensando el potencial dado por las capacidades parásitas Lego volvemos al eqilibrio del circito principal y na vez logrado volvemos a eqilibrar el circito de Wagner, repitiendo la operación tantas veces como sea necesario De esta manera tenemos la expresión Además por definición tenemos qe: % Y podemos plantear entonces la relación de 8

tanto s parte de señal como el circito de tierra de Wagner (verificar qe no qede a tierra ya qe el potencial aplicado a la rama Wagner respecto a tierra no ejercería efecto) El capacitor de alta

8 PEE7: Marzo 0 Donde: () Donde y son los valores leídos en el pente Schering y es conocida Se tiliza la planilla de registro del Apéndice para anotar los valores de calibración obtenidos del pente Schering Lego se conecta el transformador a calibrar y se obtienen los eqilibrios para el 0, 00 y 80 % de la tensión nominal con la carga Z correspondiente Se anotan los valores obtenidos del Schering en la planilla de registro Se realizan los cálclos mediante na planilla excel de resltados 7 ircito de medición 7 Identificación y almacenaje IGA : ircito de medición Los transformadores de tensión a calibrar se identifican de acerdo con las instrcciones del Manal de la alidad del INTI - ísica y Metrología y son gardados, desde s ingreso hasta la devolción al cliente, en el Laboratorio de Alta Tensión, sala Nº 7, ver capítlo 9 del M 7 Instrmental a tilizar Stelltransformator (Atotransformador de salida variable), marca H&B, relación 80/0 80 V ± %, frecencia 50Hz, 68 A, 60 kva, Nº 5955/ ente de tensión de 600 kv, marca Messwandler-Ba GMBH Bamberg, modelo TEO600/00, frecencia 50 Hz, Nº 80/6 Transformador patrón de tensión, marca Messwandler-Ba GMBH Bamberg, relación,75 50/0,- 0,0 kv, modelo NZG 5, exactitd ± 0,005% ± 0,5 min, frecencia Hz, carga 7,6-6 VA, Nº 70/76 ( se tiliza en relación 00 0/0 kv para calibración) Pente Schering, marca H&B, Nº Voltímetro, marca H&B, Nº de 8

Schering en la planilla de registro Se realizan los cálclos mediante na planilla excel de resltados 7 ircito de medición 7 Identificación y almacenaje IGA : ircito de medición Los transformadores de

9 PEE7: Marzo 0 6 de 8 Detector, marca H&B, tensión 0 V, frecencia 5060 Hz, 0 VA, Nº 7708 aja de cargas de tensión, marca H&B, modelo NBHa, Nº Estación meteorológica electrónica, marca LT, identificado como EME apacitor patrón en gas de 50 p Micafil apacitor patrón en gas de 0000 p Tettex apacitor patrón en gas de 00 p H&B 75 ondiciones ambientales El ambiente donde se realiza el ensayo debe cmplir con las sigientes condiciones: Temperatra ambiente: ( ± ) º Hmedad relativa: (50 ± 0) % 76 Incertidmbre de medición: Modelo Matemático: Expresando el error de relación respecto de la relación nominal tendremos: ( ) n n k n n k n La incertidmbre de la relación nominal n es nla, por ser n entero determinado, por lo tanto, el valor de la varianza de es: k Para calclar la incertidmbre de la relación, tomamos la expresión (): k k

ensayo debe cmplir con las sigientes condiciones: Temperatra ambiente: ( ± ) º Hmedad relativa: (50 ± 0) % 76 Incertidmbre de medición: Modelo Matemático: Expresando el error de relación respecto de

10 PEE7: Marzo 0 ( ) k La incertidmbre La incertidmbre es la del patrón de calibración, en relación 00 es de 0-5 ppm k es del orden 000 % medida en la calibración con n mltímetro HP 0 en el rango de 0 ohm La incertidmbre es del orden 00 % y es la indicada en el pente Schering Tomando todos los coeficientes de sensibilidad igales a la nidad obtenemos: ente de Incertidmbre Simbolo i x Distribción A x/a i Vi Patrón calibración 000% Normal 5 E-5 5E-0 esistencia calibración esistencia Incertidmbre combinada Incertidmbre expandida () 000% Normal E-5 00E-0 00% Normal E- 00E-8 c 0 E- N(95%) 0 E- Para el error de ánglo tomamos la expresión ( ) δ tgδ π f δ δ tgδ tgδ δ No se toman las capacidades como fentes de incertidmbre ente de Incertidmbre Simbolo i x Distribción A x/a i Vi tgδ tgδ 000% Normal 05 E-5 5E- esistencia esistencia Incertidmbre combinada Incertidmbre expandida () 000% Normal E-5 00E-0 00% Normal E- 00E-8 c 0 E- N(95%) 0 E- 7 de 8

x/a i Vi Patrón calibración 000% Normal 5 E-5 5E-0 esistencia calibración esistencia Incertidmbre combinada Incertidmbre expandida () 000% Normal E-5 00E-0 00% Normal E- 00E-8 c 0 E- N(95%) 0 E- Para

11 PEE7: Marzo 0 8 egistros de la alidad Se conservan registros manscritos de las observaciones originales, copia de los certificados emitidos, como así también copia de la orden de trabajo, salida de elementos y demás docmentación relacionada, de acerdo con el manal de la calidad del INTI- ísica y Metrología, capítlo 9 Precaciones Según el Decreto 97/7, Artíclo, inciso c, se considera la tarea como riesgosa, debiéndose tomar las precaciones necesarias para evitar n shock eléctrico Las operaciones de cambio de conexionado deberán ser llevadas a cabo con los circitos de tensión y corriente desenergizados 0 Apéndices y anexos APÉNDIE Nº TITLO Planilla de registro para transformadores de tensión de Alta relación 8 de 8

Artíclo, inciso c, se considera la tarea como riesgosa, debiéndose tomar las precaciones necesarias para evitar n shock eléctrico Las operaciones de cambio de conexionado deberán

12 PEE7 Apéndice : Marzo 0 Planilla de registro para transformadores de tensión de Alta relación PEE7 - APÉNDIE Hoja de n PLANILLA DE EGISTO PAA TV de ALTA ELAIÓN echa Empresa Temp Marca Hmedad lase OT Nº elaciones arga Tipo recencia elación % arga Bornes secndarios: Valor APAITOES : : Valores medidos de calibración /n (%) tg(δ) Valores medidos de calibración /n (%) tg(δ) de

lase OT Nº elaciones arga Tipo recencia elación % arga Bornes secndarios: Valor APAITOES : :

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