1.4 Impedancia de cortocircuito de un trafo. Tensiones de cortocircuitos a considerar en función de la potencia aparente de los trafos.

Vamos a partir de los datos de la tabla siguiente obtenidos por los fabricantes en los ensayos:
T R A N S F O R M A D O R E S
S(kva) 25 50 63 100 125 160 200 250 315 400
VccL(%) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
VRccL(%) 2,8 2,20 2,08 1,75 1,63 1,47 1,40 1,30 1,23 1,15
T R A N S F O R M A D O R E S
S(kva) 500 630 800 1.000 1.250 1.600 2.000 2.500
VccL(%) 4 4 5 5 5 6 6,25 6,25
VRccL(%) 1,10 1,03 1,01 1,05 1,08 1 1,05 1,05

Recordamos que una fase del transformador visto desde la salida (secundario de baja tensión), es como un dipolo que según el teorema de Thèvenin lo formaría un generador ideal de 230 V, 50 hz. Y la impedancia de cortocircuito del transformador
Zcc02. Si desconecto tensión de la entrada del transformador, y la pongo en cortocircuito uniendo las tres fases, estaría en condiciones de realizar el ensayo de cortocircuito. En dichas condiciones, seguiría viendo desde la salida cada fase del transformador como Zcc02.
Trafo visto desde salida
Con el primario del transformador en cortocircuito, puedo realizar el ensayo de cortocircuito, que consistiría en nuestro caso en aplicar por el secundario una tensión reducida de valor tal que la intensidad que recorra el transformador sea la nominal. Dicha tensión reducida es la tensión de cortocircuito.

En la tabla superior, tenemos la tensión de cortocircuito de línea expresada como porcentaje de la tensión nominal. Dicha tensión no debe confundirse con la de cortocircuito de fase, ya que como sabemos si el secundario del transformador está conectado en triángulo, UccF = VccL ( son iguales), pero si el secundario del trafo está conectado estrella la tensión de cortocircuito de fase sería raíz de tres veces menor.

Para comprender lo anterior, veamos el siguiente ejemplo:

Problema: Un transformador triángulo-estrella, tiene una potencia aparente de 1.000 KVA. Calcular el valor de la tensión de cortocircuito de línea y de fase, partiendo de los datos de la tabla.

Para 1.000 KVA, la tabla nos indica una VccL= 5 % de la tensión nominal del secundario (400 V.) Por tanto tendremos:
Luego una tensión de cortocircuito del 5% aplicada al secundario de un transformador conectado en estrella, supone darle una tensión trifásica de línea de 19 V, y por tanto de fase de10,97 V, que sería la que pondría en el esquema derecho de la figura 1, para realizar el ensayo de cortocircuito.

Siguiendo con dicho esquema, podría aplicar a la fase de mi trafo en corto la ley de Ohm, y se cumpliría que:
 Que me permite calcular la impedancia del transformador referida al secundario (vista desde la salida de baja tensión), si además de la tensión de cortocircuito de fase conociese la intensidad nominal del secundario de transformador de fase.

Para ello, a partir de la potencia aparente trifásica, obtengo la intensidad de línea así:
Con la intensidad de línea obtengo la de fase, fijándome en la conexión del secundario del transformador. Continuemos el problema anterior, aplicando estas ecuaciones:

Problema: Calcular en nuestro trafo de 1.000 KVA, la impedancia de cortocircuito, sabiendo que la tensión de cortocircuito de fase es la ya calculada de 10,97 V.
Una vez calculada la impedancia del transformador, necesitamos conocer la resistencia y reactancia de cortocircuito referida al secundario (vista desde la salida). Para ello utilizamos el dato de la tensión de cortocircuito resistiva de línea porcentuada que nos da el fabricante, que nos permite hallar el cos(fi) , ya que el triángulo de tensiones de cortocircuitos se obtiene del triángulo de impedancia como veremos a continuación:
relación entre el triángulo de impedancia y los de tensiones de fase, línea y línea porcentuada
Nota*: (Recordamos que en triángulo, las tensiones de fase y de línea son iguales. En estrella, la tensión de línea es raiz de tres veces mayor que la de fase).

Problema: Utilizando trigonometría y los triángulos anteriores, hallar para el trafo de 1.000 KVA la resistencia y reactancia de cortocircuito, vista desde la salida de baja tensión, teniendo en cuenta que su impedancia vale Zcc02 = 8 m .

Nota: Obtener de la tabla de transformadores las tensiones de cortocircuitos, para resolver el problema.

Si echamos un vistazo a los distintos triángulos, vemos que el cos(fi)  lo podemos calcular en el de tensiones de cortocircuito de línea porcentuales, ya que contamos con los datos de la tabla del principio de este apartado. Por ello:
Conocidos el módulo y el ángulo de la impedancia del trafo, tenemos la forma polar, que podemos pasar a binómica con la calculadora:
Otra forma de hacerlo: Utilizando trigonometría y Pitágoras, ya que en el triángulo de impedancia se cumple que:
Y aplicando luego t. Pitágoras: 
Idénticos resultados a los anteriormente obtenidos.
   
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