Autor Tema: Carga en % de un transformador  (Leído 1253 veces)

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Desconectado juaperser1

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Carga en % de un transformador
« en: 04 de Octubre de 2018, 07:08:50 »
Buenas, quiero medir la carga de un transformador trifasico en %, de este voy a conocer la potencia en VAC y la tension nominal de salida (230VAC)

quiero usar transformadores toroidales, para ello necesito 3, uno en cada fase, los que tengo mirado son 50/1 es decir salida de 1A y he pensado en hacerlo asi:



de esta manera tendría un aislamiento galvanico. los amperímetros los sustituiría por simples shunt y al adc. teniendo la intensidad que circula por cada fase y conociendo tensión y potencia puedo sacar el % de carga del transformador.

Lo malo es que en los shunt tendría una corriente alterna, deberia poner un RMS analógico, un puente de diodos y sacar el valor por software, o poner un offset para meterlo directamente en el adc y medir toda la onda y sacar el valor por software?

lo malo de este sistema que necesito 3 entradas del ADC.


Otra opción seria colocar, una resistencia en paralelo, al toroidal y medir de manera diferencial, pero eso seria mas caro.

un saludo
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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #1 en: 04 de Octubre de 2018, 07:37:06 »
Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I


Desconectado KILLERJC

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #2 en: 04 de Octubre de 2018, 08:09:07 »
Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I

Pero exige que la red trifasica sea balanceada. En la mayoria de las redes trifasicas esto no ocurre. Siempre hay cargas monofasicas y nunca nadie las balancea, al menos no luego de construida la red.

Yo por mi si quisiera hacer esto, de medir las 3 corrientes, ya que me interesaria saber si una fase esta MUY cargada y las demas no. Entonces procederia a usar:
1 puente de diodos en la salida del CT ( Current Transformer ) total lo que me interesa es la corriente, y de alli aplicarlo sobre una resistencia. A esto lo podes medir con el ADC. O si solamente te interesa la amplitud podrias pensar tambien en ponerle una capacidad para "filtrarlo", pero es mas lento, lo que no importaria ya que el transformador un ratito de mas consumo no le afectaria. (y alguna proteccion no viene mal tampoco )

Y si,, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.

Si no te interesa saber el desbalance de cargas que tenes pienso que la Robert te dio una muy buena solucion, en la cual vas a gastar lo menos posible.

PD:

Para aclarar, yo lo pense de esta forma, porque el transformador viene dado para una potencia, y que se asume que es una carga trifasica balanceada, por lo tanto la corriente por cada uno de los bobinados tiene un "limite" dado por esta potencia, el problema viene si tenes una fase MUY cargada, y las demas no. Trabaje en alumbrado publico y me encontre con una disparidad de hasta 50A entre fases. Si pienso que una fase esta consumiendo 100A y la otra 60A y 50A, entonces al calcular mi potencia como imagino que la piensan calcular (la suma de cada una de las potencias de las fases ) voy a representar tal ves un % erroneo, ya que al llegar al 70% para dar un numero, la corriente de esa fase que esta cargada estaria en los limites que me impone el fabricante, pero las demas no, y aun asi "me sobre 30%".

PD2: No solo en alumbrado publico, sino todas las industrias por donde pase y medi, hay una gran diferencia.

Espero que se aclare el porque de mi idea.

Desconectado juaperser1

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #3 en: 04 de Octubre de 2018, 09:06:46 »
Pues a ver:

lo que me intera saber de verdad es la cantidad de carga que tiene el transformador, no medir la potencia en si, aunque claro, esto esta intrinseco.

Yo voy a conocer la potencia del transformador y la tensión nominal, pero no se si la carga va a estar equilibrada, que al 99% seguro que no esta equilibrada, entonces no se hasta que punto puede servir la opción de medir una intensidad y una tensión.

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Hola, para realizar lo que quieres en realidad se aplica la sig. técnica.
1er. paso se mide la tensión entre 2 fases, llamemosle R y S.
Por otro lado, en la fase T, se coloca un transformador de intensidad, cómo los que describes en el gráfico. Entonces conociendo esas 2 magnitudes, puedes hallar la potencia aparente (S) del sistema, según la fórmula:
S=√3 x V x I

Este sistema vale para cargas no balanceadas.

Citar
Yo por mi si quisiera hacer esto, de medir las 3 corrientes, ya que me interesaria saber si una fase esta MUY cargada y las demáss no. Entonces procederia a usar:

No me interesa saber el desbalance, simplemente la capacidad en % del transformador que se esta usando.

por poner un ejemplo si es un transformador de 1000VA con tension en el secundario de 230VAC, y se esta consumiendo 2A decir que la carga del transformador esta al 46%
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Desconectado Robert76

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #4 en: 04 de Octubre de 2018, 09:28:24 »
A ver, vamos más despacio, la corrección de KILLERJC es correcta, yo NO aclaré que mi propuesta es para sistemas balanceados solamente.
No sé que tanta precisión requieres en la lectura de carga del transformador, pero recuerda que a mayor carga, mayor es la caída de tensión de línea. Si tú solamente mides la corriente, supones que la tensión NO se inmuta. Y eso no es así, depende de la resistencia e impedancia de salida del transformador.
Por otro lado, vas a medir las 3 corrientes de fases, perfecto y luego que? las vas a sumar a todas? NO es tan así, no pueden sumarse algebraicamente. Recuerda que están desfasadas 120|°, por lo tanto deben sumarse vectorialmente, para calcular la potencia total entregada o carga cómo le llamas tú.

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #5 en: 04 de Octubre de 2018, 09:56:56 »
A ver, vamos más despacio, la corrección de KILLERJC es correcta, yo NO aclaré que mi propuesta es para sistemas balanceados solamente.
No sé que tanta precisión requieres en la lectura de carga del transformador, pero recuerda que a mayor carga, mayor es la caída de tensión de línea. Si tú solamente mides la corriente, supones que la tensión NO se inmuta. Y eso no es así, depende de la resistencia e impedancia de salida del transformador.
Por otro lado, vas a medir las 3 corrientes de fases, perfecto y luego que? las vas a sumar a todas? NO es tan así, no pueden sumarse algebraicamente. Recuerda que están desfasadas 120|°, por lo tanto deben sumarse vectorialmente, para calcular la potencia total entregada o carga cómo le llamas tú.

esta claro que las intensidades se suman vectorialmente, pero eso se hace por software sabiendo la frecuencia de linea y el angulo de desfase, con esa suma, y sabiendo la intensidad máxima que puede ofrecer el transformador ya podría sacar la carga del transformador.

No quiero calcular la potencia, se que es confuso ya que una cosa lleva la otra, pero no quiero dar un valor, simplemente quiero decir este transformador esta al 40% de su máximo o lo que sea. Para ello, no me hace falta saber la tensión, o al menos eso creo, ya que sabiendo que intensidad es capaz de ofrecer y conociendo la que esta dando puedes sacar este %.

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Y si, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.

¿A que te refieres con true RMS?
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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #6 en: 04 de Octubre de 2018, 11:15:32 »
Usando transformador, podes usar un divisor resistivo de la mitad del adc (vref/2) para poner una de las puntas del transformador de corriente y rectificarlo para sumar las corrientes de cada fase.

« Última modificación: 04 de Octubre de 2018, 11:18:50 por Yoshua »

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #7 en: 04 de Octubre de 2018, 11:28:33 »
Quieres decir que rectifique y sume, asi no hay que sumar por software fasores... Es buena idea, ademas podria sumarlas con un sumador AO y usar un solo adc, ¿ esta suposicion es correcta?
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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #8 en: 04 de Octubre de 2018, 11:50:52 »
Refrescando la memoria, si el sistema en conexión estrella usado en los secundarios de los transformadores, está desequilibrado, pues habrá corriente por neutro, dado el caso no puede considerarse un desfase de 120|° entre las corrientes, ya que cada fase tendrá un Cos phi diferente, debido a cargas reactivas y activas distribuídas al azar en todo el sistema. Y el porcentaje que buscas puede tener un error considerable.

Desconectado Robert76

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #9 en: 04 de Octubre de 2018, 11:54:39 »
Refrescando la memoria, si el sistema en conexión estrella usado en los secundarios de los transformadores, está desequilibrado, pues habrá corriente por neutro, dado el caso no puede considerarse un desfase de 120|° entre las corrientes, ya que cada fase tendrá un Cos phi diferente, debido a cargas reactivas y activas distribuídas al azar en todo el sistema. Y el porcentaje que buscas puede tener un error considerable.
Si sumas las corrientes con un op-amps, las sumarias algebraicamente. Y eso no es posible.

Desconectado Picuino

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #10 en: 04 de Octubre de 2018, 12:11:03 »
Hay que tener en cuenta los desfases (cos fi) y los armónicos. Hay cargas especiales (fluorescentes, rectificadores electrónicos, etc) que generan muchos armónicos y estos alteran bastante la medida.

La única carga que va a calentar al transformador es la corriente por cada línea y hay que calcularla como valor RMS si quieres que sea realista.

La potencia consumida es otro cantar. Esa valdrá el valor de tensión multiplicado por el valor de corriente en fase con la tensión y solo la frecuencia fundamental (sin armónicos)


Depende de lo que quieras medir, puede complicarse un poco. Si solo quieres una medida aproximada o si quieres conocer P, Q, VA, THD, armónicos, etc. por cada línea.
« Última modificación: 04 de Octubre de 2018, 12:13:07 por Picuino »

Desconectado Picuino

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #11 en: 04 de Octubre de 2018, 12:24:14 »
No quiero calcular la potencia, se que es confuso ya que una cosa lleva la otra, pero no quiero dar un valor, simplemente quiero decir este transformador esta al 40% de su máximo o lo que sea. Para ello, no me hace falta saber la tensión, o al menos eso creo, ya que sabiendo que intensidad es capaz de ofrecer y conociendo la que esta dando puedes sacar este %.

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Y si, necesitarias 3 entradas de ADC. Todo lo demas se arregla por software. A no ser que pidas que sea TRUE RMS.

¿A que te refieres con true RMS?

Necesitas medir las 3 corrientes de línea en modo True RMS.

Eso significa que midas continuamente la potencia que disipa tu trafo = I^2 * R_trafo
Y que la vayas sumando todos los resultados para saber la potencia disipada en un segundo.
Si lo haces 1000 veces por segundo, estarás midiendo la potencia generada hasta el décimo armónico (500 Hz)

Esa potencia no puede ser mayor que la potencia nominal que puede disipar tu trafo = I_nominal^2 * R_trafo

Y el porcentaje por cada línea = 100 * sqrt(suma_mil(I^2)) / I_nominal

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #12 en: 04 de Octubre de 2018, 14:43:58 »
Si, podes simplificar sumando todas las corrientes pasadas por un filtro pasabajos y rectificadas. No vas a obtener una lectura ni cercana a la ideal pero te sirve como para simplificarla lo suficiente como para meterla en un adc o lm3915 para la barra de leds.

KILLERJC
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Para aclarar, yo lo pense de esta forma, porque el transformador viene dado para una potencia, y que se asume que es una carga trifasica balanceada, por lo tanto la corriente por cada uno de los bobinados tiene un "limite" dado por esta potencia, el problema viene si tenes una fase MUY cargada, y las demas no. Trabaje en alumbrado publico y me encontre con una disparidad de hasta 50A entre fases. Si pienso que una fase esta consumiendo 100A y la otra 60A y 50A, entonces al calcular mi potencia como imagino que la piensan calcular (la suma de cada una de las potencias de las fases ) voy a representar tal ves un % erroneo, ya que al llegar al 70% para dar un numero, la corriente de esa fase que esta cargada estaria en los limites que me impone el fabricante, pero las demas no, y aun asi "me sobre 30%".

« Última modificación: 04 de Octubre de 2018, 14:58:31 por Yoshua »

Desconectado Picuino

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #13 en: 04 de Octubre de 2018, 14:57:08 »
Un pequeño apunte:

Una corriente de 10 amperios sobre 1 ohmio produce 100 vatios
Una corriente de 11 amperios sobre 1 ohmio produce 121 vatios

De forma que un pequeño error en la medida de corriente del 10%, puede suponer un error del 21% en la potencia disipada y eso puede llevar a que se queme el trafo o a reducir mucho su vida útil.
Si la instalación tiene mucho ruido armónico, yo apostaría por corriente RMS.


PD: Armónicos en las redes eléctricas
« Última modificación: 04 de Octubre de 2018, 15:00:27 por Picuino »

Desconectado jansuini

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Re:Carga en % de un transformador
« Respuesta #14 en: 04 de Octubre de 2018, 15:28:50 »