resumen de la norma IEEE std C57

1. Resumen IEEE Std C57.110-199
Por Dayana Herrera
En esta norma se establece el factor K de un transformador, siendo este un indicador que
comúnmente es utilizado para calcular las pérdidas ocasionadas por corrientes armónicas.
La normaespecíficael procedimientoaseguirpara evaluarsi el transformadorha sobrepasado
sus límitesde operación,lasvariablesempleadas son temperatura del aceite y del devanado.
También permite determinar la reducción de la capacidad y la corriente permisible del
transformador cuando es expuesto a corrientes deformadas.
Las pérdidas que se encuentran pueden ser elevadas cuando se parte de valores elevados de
THD de corriente.
Un transformador presentan las siguientes pérdidas
𝑃𝑇 = 𝑃𝑁𝐿 + 𝑃𝐿 (1)
Donde
PT: pérdidas totales
PL=perdidas con carga
PNL= perdidas en vacío
Las pérdidas envacíoo perdidasenel núcleose debenal flujoelectromagnéticoquecirculapor
el material ferromagnético (histéresis y corrientes parasitas en el núcleo). Las pérdidas
específicas son expresadas por la siguiente formula:
𝑃𝑁𝐿 = 𝑃ℎ + 𝑃𝑒𝑐 = 𝐾ℎ ∗ 𝑓 ∗ 𝐵 𝑚
𝑎 + 𝐾𝑒𝑐 ∗ 𝑓2 ∗ 𝐵 𝑚
2 [
𝑊
𝑘𝑔
]
Donde:
Ph= perdidas por histéresis
Pec= perdidas por corrientes parasitas
F=frecuencia
Bm=máxima densidad de flujo
Kh= coeficiente de pérdidas por histéresis (depende del material)
Kec= coeficiente de pérdidas por corrientes parasitas (depende del material)
a= coeficiente que varía entre 1.5 y 2 (características chapa)
Las pérdidas en vacío tiene relación con las frecuencia y la máxima densidad de flujo, en
operación su variación es muy pequeña por lo tanto se considera que son constantes.

2. En un sistema eléctrico los componentes armónicas de voltaje con menoresal 5%, por esto la
Norma ANSI/IEEEC57.110 solose toma en cuentala componente fundamental de voltaje enel
cálculo de perdidas, debido a que el error es despreciable.
Las perdidascon carga se subdividenenpérdidasóhmicasyperdidasadicionales.Las perdidas
óhmicas se calculan con la resistencia de los devanados y la corriente que circula a través de
ellas. Las perdidas adicionales son la suma de las perdidas por corrientes parasitas y pérdidas
derivadas de los efectos del flujo de dispersión en las estructuras metálicas internas. Las
perdidas con carga se obtienen de pruebas de cortocircuito siendo:
𝑃𝐿 = 𝑃𝑑𝑐 + 𝑃𝑒𝑐 + 𝑃𝑜𝑠𝑙
Donde:
Pdc: son las pérdidas en las resistencias de los devanados.
PEC: son las pérdidas por corrientes parásitas en los devanados.
POSL: sonotras pérdidasadicionalesenlaspartesestructuralesdel transformador,talescomo:
tanque, abrazaderas, etc.
No se puede reconocer las perdidas por corrientes parasitas en los devanados de las perdidas
adicionales por estos se calcula las perdidas adicionales totales
𝑃𝑇𝑆𝐿 = 𝑃𝑒𝑐 + 𝑃𝑜𝑠𝑙 = 𝑃𝑙 − 𝑃𝑑𝑐 [𝑊𝑎𝑡𝑡]
Donde:
PTSL= perdidas adicionales totales
Las perdidas óhmicas se calculas mediante mediciones de la resistencia de los devanados. Las
pérdidas óhmicas en presencia de armónicas se calculan como:
𝑃𝑑𝑐 = 𝑅𝑑𝑐∗ 𝐹 = 𝑅𝑑𝑐∗ ∑ 𝐼ℎ2
𝐻=ℎ𝑚𝑎𝑥
ℎ=1
[𝑊𝑎𝑡𝑡]
Donde:
Rdc: es la resistencia del devanado medida con corriente directa, en Ω.
I: es el valor rms de la corriente de carga, en A
h : es el orden del armónico, desde 1 hasta hmáx.
Las pérdidas por corrientes parasitas en los devanados se ven incrementados por el efecto
películay el efecto proximidad. Lamayor cantidadde pérdidas se localizaen la últimacapa del
devanado y se calcula:
𝑃𝑒𝑐 =
𝜋 ∗ 𝜏2 ∗ 𝜇2
3𝜌
Donde:
τ: el ancho de un conductor perpendicular al campo.
ρ: la resistencia del conductor.

3. En lanormase recomiendaestimarlasperdidasporcorrientesparasitasenlosdevanadosenun
33% de las pérdidas adicionales totales (PTSL) en transformadores de aceite y un 67% para
transformadores secos.
Tambiénrecomiendaque se dividalasperdidasporcorrientesparasitasde lasiguientemanera:
a) 60 %para el devanadointeriory40% para el devanadoexteriorde todoslostransformadores
que tengan una corriente nominal inferior a 1000 A (sin tener en cuenta la relación de
transformación).
b) 60 %parael devanadointeriory40% para el devanadoexteriorde todoslostransformadores
que tengan una relación de transformación de 4:1 o inferior.
c) 70 % parael devanadointeriory30% parael devanado exteriorde todoslostransformadores
que tengan una relación de transformación mayor a 4:1 y uno o más devanados con corriente
nominal mayor de 1000 A.
Bibliografía
http://ingenieria.uao.edu.co/hombreymaquina/revistas/45-2014-2/articulo%204.pdf
http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/4645/1/CD-4287.pdf
http://www.edutecne.utn.edu.ar/publicaciones/jit2013/FRSANTA_FE/SF05estudio_desclasific
aci%C3%B3n.pdf