La regulación de tensión en transformadores con TAP es crucial para la estabilidad y eficiencia de sistemas eléctricos. Calcular el cambio de tensión según IEC e IEEE permite optimizar la operación y proteger equipos críticos.
Este artículo explica cómo realizar el cálculo del cambio de tensión en transformadores con TAP, según normativas IEC e IEEE. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos prácticos y una calculadora inteligente para tus necesidades.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Cuál es el cambio de tensión si el TAP varía de 1.00 a 1.05 en un transformador de 115 kV?
- Calcular la tensión secundaria si el TAP se ajusta a 0.98 en un transformador 230/34.5 kV.
- ¿Qué TAP debo seleccionar para mantener 13.8 kV en el secundario si la tensión primaria es 132 kV?
- ¿Cómo afecta un cambio de TAP de ±2.5% en la tensión de salida de un transformador 400/33 kV?
Tabla de valores comunes para la Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE
| Tensión Nominal Primaria (kV) | Tensión Nominal Secundaria (kV) | Rango de TAP (%) | Incremento por Paso (%) | Número de TAPs | Tensión de Salida por TAP (kV) | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 132 | 13.8 | ±10 | 1.25 | 17 | 12.42 – 15.18 | IEC 60076-1 |
| 230 | 34.5 | ±8 | 1.0 | 17 | 31.74 – 37.26 | IEEE C57.12.00 |
| 400 | 33 | ±15 | 1.5 | 21 | 28.05 – 37.95 | IEC 60076-1 |
| 115 | 13.2 | ±10 | 1.25 | 17 | 11.88 – 14.52 | IEEE C57.12.00 |
| 220 | 33 | ±10 | 1.25 | 17 | 29.7 – 36.3 | IEC 60076-1 |
| 500 | 66 | ±10 | 1.25 | 17 | 59.4 – 72.6 | IEEE C57.12.00 |
| 110 | 11 | ±10 | 1.25 | 17 | 9.9 – 12.1 | IEC 60076-1 |
| 69 | 13.8 | ±10 | 1.25 | 17 | 12.42 – 15.18 | IEEE C57.12.00 |
| 400 | 132 | ±15 | 1.5 | 21 | 112.2 – 151.8 | IEC 60076-1 |
Fórmulas para la Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE
El cálculo del cambio de tensión en transformadores con TAP se basa en la relación de transformación y el ajuste del TAP. Las fórmulas principales, según IEC 60076-1 e IEEE C57.12.00, son:
Relación de transformación ajustada = (Tensión primaria nominal × TAP seleccionado) / Tensión secundaria nominal
2. Cálculo de la tensión secundaria ajustada:
Tensión secundaria ajustada = Tensión secundaria nominal × (TAP seleccionado / TAP nominal)
3. Cálculo del cambio porcentual de tensión:
Cambio de tensión (%) = [(TAP seleccionado – TAP nominal) / TAP nominal] × 100
4. Cálculo de la tensión de salida por paso de TAP:
Tensión de salida por paso = Tensión secundaria nominal × (1 ± (Incremento por paso (%) / 100))
Explicación de variables:
- Tensión primaria nominal: Valor de tensión en el lado primario del transformador (kV). Comúnmente: 69, 110, 115, 132, 220, 230, 400, 500 kV.
- Tensión secundaria nominal: Valor de tensión en el lado secundario del transformador (kV). Comúnmente: 11, 13.2, 13.8, 33, 34.5, 66, 132 kV.
- TAP seleccionado: Valor del TAP ajustado, expresado como fracción o porcentaje (por ejemplo, 1.05 o 105%).
- TAP nominal: Valor del TAP en posición nominal, generalmente 1.00 (100%).
- Incremento por paso (%): Porcentaje de cambio de tensión por cada paso de TAP, típicamente 1.25% o 1.5%.
- Número de TAPs: Total de posiciones de TAP disponibles, comúnmente 17, 21, etc.
Valores comunes de cada variable:
- Rango de TAP: ±10%, ±8%, ±15%.
- Incremento por paso: 1.0%, 1.25%, 1.5%.
- TAP nominal: 1.00 (100%).
- TAP seleccionado: Entre 0.90 y 1.10, según el rango de TAP.
Ejemplos del mundo real de la Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE
Ejemplo 1: Ajuste de TAP para mantener la tensión secundaria en un transformador de subestación
Situación: Un transformador de 132/13.8 kV debe mantener la tensión secundaria en 13.8 kV, pero la tensión primaria cae a 125 kV. El transformador tiene un rango de TAP de ±10% con incrementos de 1.25%.
- Tensión primaria nominal: 132 kV
- Tensión secundaria nominal: 13.8 kV
- Tensión primaria real: 125 kV
- Rango de TAP: ±10%
- Incremento por paso: 1.25%
Desarrollo:
- Relación de transformación nominal = 132 / 13.8 = 9.565
- Relación de transformación real = 125 / 13.8 = 9.058
- Para mantener 13.8 kV en el secundario, se ajusta el TAP:
- TAP requerido = Tensión primaria real / Tensión primaria nominal = 125 / 132 = 0.947
- El TAP más cercano es 0.95 (corresponde a -5 pasos de 1.25% desde el nominal).
Solución: Ajustar el TAP a 0.95 para mantener la tensión secundaria en 13.8 kV.
Ejemplo 2: Cálculo del cambio de tensión por ajuste de TAP en un transformador de generación
Situación: Un transformador 400/33 kV opera con TAP en +3% respecto al nominal. Se requiere conocer la tensión secundaria ajustada.
- Tensión secundaria nominal: 33 kV
- TAP seleccionado: 1.03
- TAP nominal: 1.00
Desarrollo:
- Tensión secundaria ajustada = 33 × (1.03 / 1.00) = 33.99 kV
- Cambio de tensión (%) = [(1.03 – 1.00) / 1.00] × 100 = 3%
Solución: La tensión secundaria ajustada será 33.99 kV, es decir, un aumento del 3% respecto al nominal.
Consideraciones normativas y mejores prácticas
Las normas IEC 60076-1 e IEEE C57.12.00 establecen los requisitos para el diseño, operación y ajuste de TAPs en transformadores de potencia. Es fundamental:
- Verificar el rango de TAP y el incremento por paso según la especificación del fabricante y la normativa aplicable.
- Realizar ajustes de TAP preferentemente en vacío (off-load) salvo que el transformador cuente con cambiador bajo carga (on-load tap changer, OLTC).
- Registrar cada ajuste y verificar la tensión secundaria tras cada cambio.
- Considerar la influencia de la carga y la impedancia del transformador en la tensión de salida.
Para más información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos:
- IEC 60076-1: Power Transformers – General
- IEEE C57.12.00: Standard for General Requirements for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers
- Tap Changer in Transformer – Electrical4U
Preguntas frecuentes sobre la Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE
- ¿Qué es un TAP en un transformador? Es un punto de conexión variable en el devanado que permite ajustar la relación de transformación.
- ¿Por qué es importante calcular el cambio de tensión? Para mantener la tensión dentro de límites aceptables y proteger equipos conectados.
- ¿Qué diferencia hay entre TAP off-load y on-load? El primero solo puede ajustarse sin carga; el segundo, bajo carga.
- ¿Qué normas regulan los TAPs? Principalmente IEC 60076-1 e IEEE C57.12.00.
- ¿Cómo se selecciona el TAP adecuado? Calculando el valor necesario para mantener la tensión secundaria deseada, según la tensión primaria real.
La correcta aplicación de la Calculadora del cambio de tensión en transformadores con TAP – IEC, IEEE es esencial para la operación segura y eficiente de sistemas eléctricos modernos. Utiliza las fórmulas, tablas y ejemplos aquí presentados para optimizar tus procesos y cumplir con las normativas internacionales.