conexiones transformadores triangulo abierto

Prof. Ing. Mario Guillermo Macri

Conexiones Trifásicas con transformadores monofásicos


Relación de transformación En transformaciones trifásicas se define como la relación de tensiones de línea de entrada a las tensiones de línea de salida del Banco o transformador trifásico considerado

l

L

UUk

2

1=

Banco U1L U2L


Relación de fase Se define como el ángulo de atraso α0 de la Fem E2 de BT respecto a la Fem E1 de AT y se expresa mediante el denominado índice horario.

Si se supone ubicada la Fem de AT a las 12 en la esfera de un reloj ideal, la Fem de BT será siempre un múltiplo de 300 y caerá justamente sobre alguna hora del reloj. Entre cada hora existen 300 por lo que el índice horario se especifica mediante 0 /300:

BANCOS DE TRANSFORMADORESMONOFÁSICOS

TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

TRANSFORMACIONES TRIFÁSICAS

α E1

E2


Grupos de conexión normalizados


Condiciones ideales que deben cumplir los transformadores componentes

Las relaciones nominales de transformación Kn deben ser iguales

Deben tener igual potencia aparente nominal Sn

Las tensiones porcentuales de cortocircuito deben ser iguales para un reparto de carga adecuado

Tipos de conexiones:

Simétricas: Yy, Yd, Dy, Dd, Yz

Asimétricas: Vv (triángulo abierto), Tt. etc


a

aUUk =

=

a

aUUk 3

3

=

=

33a

aUUk =

=

a

aUUk =

=

Relaciones de transformación según el tipo de conexión


UL

IL = In

Conexión Triángulo abierto

En conexión Dd la corriente con los transformadores a plena carga es: ILD=sqrt(3)InCon conexión Vv la corriente de línea se debe limitar a la nominal de cada transformador:

Con una conexión Vv la corriente de línea debe limitarse al 57,7% de la que admite con el triángulo completo, (es decir con un transformador adicional).

0.577

3L

LVII ∆= =

3 3 1.73205L n

LV n

I II I

∆ = = =

( ) nLnLnL IUIUIUS 3333 ===∆

2V L nS U I=

666.032

32 ===

∆ nL

nL

IUIU

SSV

Con una conexión Vv la potencia debe limitarse al 66,66%, es decir en 1/3 (que es el aporte del transformador faltante que está en la conexión triángulo).


Conexión Yz (estrella Zigzag)

Cada fase del secundario está dividida en dos semifases iguales.

●Las tres semifases inferiores secundarias constituyen una estrella. ●Las tres semifases superiores secundarias van conectadas uniendo bornes de igual polaridad con las tres semifases inferiores pero de distinta fase y el otro borne es una salida de línea

( ) 32

332

323

3333 1

1

2

1

2

1

2

1

2

1 aa

aUU

UU

UU

UU

UUk

L

L

SF

L

SF

L

F

L

L

L ==

=====Relación de transformación:

31

1L

FUU =

22 3 FL UU =

USF2= UF1/a

USF2

UF2

300

300

USF2

-USF2 UF2

( )3222

11

22

aUa

UUU LF

FSF ===

22222 3

23230cos30cos SFSFSFSFF UUUUU ==+=

USF: tensión semifaseUL1

( )( )

=+==−=

=

wtsenwtseniwtsenwtseni

wtseni

Cm

Bm

Am

3I1203I3I1203I

3I

max3mmax3m3

max3mmax3m3

max3m3

Análisis de la tercer armónica de la corriente magnetizante

Primarios en Y: neutro primario conectado al neutro del generador

●Debido a que las corrientes de tercer armónico tienen frecuencia triple (150Hz), producen interferencias en las líneas telefónicas que corren paralela a las línea de energía, por lo que no está permitido.

●El flujo es senoidal pues la corriente contiene su componente de tercer armónica necesaria.

●Las tensiones de fase inducidas en el primario y secundario son senoidales al igual que las tensiones de línea.

Im3A

Im3B

Im3C

Im3A + Im3B + Im3C

Las Im3 de igual magnitud y en fase encuentran un camino de retorno por el neutro, pudiendo circular y resultando la magnetización del transformador la natural.

Primarios en Y: neutro primario no conectado al neutro del generador

Im3A

Im3B

Im3C

Debido a la falta del tercer armónico de la corriente magnetizante,la corriente modifica su forma y el flujo resulta deformado, con componentes armónicas impares en particular, aparece la tercer armónica de flujo

Si se trata de bancos de transformadores monofásicos, cada transformador tiene su circuito magnético independiente, por el cual pueden circular los tercer armónicos de flujo, induciendo tensiones de frecuencia triple en las fases.

En el caso de transformadores trifásicos de 4 columnas el comportamiento es análogo, ya que podrán circular los terceros armónicos de flujo.


Sin neutro magnéticoCon neutro magnético

Primarios en Y: neutro primario no conectado al neutro del generador, secundario en D

Si el primario no tiene conexión del neutro al generador, las terceras armónicas de las corrientes de excitación no pueden circular, apareciendo armónicos impares del flujo. En particular el flujo de tercer armónica que en los bancos puede circular por el circuito magnético de cada

transformador componente del banco, induce Fem de tercer armónica en los devanados de fase primarios y secundarios. Como estas están en fase y tiene igual magnitud en la estrella primaria se anulan y no aparecen componentes de tercer armónica en las tensiones de línea primarias. En el triángulo secundario las tres tensiones de frecuencia triple se suman impulsando la corriente de tercer

armónica, en el triángulo. Si abriéramos un vértice del triángulo podríamos medir esta tensión de frecuencia triple con un voltímetro. Sin embargo si medimos entre los vértices del triángulo cerrado, mediríamos la tensión de línea secundaria. Como el circuito secundario del triángulo tiene baja impedancia (la de dispersión secundaria), con una

pequeña Fem de tercer armónico se logra la corriente magnetizante de tercer armónica necesaria para que el flujo y las tensiones de fase sean senoidales. Esto significa que el flujo de tercer armónica necesario es bajo, lo que representa un flujo casi senoidal.

Im3A

Im3B

Im3C

e3A

e3B


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