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Nivel técnico: Intermedio a avanzado
Normas aplicables: IEC 60076, IEEE C57.12.00En la jerarquía de los activos del sistema eléctrico, el transformador trifásico es el nodo más crítico. Más allá de la simple transformación de tensión, actúa como filtro armónico, herramienta para la estrategia de puesta a tierra y barrera robusta contra la propagación de fallas.
Un transformador trifásico utiliza un circuito magnético acoplado que aprovecha las propiedades únicas de los sistemas trifásicos equilibrados.
En un sistema trifásico equilibrado, la suma de los flujos instantáneos en cualquier momento es cero:
Φ1 + Φ2 + Φ3 = 0
Esta propiedad física permite un Diseño central de 3 extremidades, normalmente utilizando acero laminado en frío con grano orientado (CRGO) acero al silicio. Al utilizar las ramas centrales como vías de retorno entre sí, esta arquitectura reduce significativamente los requisitos de material, lo que disminuye Pérdidas sin carga (pérdidas por fricción) y optimizar el espacio físico que ocupa la unidad.
Los diseñadores deben equilibrar cuidadosamente la densidad del flujo magnético (B), normalmente dirigido a personas de entre 1,5 T y 1,7 T. Sobreexcitación, a menudo causada por sobretensión o baja frecuencia (una anomalía V/f ratio), conlleva riesgos técnicos significativos:
En el caso de las compras B2B, el coste total de propiedad (TOC) del transformador suele ser más importante que el precio de compra inicial.
Pérdidas totales = Pérdidas sin carga + Pérdidas con carga
La elección de la conexión determina la impedancia de secuencia cero del sistema y su respuesta ante fallos asimétricos.
| Tipo de conexión | Símbolo IEC | Término IEEE | Ventaja | Limitación |
|---|---|---|---|---|
| Estrella | Y / y | Wye | Punto neutro disponible; el aislamiento graduado reduce los costes. | Vulnerable al flujo armónico desequilibrado de 3ª orden. |
| Delta | D / d | Delta | Atrapa armónicos de tercer orden; alta capacidad de corriente de fallo. | Sin neutro para conexión a tierra; se requiere aislamiento completo de la línea. |
| Zig-Zag | Zn / Zn | Estrella interconectada | Ideal para equilibrar la asimetría extrema de la carga. | Aumento del uso de cobre (aproximadamente 151 TP3T más que Star). |
<p>Los grupos vectoriales definen el desplazamiento de fase entre los lados de alta tensión (HV) y baja tensión (LV). Este es un requisito previo no negociable para <strong>Funcionamiento en paralelo</strong>.</p>
El grupo vectorial (por ejemplo, Dyn11) utiliza una analogía con la esfera de un reloj, en la que el vector HV se fija en las 12 en punto (0°). Cada “hora” representa un desfase de 30° del LV con respecto al HV.
El Cuatro reglas obligatorias para funcionamiento en paralelo:
La integración de parques solares fotovoltaicos y eólicos plantea retos únicos. Estos sistemas suelen requerir Transformadores elevadores para salvar la diferencia entre las tensiones de generación y transmisión:
Para garantizar un ciclo de vida de más de 25 años, se requiere un programa de diagnóstico riguroso:
Durante la energización, los transformadores consumen una corriente de arranque de hasta 12× la corriente nominal (In). Este fenómeno requiere una coordinación sofisticada de la protección.
Disyuntores de vacío (VCB) XBRELE están diseñados con una metalurgia de contacto específica para manejar estos transitorios. Cuando se combinan con relés de protección de alta gama que utilizan ANSI 87T (diferencial) y ANSI 50/51 (sobrecorriente) códigos, nuestro equipo de conmutación garantiza que el transformador permanezca protegido contra fallos internos, al tiempo que evita disparos intempestivos durante la energización normal.
P: ¿Por qué “zumbando” un transformador? R: Esto es <strong>Magnetostricción</strong>—la vibración física de las laminaciones del núcleo debido al flujo magnético. Un ruido excesivo suele indicar un exceso de flujo (alto <i>V/f</i>) o aflojamiento mecánico de los pernos de sujeción del núcleo.
P: ¿Puedo conectar en paralelo un transformador Yy0 y un transformador Dd0? R: Sí, ya que ambos pertenecen al Grupo I (desplazamiento de 0°). Sin embargo, todos los demás parámetros, como %Z y la relación de tensión, deben coincidir.
La selección precisa de grupos vectoriales y la coordinación con tecnología de conmutación de alta calidad son esenciales para la resiliencia de la red. En XBRELE, Ofrecemos VCB con certificación IEC y componentes de protección diseñados para mantener en funcionamiento de forma segura los activos críticos de energía.
Domine las complejidades del equilibrio del flujo magnético, el ADN del grupo vector Dyn11 y las cuatro reglas de oro del funcionamiento en paralelo. Esta guía, que cumple con la normativa IEC, es esencial para el diseño de subestaciones y para garantizar la estabilidad de la red.
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