Transformadores de Subestaciones Eléctricas III

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III)

SUBEST ACIONES ELÉC TRICAS

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.1. Introducción. El sistema que más se emplea para el transporte y la distribución de la energía eléctrica es el de C.A. trifásica en alta y media tensión, por lo que los transformadores trifásicos de potencia son los que mayores aplicaciones tienen en este campo. Los principios teóricos que se han elaborado para los sistemas monofásicos son totalmente aplicables a los trifásicos, teniendo en cuenta que ahora se aplicarán a cada una de las fases de los mismos.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. Un sistema de corriente trifásica está formado por tres sistemas monofásicos en los que las tensiones están desfasadas 120º. Para transformar las tensiones de un sistema trifásico se pueden utilizar tres transformadores monofásicos conectados, por ejemplo, como indica la figura siguiente.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. Los tres transformadores tienen conectados los devanados primarios formando una estrella, al igual que los devanados secundarios; también se podría usar la conexión triángulo, como veremos más adelante. El conjunto de transformadores conectados de esta forma se denomina grupo o banco de

transformación.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. Al aplicar un sistema trifásico de tensiones equilibrado, obtenemos en los devanados primarios tres flujos magnéticos del mismo valor y desfasados 90º respecto de las tensiones aplicadas; por tanto, estos flujos magnéticos estarán desfasados 120º entre sí, como podemos ver en la Figura siguiente. Si sumamos estos vectores, obtenemos unflujo resultante nulo.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. Si unimos tres transformadores monofásicos sobre un mismo núcleo, como en Figura a, por la columna central de dicho núcleo circulará la suma de los tres flujos generados por los devanados que, como hemos visto, esnula, por tanto, la columna central se puede eliminar, como en la Figura b. Para facilitar la construcción del núcleo se acorta la columna del devanado central hasta situar las tres columnas en un mismo plano, como en la Figura c.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. El comportamiento de un transformador trifásico es similar al de tres transformadores monofásicos, considerando cada fase como un circuito independiente. Por tanto, el estudio del transformador trifásico se ajusta a todo lo visto para un transformador monofásico y solamente vamos a tratar aquí las diferencias y los problemas que se pueden presentar al conectar el conjunto de devanados del transformador.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.2. Funcionamiento. Las fórmulas que rigen para calcular las intensidades de línea del primario y del secundario de un transformador trifásico son, respectivamente:

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.5.3. Banco de transformadores monofásicos. Se constituye a partir de tres transformadores monofásicos de las mismas características eléctricas. Con las tres bobinas primarias, conectadas en estrella o en triángulo, se constituye el primario trifásico y con las tres secundarias monofásicas, conectadas también en estrella o triángulo, el secundario trifásico. La utilización de transformadores monofásicos para transformar un sistema de corriente trifásica no es usual y prácticamente se limita a la transformación de potencias elevadas y en aplicaciones muy especiales, por su mayor precio y peor rendimiento, aunque presenta ciertas ventajas frente a los trifásicos.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.3. Banco de transformadores monofásicos. Las ventajas que poseen frente a los trifásicos son las siguientes: a)

para potencias muy elevadas es más fácil su transporte por carretera;

b) en caso de avería siempre hay que disponer de un transformador trifásico de reserva; en un banco es suficiente disponer de un monofásico de reserva, lo que abarata su costo y facilita la reparación de la fase estropeada.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. Es el de más extensa aplicación en los sistemas de transporte y distribución de energía eléctrica. Para su construcción se emplea un núcleo de chapas magnéticas de grano orientado con tres columnas alineadas. En cada una de estas columnas se arrollan los respectivos bobinados primarios y secundarios de cada una de las fases, bobinando primero, y sobre el núcleo el bobinado de baja tensión y encima de éste, el de alta tensión.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. Para calcular la relación de transformación del transformador aplicaremos la expresión:

Hay que tener en cuenta que las tensiones a la que queda sometido cada uno de los devanados corresponde a la de fase.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. Los devanados de un transformador trifásico se pueden conectar en estrella (Y o y), en triángulo (D o d) o en zigzag (Z o z), dando lugar a un importante número de combinaciones en función del tipo de conexión en el primario y secundario del transformador. Dependiendo del tipo de conexión de los devanados, vamos a obtener una transformación con distintos desfases entre las tensiones primarias y secundarias que da srcen a distintos comportamientos y propiedades del transformador. Antes de realizar el estudio de las conexiones más utilizadas, es importante conocer la denominación normalizada de los bornes del transformador.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico.

Figura 3.5.4. Designación de los bornes de alta y baja tensión. 17

Transformadores de Subestaciones Eléctricas

Figura 3.5.5. Disposición de un transformador trifásico en estrella. 18

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. La recomendación UNESA 5201-D sobre el marcado de bornes de los transformadores dice: «Mirando el transformador desde el lado de alta tensión, los bornes de baja tensión se designarán, de izquierda a derecha, por los símbolos siguientes: N-2U-2V-2W, correspondiendo el símbolo N al neutro. Mirando el transformador desde el lado de alta tensión, los bornes de alta tensión se designarán, de izquierda a derecha, por los símbolos siguientes: 1U-1V-1W»

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. Los bornes de alta y baja tensión que van marcados con la misma letra (1U y 2U, 1V y 2V, 1Wy 2W) se denominan bornes homólogos. Estos bornes homólogos sirven de referencia para definir el desfase entre las tensiones primarias y secundarias correspondientes. Para designar el conjunto de conexiones de un transformador trifásico se utiliza una nomenclatura normalizada, que consiste en un grupo de letras y números que representan, por este orden, la conexión de los devanados de más alta tensión con una letra mayúscula, la conexión de los devanados de baja tensión con una letra minúscula y el desfase con un número.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.5.4. Transformador trifásico. El desfase entre tensiones primarias y secundarias se representa utilizando como unidad el ángulo de 30º, de manera que un desfase de 30º se representa por un 1, un desfase de 60º por un 2; un desfase de 90º por un 3, etc., por su similitud con la posición de las agujas del reloj al marcar horas enteras. Esta forma de indicar el desfase se denominaíndice de desfase u horario.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6. CONEXIONES DE LOS TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS En nomenclatura abreviada se utilizan las letras mayúsculas para las bornas de AT y minúsculas para las de BT, por lo que para triángulo seráD ó d, estrella Y ó y, y zigzag Z ó z. Según se realice la conexión de los devanados primario y secundario, se obtendrán diferentes tipos de transformadores: a) b) c) d) e)

Estrella en el primario Y – estrella en el secundario y, o simplemente estrella-estrellaYy. Estrella-triángulo Yd. Estrella-zigzag Yz. Triángulo-triángulo Dd. Triángulo-estrella Dy.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6. CONEXIONES DE LOS TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 3.6.1. Conexión estrella – estrella. Los dos devanados están conectados en estrella. Pueden llevar neutro tanto el primario como el secundario. La relación de transformación, definida como el cociente entre las tensiones de línea del primario y del secundario en vacío es:

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Figura 3.5.8. Esquema de circuito de transformador estrella - estrella. 26

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.1. Conexión estrella – estrella. Ventajas Esta conexión tiene como ventaja la posibilidad de disponer de un hilo neutro tanto en el primario como en el secundario, que en el caso de este último permite obtener dos tensiones.

Inconvenientes Como inconveniente importante presenta desequilibrios en las tensiones de fase del primario cuando hay un desequilibrio de cargas conectadas al secundario.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.1. Conexión estrella – estrella. Aplicaciones Se utiliza como transformador de pequeña potencia, puesto que los conductores utilizados en los devanados deben soportar la intensidad de línea, aunque al aplicarse la tensión de fase a cada devanado el número de espiras sea reducido. El uso de conductores de gran sección favorece la resistencia mecánica a los esfuerzos de cortocircuito.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.2. Conexión estrella – triángulo. El primario está conectado en estrella y el secundario en triángulo. La relación de transformación es:

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Figura 3.5.9. Esquema de circuito de transformador estrella - triángulo. 30

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.2. Conexión estrella – triángulo. Ventajas Esta conexión tiene como ventaja que los desequilibrios en la carga del secundario se reparten de forma equitativa en las tres fases del primario.

Inconvenientes Como inconveniente, no dispone de neutro y no se puede usar en redes de distribución a dos tensiones.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.2. Conexión estrella – triángulo. Aplicaciones Su utilización es muy limitada, por ejemplo, como reductor de tensión al final de una línea.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Para conservar las ventajas de la conexión estrella-estrella y solucionar el problema que presenta dicha conexión frente a cargas desequilibradas, surge laconexión zig-zag. En esta conexión se divide cada devanado de una fase en dos partes iguales, se forma un neutro mediante la conexión estrella de una de las mitades de cada fase y se conecta en serie, a cada rama de la estrella, las bobinas, invertidas, de las fases adyacentes, en un determinado orden cíclico.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Descripción de la conexión zig-zag Para poder realizar una conexión zig-zag, es necesario que cada fase esté dividida en dos partes iguales, denominadas semifases. Se conectan entonces dos semifases, pertenecientes a fases distintas, uniendo final con final o principio con principio, y las fases así formadas se conectan en estrella. Esta conexión se emplea cuando se tienen cargas fuertemente asimétricas, por ejemplo rectificadores, o para evitar la presencia de armónicos en las tensiones de fase cuando el otro lado del transformador está conectado en estrella sin neutro.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Descripción de la conexión zig-zag Para el caso simétrico y balanceado, las relaciones entre las tensiones y las corrientes son:

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Figura 3.5.10. Esquema de circuito de transformador estrella - zigzag. 37

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Para determinar la relación de transformación, hay que tener en cuenta el desfase que hay entre las bobinas del secundario, puesto que se encuentran en distintas columnas. La f.e.m. inducida en una fase del devanado trifásico en conexión zigzag es 3 veces superior a la f.e.m. inducida en cada una de las dos bobinas que intervienen en dicha fase. Por tanto, la relación de transformación con la conexión estrella-zigzag sería:

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Ventajas Esta conexión presenta la ventaja de no producir desequilibrios en las f.e.m. del primario cuando se produce un desequilibrio de cargas en alguna fase del secundario.

Inconvenientes Como inconveniente, para obtener la misma tensión compuesta en el secundario, es necesario proyectar el transformador estrella-zigzag con un 15,4% más de espiras que si fuera estrellaestrella, para un mismo número de espiras en el primario de ambos.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.3. Conexión estrella – zigzag. Aplicaciones Se utiliza en redes de distribución que necesitan dos tensiones. Por su mayor coste no se usa para grandes potencias, donde es sustituida ventajosamente por la conexión triángulo-estrella.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.4. Conexión triángulo – triángulo. Los dos devanados se conectan en triángulo. La relación de transformación es:

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Figura 3.5.11. Esquema de circuito de transformador triángulo - estrella. 42

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.4. Conexión triángulo – triángulo. Ventajas Esta conexión presenta como ventajas que los desequilibrios de cargas en el secundario no generan desequilibrios en las tensiones del primario, repartiéndose de manera igualitaria entre las fases del mismo. Para el caso de corrientes elevadas, por cada fase circula una intensidad 3 más pequeña que la intensidad de línea, lo que permite disminuir la sección de los conductores.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.4. Conexión triángulo – triángulo. Inconvenientes Como inconvenientes importantes, no dispone de salida de neutro y cada bobinado debe soportar la tensión de red, con el consiguiente aumento del número de espiras.

Aplicaciones La utilización de esta conexión es muy reducida debido a la ausencia de neutro en los dos devanados, limitándose su uso en transformaciones de pequeña potencia para alimentar redes de baja tensión con corrientes de línea muy elevadas.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.5. Conexión triángulo – estrella. El primario del transformador se conecta en triángulo y el secundario en estrella. La relación de transformación es:

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.5. Conexión triángulo – estrella. Ventajas Esta conexión dispone de neutro en el secundario, lo que permite obtener dos tensiones de salida; además, los desequilibrios en la carga se reparten por igual en todas las fases del primario.

Inconvenientes No presenta inconvenientes significativos.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.5. Conexión triángulo – estrella. Aplicaciones Con las citadas ventajas y por el hecho de no presentar inconvenientes significativos, hace que esta conexión se utilice tanto en líneas de transmisión como en distribución de energía.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.6.6. Aplicaciones generales de las conexiones de los transformadores. En transformadores pequeños o medianos con tensiones elevadas o muy elevadas (arrollamientos previstos para intensidades de corriente pequeñas), el constructor prefiere la conexión estrella. Tratándose de potencias elevadas y tensiones moderadas (arrollamientos previstos para intensidades de corriente elevadas), se prefiere la conexión triángulo.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.7. ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE TRANSFORMADORES Las necesidades de acoplamiento en paralelo de varios transformadores surgen principalmente cuando un solo transformador no es capaz de suministrar la energía que consumen los receptores. En otras ocasiones, se pretende conseguir un óptimo rendimiento en la instalación, permitiendo su conexión o desconexión en función de la carga que debe suministrarse en cada momento. Otro motivo que justifica el acoplamiento en paralelo de transformadores es la seguridad en el suministro de energía, ya que en caso de avería en uno de ellos, el resto de transformadores permitirá el funcionamiento total o parcial de la instalación.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.7. ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE TRANSFORMADORES En general, el acoplamiento de transformadores de potencia se realiza en las barras generales de la central y en los centros de transformación. Es necesario diferenciar entre el caso de que los transformadores estén próximos entre sí, como los conectados a las barras generales de la central, o que estén alejados, como sucede en los de principio y final de línea, o en distribución. En el primer caso, no influye la impedancia de la línea, pero sí que habrá de considerarse en el segundo.

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Figura 3.7.12. Transformadores en paralelo conectados a las barras generales. 51

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.7. ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE TRANSFORMADORES Las normas UNE, definen los terminales homólogos como terminales de alta tensión y terminales de baja tensión, asociados convencionalmente (y señalados), con objeto de poder definir el desfase entre las tensiones correspondientes. Como los devanados primario y secundario están sometidos a tensiones alternas, habrá en cualquier instante un terminal de alta y uno de baja a mayor o menor potencial que los otros terminales, y se denominarán terminales homólogos. En el transformador de la Figura, pueden ser homólogos los bornes: (A, a) y (B, b), o bien ( A, b) y (B, a).

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Figura 3.7.13. Terminales homólogos. 53

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.7.1. Acoplamiento en paralelo de transformadores monofásicos. El acoplamiento en paralelo de transformadores monofásicos impone unas condiciones a éstos y a las líneas que han de conectarse para que puedan realizarse correctamente: -

Relaciones de transformación en vacío iguales.

-

Tensiones de cortocircuito prácticamente iguales. Terminales homólogos conectados al mismo conductor, tanto en el lado de AT como en el de BT. Igualdad de frecuencia en las redes que han de conectarse, si bien esta condición es ajena al transformador. No acoplar transformadores de potencias nominales muy diferentes.

-

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.7.3. Acoplamiento en paralelo de transformadores trifásicos. Las condiciones del acoplamiento de transformadores trifásicos son las siguientes: -

Todas las expuestas para los transformadores monofásicos. Que los desfases de las tensiones secundarias respecto a las tensiones del primario sean

-

iguales en los transformadores por acoplar en paralelo. Si los desfases son diferentes, no se pueden acoplar. Que el sentido de rotación de los vectores que representan a las tensiones secundarias sea el mismo en todos los transformadores que han de acoplarse. Caso de variar el sentido de rotación de algún transformador, no podrá realizarse el acoplamiento.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8. GRUPOS DE CONEXIÓN DE BORNES EN TRANSFORMADORES Los desfases existentes entre las tensiones primarias y secundarias son siempre cero o múltiplo de 30º; con el objeto de simplificar al máximo, se recurre a una designación especial, denominada expresión horaria. Teniendo en cuenta que la esfera de un reloj está dividida en 12 partes, cada parte equivale a un ángulo de 30º, y el desfase podrá indicarse por el ángulo que forma la aguja minutera con la aguja horaria al marcar horas exactas. La aguja minutera (que representa a la tensión del primario) se sitúa siempre en las 12 horas, y la aguja horaria (que representa a la tensión del secundario) indicará el desfase. El número que representa la hora exacta se denominaíndice de conexión o índice horario.

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Figura 3.8.14. Ejemplo de índice de conexión. 57


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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.2. Grupos de conexión CEI y UNE. La nomenclatura utilizada por C.E.I. es diferente a la V.D.E; así, los grupos se designan por el tipo de conexión, representando por D (triángulo), Y (estrella) y Z (zigzag), para la tensión mayor; y las mismas letras minúsculas d, y, z, para la tensión inferior. A continuación de las letras, se indica el número que corresponde al índice de conexión. Yz5 = transformador trifásico con el primario en estrella, secundario en zigzag, con desfase 5 x 30º = 150º. La designación de terminales, según la C.E.I., es I, II, III, para tensiones mayores; mientras que para las tensiones inferiores, son: i, ii, iii.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.2. Grupos de conexión CEI y UNE. La notación horaria según normas UNE da lugar a cuatro grupos: -

Grupo I: índices horarios 0-4-8.

-

Grupo II: índices horarios 2-6-10.

-

Grupo III: índices horarios 1-5.

-

Grupo IV: índices horarios 7-11.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.3. Características de los grupos de conexión más utilizados. Conexión Yy0 (A2) Características: - Disponibilidad de neutro en B.T. - No recomendable cuando se prevén grandes desequilibrios de corriente. Aplicaciones: - Potencias pequeñas y cargas equilibradas. - Subestaciones elevadoras de M.T. (hasta 66 KV). - Transformador de distribución en M.T. (esta aplicación es más rara a causa del mal comportamiento frente a cargas desequilibradas).

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.3. Características de los grupos de conexión más utilizados. Conexión Dy5 (C1) Características: - Disponibilidad de neutro en B.T. - Admite desequilibrios en las corrientes. Aplicaciones: - Transformadores elevadores de principio de línea (de Central), p.e., 10 KV/132 K. - Transformador de distribución en B.T.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.3. Características de los grupos de conexión más utilizados. Conexión Yd5 (C2) Características - Imposibilidad de neutro en B.T. - Admite desequilibrios de corriente. Aplicaciones: - Transformadores reductores de final de lín ea (de subestación), p.e., 132 KV/20 KV.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.3. Características de los grupos de conexión más utilizados. Conexión Yz5 (C3) Características: - Disponibilidad de neutro en B.T. - Admite desequilibrios de corriente. - Se puede conectar a tensiones relativamente elevadas. Como transformador de C.T., con tensiones elevadas, es más barato que el Dy. Aplicaciones: - Exclusivamente para redes de distribución en B.T. de reducida potencia (≤ 400 KVA). - Es idóneo para cargas muy desequilibradas.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.8.3. Características de los grupos de conexión más utilizados. Conexión Dy11 (D1) Características: - Disponibilidad de neutro en B.T. - Admite desequilibrios de corriente. Aplicaciones: - El Dyn11 es el más común en centros de transformación, p.e., 20 KV/400 V.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) VÍDEOS EXPLICATIVOS -

Explicación de las conexiones de transformadores trifásicos:

https://www.youtube.com/watch?v=Fo-EDkLfXLA -

Explicación de acoplamiento de transformadores en serie y en paralelo:

https://www.youtube.com/watch?v=2kXtZF-z9iw

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9. MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO Para medir las pérdidas en un transformador trifásico se utilizan los mismos ensayos que en los transformadores monofásicos, siendo, además, estos ensayos básicamente iguales. En el ensayo en vacío se aplica a uno de los arrollamientos el sistema trifásico de tensiones nominales, estando el otro en vacío. La potencia trifásica medida corresponderá a las pérdidas en el hierro (PFe). Se debe tener en cuenta a la hora de calcular el factor de potencia que la potencia medida es trifásica.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9. MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO En el ensayo en cortocircuito se aplica un sistema equilibrado de tensiones en el primario que haga que en el secundario cortocircuitado pase la corriente nominal. Como en el ensayo en vacío, la potencia medida corresponde al conjunto de las tres fases. Esta potencia será aproximadamente las pérdidas en el cobreP(Cu). En cuanto al rendimiento de un transformador trifásico, es válido todo lo indicado en la sección anterior para transformadores monofásicos.

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9.1. Transformador trifásico en vacío. Ensayo de vacío Al aplicar al primario las tensiones nominales, los vatímetros indicarán las pérdidas en el hierro por fase. Las pérdidas totales serán:

PFe = W1 + W2 + W3 El ensayo en vacío permite hallar la relación de transformación por fase o simple ms, como cociente entre las lecturas del voltímetro V1 y V2:

ms = V1 / V2 = N1/N2 74


Figura 3.9.15. Esquema de circuito de transformador trifásico en vacío. 75

Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9.1. Transformador trifásico en vacío. Ensayo de vacío Si conectamos los voltímetros entre las fases del primario y del secundario obtendríamos la relación de transformación compuesta:

mc = VL1 / VL2

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9.1. Transformador trifásico en vacío. Ensayo de cortocircuito Al igual que se hacía para los transformadores monofásicos, se cortocircuita el secundario y, mediante una fuente de CA alterna regulable, se hace que circule por el primario la intensidad nominal. El voltímetro nos indicará la tensión de cortocircuito, siempre y cuando esté conectado a una de las fases del transformador (para conexión en estrella, entre fase y neutro; para conexión en triángulo, entre fases).

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Transformadores de Subestaciones Eléctricas (III) 3.9.1. Transformador trifásico en vacío. Ensayo de cortocircuito Como el sistema es equilibrado, podremos utilizar cualquiera de los métodos conocidos para medir la potencia trifásica en cortocircuito, que coincidirá con las pérdidas en el cobre (PCu). En el ensayo de la figura se ha utilizado el método de un vatímetro para medir dicha potencia (PCu = 3 W) en un transformador trifásico en conexión estrella-estrella.

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Figura 3.9.16. Esquema de circuito de transformador trifásico en vacío. 79

Transformadores de Subestaciones Eléctricas III

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