CONEXION ZIG ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA 1. OBJETIVO: Analizar la conexión estrella-zigzag y la conexión delta-zigzag en transformadores trifásicos así como sus ventajas y desventajas en cada tipo de conexión 2. MARCO TEORICO TRANSFORMACION MEDIANTE TRES TRANSFORMADORES TRIFASICOS Un sistema trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores monofásicos. Los circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produzca reacción o interferencia alguna entre los flujos respectivos.
TRANSFORMADOR TRIFASICO Otra posibilidad es la de utilizar un solo transformador trifásico compuesto de un único núcleo magnético en el que se han dispuesto tres columnas sobre las que sitúan los arrollamientos primario y secundario de cada una de las fases, constituyendo esto un transformador trifásico como vemos a continuación. Si la transformación se hace mediante un transformador trifásico, con un núcleo común, podemos ver que la columna central (fig. A) está recorrida por un flujo F que, en cada instante, es la suma de tres flujos sinusoidales, iguales y desfasados 120º. El flujo F será pues siempre nulo. En consecuencia, se puede suprimir la columna central (fig. B). Como esta disposición (fig. b) hace difícil su construcción, los transformadores se construyen con las tres columnas en un mismo plano (fig. C). Esta disposición crea cierta asimetría en los flujos y por lo tanto en
las corrientes en vació. En carga la desigualdad de la corriente es insignificante, y además se hace más pequeña aumentando la sección de las culatas con relación al núcleo central
ESTUDIO DE LA TRANSFORMACIÓN TRIFÁSICA EN CONEXIÓN ESTRELLA-ZIGZAG (YZ) Para evitar el inconveniente de cargas desequilibradas se conecta el arrollamiento secundario en zigzag. Esta conexión consiste en hacer que la corriente circule por cada conductor activo del secundario, afecte siempre igual a dos fases primarias, estas corrientes se compensan mutuamente con las del secundario.
Designando arbitrariamente los terminales del primario y con respecto a estas designaciones el secundario ofrece cuatro posibilidades distintas de conexión, dos de ellas que proceden del neutro. Estos grupos de conexión son: Desfase de 30º (Yz1). Desfase de 150º (Yz5). Desfase de -30º (Yz11). Desfase de -150º (Yz7). De estos grupos de conexión los más utilizados son el Yz5 y el Yz11. Este tipo de conexión se emplea para transformadores reductores de distribución, de potencia hasta 400KVA; para mayores potencias resulta más favorable el transformador conectado en triángulo estrella.
CONEXIÓN ZIG-ZAG La conexión zig-zag en la práctica sólo se emplea en el lado de menor tensión. Consiste en subdividir en dos partes iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada rama se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, siguiendo un determinado orden cíclico.
INCONVENIENTES: - Proporciona en el secundario una tensión compuesta inferior a la que daría un transformador estrella -estrella del mismo nº de espiras en primario y secundario, por tanto, para compensar este inconveniente habrá que aumentar el nº de espiras en el secundario un 15,4% con relación al estrella - estrella con el mismo nº de espiras primario para ambos. - Este aumento del nº de espiras secundarios da lugar a un mayor coste con relación al resto de conexiones, lo cual limita sus aplicaciones para potencias elevadas sustituyéndose para estos casos por el transformador triángulo - estrella. VENTAJAS: - No se producen desequilibrios en el primario cuando aparecen cargas desequilibradas en secundario. - Permite distribuir el neutro al igual que la conexión estrella, siendo de aplicación para redes de distribución que suministren dos tensiones.
3. ELEMENTOS A UTILIZAR
03 transformadores monofásicos de 220/110V de 500 o 350 V 1 autotransformador variable trifásico 0 -240V 02 voltímetros de 0 – 300V y 0 -150V 01 pinza Amperimetrica 01 multímetro
4. ACTIVIDADES Con los transformadores monofásicos armar los bancos de acuerdo a la siguiente tabla y registrar las tensiones de línea y de fase de los lados de alta y baja (v) VAB VBC VCA IA IB IC Vab Vbc Vca Van Vbn Vcn ∆-z 225.2 224.2 224.2 0.65A 0.78A 0.26A 340 340.6 340.3 199.3 204.1 203.1 5. CUESTIONARIO 5.1. ¿Cuáles son los problemas que presentan los transformadores diseñados para operar en conexión zig – zag en un banco trifásico? si una de las fases, o más, tiene fallas a tierra, el voltaje aplicado a cada fase del transformador ya no está en equilibrio
5.2. ¿Qué importancia tienen los grupos de conexión zig – zag en los transformadores trifásicos - No se producen desequilibrios en el primario cuando aparecen cargas desequilibradas en secundario. - Permite distribuir el neutro al igual que la conexión estrella, siendo de aplicación para redes de distribución que suministren dos tensiones. 5.3. ¿Qué limitaciones tiene la aplicación de la conexión zig – zag? - Proporciona en el secundario una tensión compuesta inferior a la que daría un transformador estrella -estrella del mismo nº de espiras en primario y secundario, por tanto, para compensar este inconveniente habrá que aumentar el nº de espiras en el secundario un 15,4% con relación al estrella - estrella con el mismo nº de espiras primario para ambos. - Este aumento del nº de espiras secundarios da lugar a un mayor coste con relación al resto de conexiones, lo cual limita sus aplicaciones para potencias elevadas sustituyéndose para estos casos por el transformador triángulo - estrella. 5.4. ¿Qué sucede con el grupo de conexión si el primario se conecta en estrella ? Graficar y sustentar vectorialmente su respuesta
GRUPO DE CONEXIÓN : YNzn 30°
6. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES si una de las fases, o más, tiene fallas a tierra, el voltaje aplicado a cada fase del transformador ya no está en equilibrio una de las ventajas más importantes que nos presenta es que no se producen desequilibrios en el primario cuando aparecen cargas desequilibradas en secundario.
Permite distribuir el neutro al igual que la conexión estrella, siendo de aplicación para redes de distribución que suministren dos tensiones. Esta conexión consiste en hacer que la corriente circule por cada conductor activo del secundario, y afecte siempre igual a las tres fases primarias, estas corrientes se compensan mutuamente con las del secundario. La conexión delta zig-zag en la práctica sólo se emplea en el lado de menor tensión, además soporta corrientes altas La conexión estrella zig – zag se usa para balancear cargas en sistemas muy desbalanceados y permite el acceso a neutro
7. BIBLIOGRAFIAS
www.monografias.com
es.wikipedia.org/wiki/Autotransformador
www.nichese.com/imped-trans1.html www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/maq_elec1/transf_real.pdf www.buenastareas.com books.google.com.pe Máquinas Eléctricas. Stephen J. Chapman
