SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION

CONEXIONADO TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIONCELSO ESPEJO MEDINAPROFESORTIPOS DE CONEXIONES DE TRANSFORMADORESEl presente captulo da una breve explicacin de los tipos de conexiones generalmente utilizados en los sistemas elctricos, en donde se establecen algunas de las caractersticas que juegan un papel preponderante dentro del sistema

Conexin estrella-estrellaEn esta clase de transformadores, las tres fases de ambos bobinados estn conectadas en estrella, siendo la tensin de lnea 3 veces mayor que la tensin de fase.

Conexin estrella-estrellaEn la conexin estrella-estrella se emplea para tensiones muy elevadas debido a que reduce la capacidad de aislamiento.

m = VL1/VL2 = VF1/VF2

Conexin estrella-estrellaDesventajas:Representa nula oposicin al paso de los armnicos.Los voltajes de las fases son seriamente desbalanceados cuando las cargas que alimenta el transformador se encuentran desbalanceadas.Neutros inestables, si no se conectan a tierra.

Conexin estrella-estrellaProblemas de desbalance en las fases y del paso de las componentes armnicas se pueden solucionar considerando los siguientes puntos:

Conectar el neutro del primario slidamente a tierra para evitar sobretensiones que podran ser peligrosas en el equipo, suministrando as, un camino para las componentes de tercer armnico.Conexin estrella-estrellaAgregar un devanado terciario en configuracin delta para encerrar o absorber las componentes de tercer armnico eliminndolas de la red.

Conexin delta-deltaEn esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario estn conectadas en triangulo y las del secundario en tringulo, resultando las tensiones de lnea y de fase iguales:

Conexin delta-deltaLa conexin delta-delta generalmente se utiliza para alimentar cargas trifsicas simultneamente y monofsicas:

m = VL1 / VL2 = VF1 / VF2

Conexin delta-deltaLas caractersticas ms notorias de la conexin delta-delta son las siguientes:No presenta desfasamiento del devanado secundario respecto del primario.Puede alimentar cargas trifsicas simultneamente con cargas monofsicas (generalmente alumbrado).Su impedancia debe de ser la misma en los tres enrolladosConexin delta-deltaEste tipo de conexiones no tienen problemas de terceros armnicos o cargas desbalanceadas, sin embargo, presenta circulacin de corrientes considerables en sus devanados cuando los transformadores del banco tienen relaciones de transformacin diferentes.

Conexin delta-deltaSe utiliza esta conexin cuando se desean mnimas interferencias en el sistema. Adems, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho desequilibrio, ya que las corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados.Los desequilibrios motivados por las cargas en el secundario se reparten igualmente entre las fases del primario, evitando los desequilibrios de flujos magnticos.

Conexin estrella-deltaEn esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario estn conectadas en estrella y las del secundario en tringulo.

Conexin estrella-deltaEste tipo de conexin se usa frecuentemente en los sistemas de transmisin de las subestaciones receptoras cuya funcin es reducir el voltaje:

VL1/VL2= 3VF1/VF2=3 m

Conexin estrella-deltaSus caractersticas ms importantes son:La impedancia de los tres transformadores no necesita ser la misma.No tiene problemas con las componentes de tercer armnico en sus voltajes ya que ellos se consumen en la corriente circulante del lado delta. Con una unidad fuera de servicio, un banco de unidades monofsicas se puede reconectar como un banco estrella abierta-delta abierta, siempre que la fuente sea de 4 hilos efectivamente conectada a tierra. Con una de las tres unidades idnticas fuera de servicio, la capacidad del banco cuando suministra nicamente carga trifsica es de cerca del 57.7% de la capacidad del banco cuando las tres unidades estn en servicio.Conexin estrella-deltaEs ms estable para cargas desbalanceadas, puesto que la Delta redistribuye cualquier desbalance que se presente.El desplazamiento en este tipo de configuracin del voltaje secundario con respecto del voltaje primario puede ocasionar problemas al intentar conectar transformadores en paralelo puesto que los ngulos de fase de desplazamiento en los transformadores que se van a conectar en paralelo deben ser iguales. Conexin estrella-deltaCualquier interrupcin en alguna fase del secundario deja fuera de funcionamiento el transformador.Aunque el primario pueda conectarse a tierra como medida de proteccin de la lnea, no es aconsejable, al dar lugar a la aparicin de armnicos, siempre perjudiciales.Conexin estrella-deltaEn el funcionamiento con cargas desequilibradas, el desequilibrio en dos fases, como las a y b, se reparte entre las tres fases del secundario, a, b, c, transmitindose, por tanto a las tres fases del primario A, B, y C.

Conexin delta-estrellaEn la conexin tringulo-estrella, se conectan el primario en tringulo y el secundario en estrella.

Conexin delta-estrellaSe usa en los sistemas de transmisin en los que es necesario elevar las tensiones de generacin como centrales generadoras. En sistemas de distribucin tambin es conveniente su uso.

VL1 / VL2 = m / 3

Conexin delta-estrellaSus caractersticas ms importantes son:Este tipo de transformador prcticamente no presenta inconvenientes.Si se aterriza la estrella, el banco opera como una fuente de tierra para el secundario del transformador.Al producirse un desequilibrio en la carga, no motiva asimetra del flujo, por producirse un reparto entre las tres columnas del primario.

Conexin delta-estrellaAl producirse un desequilibrio en la carga, no motiva asimetra del flujo, por producirse un reparto entre las tres columnas del primario. As, como en el caso de una impedancia Z, conectada a las fases a y b, da lugar a las corrientes Ia e Ib en el secundario (Ia = Ib), las cuales a su vez motivarn las corrientes IA, IB e IC (IA = IB; IC = 0), que se transmiten a la red en las tres fases.

Conexin delta-estrellaSus caractersticas ms importantes son:Cuando se alimentan de sistemas primarios efectivamente conectado a tierras, el rel de tierra del sistema primario no detecta los desbalances de carga y fallas a tierra en el secundario del sistema.

Las ventajas citadas y los escasos inconvenientes motivan la utilizacin de este transformador tanto en transmisin como en distribucin de energa. Conexin Yz Zig-ZagSe consigue la conexin zigzag descomponiendo cada fase del bobinado secundario en dos mitades, las cuales se colocan en columnas sucesivas del ncleo magntico y arrolladas en sentido inverso, conectando los finales en estrella.

Conexin Yz Zig-ZagEsta conexin se emplea nicamente en el lado de baja tensin. Tiene un buen comportamiento frente a desequilibrios de carga.

Conexin Yz Zig-ZagUno de los inconvenientes que presenta este transformador es el proporcionar en el secundario una tensin compuesta inferior a la que dara un transformador estrella-estrella del mismo nmero de espiras en el primario y secundario.En definitiva, para obtener la misma tensin compuesta en el secundario ser necesario proyectar el transformador estrella-zigzag con un 15,4% ms de espiras que si fuera en estrella-estrella, y para el mismo nmero de espiras del primario en ambos.Conexin Yz Zig-ZagAl producirse un desequilibrio de una fase del secundario Ia, se reparte entre las dos fases del primario, (IA, IC), contrarrestndose los flujos y evitndose el desequilibrio entre las ff.ee.mm. del primario y del secundario por esta causa.

GRUPS DE CONEXIONTanto el devanado primario como el secundario pueden ser conectados en estrella, tringulo y zigzag; pero a su vez, estas conexiones pueden realizarse de diversas formas, por lo que motivarn distintos desfases.

En todos los tipos, se sigue el orden de terminales:

A B C A

GRUPS DE CONEXIONFORMAS DE CONEXIN EN ESTRELLA Da lugar a dos tipos de conexin:

Conexin de la estrella en la parte inferior y, por tanto, terminales de salida superiores.

Conexin de la estrella en la parte superior y, por tanto, terminales de salida inferiores.

GRUPS DE CONEXIONFORMAS DE CONEXIN EN TRINGULO

a) Conexin del final del primer devanado con el principio del siguiente, lo que a su vez da lugar a dos formas, segn que la salida de terminales se haga por la parte superior o bien por la parte inferior.b) Conexin del principio del primer devanado con el final del siguiente, dando lugar tambin a dos formas, segn se haga la salida de terminales..

GRUPS DE CONEXIONLa norma V.D.E. resume las conexiones de transformadores en 12, distribuidas en cuatro grupos. Los grupos se designan por las letras maysculas A, B, C, y D; y, a su vez, cada uno de se subdivide en tres tipos A1-A2-A3; B1-B2-B3; C1-C2-C3; D1-D2-D3 GRUPO A: Da lugar a un desfase cero entre las tensiones del primario y secundario, y puede conseguirse utilizando las siguientes conexiones:

GRUPO B: Da lugar a un desfase de 180 entre las tensiones del primario y secundario, o bien un ndice de conexin 6, y puede conseguirse utilizando las siguientes conexiones:

GRUPO C: Da lugar a un desfase de 150 en retraso de las tensiones secundarias con respecto a las primarias, o bien un ndice de conexin 5, y puede conseguirse utilizando las siguientes conexiones:

GRUPO D: Da lugar a un desfase de 330 o de 30 en adelanto de las tensiones secundarias con respecto a las primarias, siendo 11 el ndice de conexin 5, y puede conseguirse utilizando las siguientes conexiones:

Conexiones NormalizadasDd0Yy0Dz0Dy1Yd1Yz1Dd2Dz2Dd4Dz4Dy5Yd5Yz5Dd6Yy6Dz6Dy7Yd7Yz7Dd8Dz8Dd10Dz10Dy11Yd11Yz11GRUPS DE CONEXIONCONEXIN Yy0 CARACTERSTICAS:Disponibilidad de neutro en B.T. No recomendable cuando se prevn grandes desequilibrios: IN 10% Inom.

APLICACIONES:Potencias pequeas y cargas equilibradas.Subestaciones elevadoras de M.T. (hasta 66 KV), p.e., 20 KV/66 KV.Transformador de distribucin en M.T., p.e., 66 KV/6 KV (esta aplicacin es ms rara a causa del mal comportamiento frente a cargas desequilibradas).

GRUPS DE CONEXIONCONEXIN Dy5:

CARACTERSTICAS:Disponibilidad de neutro en B.T.Admite desequilibrios: IN Inom.No genera terceras armnicas de tensin. APLICACIONES:Transformadores elevadores de principio de lnea (de Central), p.e., 10 KV/132KVTransformador de distribucin en B.T.(Centro de Transformacin M.T./B.T) 3

GRUPS DE CONEXIONCONEXIN Yd5

CARACTERSTICAS:Imposibilidad de neutro en B.T.Admite desequilibrios: IN Inom.No genera terceras armnicas de tensin.APLICACIONES:Transformadores reductores de final de lnea (de Subestacin), p.e., 132 KV/20KV.

GRUPS DE CONEXIONCONEXIN Dy11CARACTERSTICAS:Disponibilidad de neutro en B.T.Admite desequilibrios: IN Inom.No genera terceras armnicas de tensin.APLICACIONES:El Dyn11 es el ms comn en C.T., p.e., 20 KV/400 V.

MAGNITUDESConexiones de Transformadores para Eliminar ArmnicasCuando las armnicas producidas por una carga no lineal fluyen a otras partes del sistema, pueden originarse problemas tales como sobrecalentamiento de equipo, bajo factor de potencia y resonancia, con la consecuente reduccin en la eficiencia de operacin y, en algunas ocasiones, destruccin de equipo. Ciertas conexiones de transformadores eliminan o reducen la circulacin de determinadas armnicas y se presentan ejemplos de aplicaciones prcticas de estas conexiones.Conexiones de Transformadores para Eliminar ArmnicasLas combinaciones de conexiones de transformadores evitan el paso de corrientes armnicas al sistema de potencia:

Las 3as armnicas se filtran con conexiones D y Y no aterrizadas.Las 5as y las 7as armnicas se eliminan con conexiones DY y YY.Las 11as y las 13as armnicas se eliminan con transformadores especiales en conexin zig-zag, pero se pueden reducir con combinaciones DY y YY.Conexiones de Transformadores para Eliminar ArmnicasCuando la magnitud de determinada armnica no es del mismo orden en ambos transformadores, entonces no existe una eliminacin de la armnica, pero si una reduccin de sta

La eliminacin de armnicas de orden superior se logra instalando filtros de rechazo y/o de absorcin.EFECTOS DE LOS ARMONICOS

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION ELECTROCENTRO S.A.

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