CIRCUITOS DE SECUENCIA DE TRANSFORMADORES

Se sabe bien que casi todas las instalaciones actuales tienen transformadores

trifásicos, porque implican menor costo inicial, tienen menos necesidades de

espacio y su eficiencia es mayor.

La impedancia en serie de secuencia positiva en un transformador que es igual

a su impedancia de fuga. Como un transformador es un elemento estático, la

impedancia de fuga no cambia alterar la secuencia de fase de voltajes

balaceados aplicados. La impedancia de secuencia negativa en el

transformador también es igual a su reactancia de dispersión así para un

transformador.

Z1=Z2=Z fuga

Si se supone que las conexiones del transformador sean tales que puedan fluir

corrientes de secuencia cero en ambos lados, un transformador ofrece

impedancia de secuencia cero que pueden diferir muy poco de los valores

correspondientes de secuencia positiva y negativa.

Sin embargo la práctica normal es suponer que las impedancias en serie de

todas las secuencias son iguales independientemente del tipo de

transformador.

La corriente magnetizante de secuencia cero es algo mayor en un

transformador de tipo de núcleo que de tipo acorazado. Esta diferencia no

importa porque nunca se toma en cuenta la corriente magnetizante de un

transformador siempre se desprecia un análisis de cortocircuito.

Por arriba de cierta capacidad de 1000 KVA la reactancia y la impedancia de

un transformador son casi iguales y en consecuencia no se hace diferencia

entre ellas.

Redes de secuencia cero en transformadores.

Antes de describir las redes de secuencia cero en diversos tipos de conexiones

de transformador, se harán tres observaciones importantes.

-cuando se desprecia la corriente magnetizante, el primario del transformador

sólo conducirá corriente cuando haya flujo de corriente en el lado secundario.

-las corrientes de secuencia cero pueden pasar por las ramas de una conexión

en estrella sólo si el centro de la estrella está aterrizado el cual proporciona la

trayectoria de retorno necesaria para las corrientes de secuencia cero este

hecho se ilustra en las figuras 1.

Fig.1 Estrella no aterrizada Estrella aterrizada

- No pueden fluir corriente de secuencia cero en las líneas conectadas a una

conexión en delta porque no tienen disponibles trayectorias de retorno. Sin

embargo, pueden subir corriente de secuencia cero por las ramas de una delta;

tales corrientes se deben a altos voltaje de secuencia cero en las conexión en

delta esto se ilustra en la figura 2.

Fig.2 flujo de corrientes de secuencia cero en una conexión en delta

Ahora se verán algunos tipos de conexiones de transformador.

Caso 1 Banco de transformadores Y-Y con cualquier neutro aterrizado.

Si cualquiera de los dos neutros en un transformador Y-Y no está aterrizado, no

puede fluir corrientes de secuencia cero en la estrella no aterrizada y, por

consiguiente no pueden fluir a la estrella aterrizada. Entonces existe un circuito

abierto en la red de secuencia cero entre H y L, es decir, entre las dos partes

del sistema conectadas por el transformador como se muestra en la figura 3.

Fig.3 Banco de transformadores Y-Y con un neutro aterrizado y su red

secuencia cero

Caso 2 banco de transformadores Y-Y con ambos neutros aterrizar.

Cuando se conectan a tierra ambos neutros de un transformador Y-Y, existe

una trayectoria que pasa por el transformador para corriente de secuencia cero

en ambos devanados por medio de los dos neutros aterrizado. Por

consiguiente en la red de secuencia cero H y L están conectados por la

impedancia de secuencia cero del transformador como se ve en la figura4.

Fig.4 banco de transformadores Y-Y con neutros aterrizados y su red de

secuencia cero

Caso 3 banco de transformadores Y-∆ con el neutro Y aterrizado.

Si el neutro del lado estrella está aterrizado, puede influir corriente de

secuencia cero en la estrella porque hay disponible una trayectoria tierra, y

pueden pasar las corrientes balanceadas en secuencia cero en la ∆.

Naturalmente no pueden pasar corriente de secuencia cero en la línea en el

lado de la ∆. Por lo anterior la red de secuencia cero debe tener una trayectoria

desde la línea H del lado de la estrella que fluya por la impedancia de

secuencia cero del transformador al bus de referencia, mientras que debe

existir circuito abierto en el lado L de la línea en delta, si el neutro de la estrella

se conecta a tierra por Zn, aparece una impedancia 3zn en serie con Z0 en la

red de secuencia.

Fig 5 Banco de transformador Y-∆ con neutro de Y aterrizado y su red de

secuencia cero

Caso 4 Banco de transformador Y-∆ con estrella no aterrizada.

Es el caso especial del caso 3 donde el neutro se conecta a tierra a través de

Zn=∞. En consecuencia no puede influir corriente de secuencia cero por los

devanados del transformador. Entonces las redes de secuencia cero se

convierten en la que muestra la figura 6

Fig.6 banco de transformador Y-∆ con estrella sin aterrizar, y su red de

secuencia cero

Caso 5 Banco de transformador ∆-∆.

Como un circuito en delta no tiene trayectoria de retorno, las corrientes de

secuencia cero y de entrada o salida no pueden fluir por el transformador ∆-∆.

Sin embargo, éstas pueden circular en los devanados de la delta. Por lo

anterior hay circuito abierto entre H y L, y Z0 está conectada al bus de

referencia en ambos extremos para explicar cualquier corriente circulante de

secuencia cero en las dos deltas.

Fig. 7 banco de transformador ∆-∆ y su red de secuencia cero

Conclusiones

Si dos neutros en un transformador en estrella no esta aterrizado, no pueden

fluir corrientes de secuencia cero en la estrella no aterrizada

Cuando se desprecia un corriente magnetizante el primario del transformador

solo conducirá corriente cuando exista flujo de corriente en el lado secundario

Recomendaciones

Bibliografia

D.PKothari, I.J Nagrath, sistemas eléctricos de potencia, tercera edicion

Willian D Stevenson,JR, sistemas eléctricos de potencia, segunda edicion