Capitulo 2 : TRANSFORMADORES 2.1 Conexiones de Transformadores Trifásicos 2.1.1
Introducción
Presentar metodología generalizada para la determinación del grupo de conexión de transformadores trifásicos. trifásicos Uno de los usos más frecuentes es el uso de bancos de transformadores conectados en paralelo, para lo cual es necesario verificar que estos tengan el mismo “Grupo de Conexión”.
2.1.2
Grupos de Conexión de Transformadores Trifásicos
Los grupos de conexión constituyen 26 tipos posibles, para transformadores trifásicos de dos devanados por fase. Cada lado del Transformador (BT o AT), puede ser conectada en: • Estrella (Y) • Delta (D) Zig‐zag zag o conexión Z (Z) • Zig
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Capitulo 2 : TRANSFORMADORES 2.1 Conexiones de Transformadores Trifásicos 2.1.2.1
Nomenclatura para la notación de los grupos de conexión Un transformador con nomenclatura:
Yd : Ydx
Devanado de alta tensión ((AT)) conectado en Estrella Devanado de baja tensión (BT) conectado en Delta Desfase entre vectores f.e.m. Primario – secundario x * 30°
Según la Metodología del índice horario (metodología del reloj), x puede tomar los valores: d l l 0/12, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 (Y) (las conexiones x=3, 9 no se realizan) Los subíndices impares, se obtienen cuando existe una sola conexión estrella en algún lado del transformador: Yd, Dy, Yz. En los otros casos el índice resulta par. el índice resulta par. La conexión Z, solo se utiliza en el devanado secundario.
Figura 2.1.
El índice (ángulo de desplazamiento) se mide entre vectores AT‐BT El í di (á l d d l i ) id AT BT En el sentido del reloj (ver figura 2.1). Facultad de Ingeniería Eléctrica
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Metodología para la Construcción del tipo de Conexión
2.1.3.1
Formación e interpretación de voltajes inducidos en devanados.
• El voltaje de fase en N espiras, espiras es la f.e.m. fe m primaria, autoinducida por la excitación de la propia fase, con el sentido indicado (fig. 2.2.a). F.e.m. proporcional al voltaje primario VAX, se induce un voltaje secundario V´AX. • Considerando una conexión trifásica, el voltaje de línea (sobre N espiras de una fase) es la f.e.m. resultante de dos fases, y se determina la diferencia fasorial de las dos f e m de fase qué están aplicadas en los f.e.m. extremos de la N espiras (figura 2.2.b). Proporcional al voltaje primario VAB, se induce un voltaje secundario V´AB. Figura 2.2. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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2.1.3.2
Presentación esquemática de los devanados.
• La rotulación de terminales de A.T. es con letras mayúsculas A, B, C ó U, V, W, y él termino de la bobina con X, Y, Z (también se utiliza H1, H2, H3). Figura 2.3.a. • Con el fin de normalizar, independiente de la conexión del t transformador, f d la l alimentación li t ió se toma por el principio de la bobina A, B, C ó U, V, W.
Figura 2.3.
• Los principios de los terminales de B.T. B T se rotulan con letras minúsculas a, b, c, ó u, v, w y los finales x, y, z. • Se asume para los devanados A.T. y B.T. que están en una pierna, con laa misma s a po polaridad, a dad, laa o orientación e tac ó indicada d cada een laa figura gu a 2.3.a. .3.a.
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2.1.3.3
Reglas para la construcción de cada tipo de conexión.
• Hacer coincidir “diagrama diagrama reloj reloj”,, con diagrama fasorial. • Iniciar diagrama fasorial con vector A.T. En posición 0/12 (fase A, secuencia ABC, está en 0° eléctricos, figura 2.4.a). • Asumir que los vectores de t i tensiones d líneas de lí rotan t según ú giro i t (contra reloj). Figura 2.4.b. Figura 2.4.
• Los terminales secundarios, quedan definidos por rotulo superior del vector auxiliar de la f.e.m. de salida. La dirección (arriba o abajo) se obtiene proyectando la f.e.m. de la fase en cuestión (figura 2.4.c.). • Para determinar el sentido adecuado de cierre del delta secundario, se t toma como indicador i di d ell vector t en atraso t respecto t de d la l referencia f i 0°. 0° Facultad de Ingeniería Eléctrica
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2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Cierre Delta Primario: tipo IMPAR. • Si el transformador es Dy con índice 11 ó 5, los vectores se deben cerrar en sentido de giro de t (2.5.a). Para otro tipo se cierra en sentido contrario (2.5.b) • Los extremos de cada vector de lí línea se debe d b rotular, t l según ú ell sentido de la conexión (figura 2.5.a). • Los rótulos indican como se han de conectar físicamente las bobinas. bobinas •Se debe observar que los finales de bobinas se conecten a los principios de las bobinas de la otra fase. Figura 2.5. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Cierre Delta Primario: tipo PAR. • Si el transformador es Dd ó Dz con índice 10 ó 4 (incluyendo 0/12, 6), los vectores se deben cerrar en sentido de giro de t (2.6.a). Para otro tipo se cierra en sentido contrario (2.6.b) • Los extremos de cada vector de lí línea se debe d b rotular, t l según ú ell sentido de la conexión (figura 2.6.a). • El doble rótulo en cada extremo del triángulo, triángulo indican como se han de conectar físicamente las bobinas. •Se debe observar que los finales de bobinas se conecten a los p principios p de las bobinas de la otra fase. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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Figura 2.6. 2012
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Metodología para la Construcción del tipo de Conexión
2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Cierre Delta Secundario: tipo IMPAR. • Si el transformador es Yd con índice 1 ó 7, los vectores se deben cerrar en sentido de giro de t (2.7.a). Para otro tipo se cierra en sentido contrario (2.7.b) • Los extremos de cada vector de lí línea se debe d b rotular, t l según ú ell sentido de la conexión (figura 2.7.a). • El doble rótulo en cada extremo del triángulo, triángulo indican como se han de conectar físicamente las bobinas. •Se debe observar que los finales de bobinas se conecten a los p principios p de las bobinas de la otra fase. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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Figura 2.7. 2012
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2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Cierre Delta Secundario: tipo PAR. • Si el transformador es Dd con índice 2 ó 8 (se incluye 0/12, 6), los vectores se deben cerrar en sentido de giro de t (2.8.a). Para otro tipo se cierra en sentido contrario (2.7.b) • Los extremos de cada vector de lí línea se debe d b rotular, t l según ú ell sentido de la conexión (figura 2.7.a). • El doble rótulo en cada extremo del triángulo, triángulo indican como se han de conectar físicamente las bobinas. •Se debe observar que los finales de bobinas se conecten a los p principios p de las bobinas de la otra fase. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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Figura 2.8. 2012
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2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Conexionado de la Y Primaria. Primaria • Para cualquier tipo de conexionado que involucre una Y primaria, se obtendrá conectando los finales de bobina como se indica en la figura 2.9.a. Conexionado de la Y Secundaria. Secundaria
Figura 2.9.
• Para cualquier tipo de transformador que involucre conexión Y secundaria, se obtendrá conectando los finales de bobina como se indica en la figura g 2.9.b. ((normalizados 1,, 11,, 0/12). / ) • En caso contrario se conectan los principios de bobina, tal como se indica en la figura 2.9.c (tipos normalizados 5, 6, 7).
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Metodología para la Construcción del tipo de Conexión
2.1.3.4
Implementación de la metodología de cada tipo de conexión.
Conexionado de las Z secundaria. secundaria • Dibujar (línea punteada) los vectores resultantes (figuras 2.10.a y 2.10.b), según el tipo de conexión. • El índice del tipo de conexión, se logra entre la fase A.T. y la virtual resultante de la conexión z. • El resultado de la conexión se mide entre los devanados A.T., y el devanado de salida de la conexión z ( (para l misma la i f ) fase)
Figura 2.10. Facultad de Ingeniería Eléctrica
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Ejemplos de Tipos de Conexión
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Conexión Y Y‐y‐0 y0
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Ejemplos de Tipos de Conexión
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Superponiendo ambos diagramas fasoriales, el desfase es 180°. Conexión Y‐y‐6
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Ejemplos de Tipos de Conexión
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Superponiendo ambos diagramas fasoriales, el desfase es 0°. Conexión D‐d‐0
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. El desfase en este caso será:
Conexión D D‐d‐8 d8
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. El desfase será:
Conexión D‐d‐2
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. El desfase será:
Conexión D‐d‐6
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Ejemplos de Tipos de Conexión
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Para determinar el desfase de las tensiones, se utiliza un neutro artificial en la conexión delta.
El desfase será:
Conexión D‐y‐1
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. El desfase será:
Conexión D‐y‐7 y
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Ejemplos de Tipos de Conexión
.
El desfase será:
Conexión D‐y‐11
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. El desfase será:
Conexión D‐y‐5
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Ejemplos de Tipos de Conexión
. La conexión Z (ó zig‐zag), se logra al dividir en d partes iguales dos i l ell devanado d d secundario, d i y situarlos enrollados en sentido contrario, en dos columnas consecutivas.
El desfase será:
Conexión Y‐z‐11
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