En los circuitos de CA, a menudo se utilizan máquinas eléctricas llamadas transformadores. Todos ellos están diseñados para convertir el valor de la corriente, pero las tareas al mismo tiempo pueden ser completamente diferentes. Por lo tanto, en ingeniería eléctrica, existen conceptos como transformador de corriente (CT), voltaje (VT) y transformador de potencia (TC). Cualquiera de ellos funcionará solo con la conexión correcta de los devanados del transformador.
Qué es un transformador de corriente
Los transformadores de corriente son dispositivos eléctricos que se utilizan en circuitos de alta corriente para realizar mediciones de corriente seguras, así como para conectar dispositivos de protección con baja resistencia interna.
Estructuralmente, tales dispositivos son transformadores de baja potencia conectados en serie en el circuito de equipos eléctricos, donde hay un nivel de voltaje medio y alto. Las lecturas se toman en el circuito secundario del instrumento.
Las normas para transformadores de corriente normalizan tales indicadores técnicos de dispositivos:
- Relación de transformación.
- Faseturno.
- Resistencia del material aislante.
- El valor de la capacidad de carga en el secundario.
- Marcas de terminales.
La regla principal que se debe recordar al ensamblar el diagrama de conexión de los devanados del transformador de corriente es la inadmisibilidad del ralentí en el circuito secundario. En base a esto, puede seleccionar los siguientes modos de funcionamiento para el TT:
- Conexión de la resistencia de carga.
- Funcionamiento en cortocircuito (cortocircuito).
Qué es un transformador de tensión
Un grupo separado de transformadores utilizados en redes de CA con voltajes superiores a 380 V. La tarea principal de los dispositivos es suministrar energía a los instrumentos de medición (IP), circuitos de protección de relés y aislamiento galvánico de equipos de líneas de alto voltaje. para la seguridad del personal de mantenimiento
El diseño del HP no difiere fundamentalmente del TS. Bajan el voltaje a 100 V, que ya se suministra a la IP. Las escalas de los instrumentos se calibran teniendo en cuenta la relación de transformación de la tensión medida en el devanado primario.
Qué es un transformador de potencia
Las principales máquinas eléctricas que se utilizan en las subestaciones y en el hogar son los transformadores de potencia. Actúan como convertidores de tensión de un valor a otro, manteniendo la forma de la señal eléctrica. Hay máquinas eléctricas reductoras y elevadoras.
Los TS son trifásicos y monofásicos para dos o tres devanados. Las trifásicas suelen utilizarse para redistribuir la energía en potentes instalaciones eléctricas. Las redes, monofásicas se pueden encontrar en cualquier equipo doméstico, como fuentes de alimentación.
Esquemas de conexión de devanados CT
Existen esquemas básicos para conectar los devanados secundarios de un transformador de corriente cuando se alimentan dispositivos de relé de protección:
- Esquema de una estrella completa. En este caso, los transformadores de corriente se conectan en todas las líneas de fase de potencia. Sus devanados secundarios están conectados por un circuito en estrella con devanados de relé. Todos los terminales de CT del mismo valor deben converger al punto cero. De acuerdo con este esquema, un relé reaccionará ante un cortocircuito (cortocircuito) de cualquier fase. Si ocurre un cortocircuito en el bus de tierra, entonces operará un relé en la estrella (en el cable cero).
- Esquema para conectar los devanados del transformador en una estrella incompleta. Esta opción implica la instalación de un TC no en todas las fases, solo en dos. Los devanados secundarios también están conectados al relé de estrella. Tal esquema es efectivo solo cuando se acorta entre fases. Si la fase se cortocircuita a cero (donde no se instaló el TC), el sistema de protección no funcionará.
- Diagrama en transformadores, estrella en relés. Aquí, los TC están conectados en serie con un triángulo con sus terminales opuestos de los devanados secundarios. Los vértices de este triángulo van a los rayos de la estrella, donde está instalado el relé. Se utiliza para tipos de esquema de protección como remoto y diferencial.
- EsquemaConexiones de TC según el principio de diferencia de dos fases. El circuito solo reacciona a los cortocircuitos de fase a fase con la sensibilidad requerida.
- Circuito de filtrado de corriente de secuencia cero.
Diagramas de cableado para devanados de transformadores de tensión
En cuanto a los TT, cuando alimentan equipos de protección y medida de relés, utilizan tanto tensión fase a fase como tensión de línea (entre fase y tierra). Los esquemas más utilizados se basan en el principio de un triángulo abierto y una estrella incompleta.
Se utiliza un triángulo cuando se necesitan dos o tres tensiones de fase a fase, una estrella cuando se conectan tres TT, si se utilizan simultáneamente tensiones de fase y lineales para medidas y protección.
Para dispositivos eléctricos con dos devanados secundarios adicionales, se utiliza un circuito de conmutación, donde los devanados principales de los propósitos primario y secundario están conectados por una estrella. Con la ayuda de un triángulo abierto, se ensamblan devanados adicionales. Con este circuito, puede obtener el voltaje de la secuencia 0 para la respuesta del sistema de relés a un cortocircuito en un circuito con un cable a tierra.
Esquemas de cableado para devanados de transformadores de potencia
Para las redes trifásicas, existen tres esquemas principales para conectar los devanados de los transformadores de potencia. Cada una de las formas de dicha conexión tiene su propia influencia en el modo de operación del transformador.
Conexión en estrella es cuando existe un punto común de unión de los inicios o finales de todos los devanados (punto cero). Aquí está lo siguientepatrón:
- Las corrientes de fase y de línea tienen el mismo valor.
- El voltaje de fase (entre fase y neutro) es menor que el voltaje lineal (entre fases) por la raíz cuadrada de 3.
Con respecto a los devanados de alta (HV), media (SN) y baja (LV) tensión, los esquemas son más utilizados:
- Conecte los devanados HV con una estrella, guiando el cable desde el punto cero para aumentar y disminuir T de cualquier potencia.
- Los devanados CH se conectan de la misma manera.
- Los devanados de alta tensión rara vez se conectan en estrella para transformadores reductores, pero cuando lo hacen, se saca el cable neutro.
La conexión triangular consiste en conectar el transformador en serie en un circuito en el que el principio de un devanado tiene contacto con el final del otro, el principio del otro con el final del el segundo y el principio del segundo con el fin del primero. Desde los vértices del triángulo hay salidas de electricidad. En tal esquema de conexión para los devanados de un transformador trifásico, hay un patrón:
- Los voltajes de fase y línea tienen el mismo valor.
- Las corrientes de fase son menores que las corrientes lineales por la raíz cuadrada de 3.
En un triángulo, por regla general, los devanados de BT de cualquier T trifásico reductor y elevador están conectados a dos, tres devanados, así como a monofásicos potentes ensamblados en grupos. Para HV y MV, normalmente no se utiliza la conexión delta.
La conexión en estrella en zigzag se caracteriza por la alineación del flujo magnético en las fases del transformador, si la carga sobre ellas en los devanados secundarios está distribuida de manera desigual.
Esquemas y grupos para conectar devanados de transformadores
Además de los esquemas de conexión, existen grupos, que se entienden como nada más que un desplazamiento de las direcciones vectoriales de la FEM lineal de los devanados primarios en relación con la fuerza electromotriz en los devanados secundarios. Estas discrepancias angulares pueden variar en 360 grados. Los factores que determinan el grupo son:
- La dirección de las vueltas del devanado.
- El método de ubicación en el núcleo de la bobina.
Para facilitar la designación de grupos, adoptamos un conteo angular por hora dividido por 30 grados. Por lo tanto, había 12 grupos (de 0 a 11). Con todos los esquemas básicos de conexión de devanados de transformadores, todos los desplazamientos por un ángulo múltiplo de 30 grados son posibles.
Para qué sirve el tercer armónico
En ingeniería eléctrica existe el concepto de corriente magnetizante. Es él quien forma la fuerza electromotriz (EMF). La forma de tal corriente no es sinusoidal, ya que aquí están presentes componentes armónicos más altos. El tercer armónico es responsable de la transmisión de la curva de tensión de fase sin distorsión (una forma distorsionada no es deseable para el funcionamiento del equipo).
Para obtener el tercer armónico, un requisito previo es una conexión en triángulo de al menos un devanado. Si se toma como base el esquema de conexión estrella-estrella de los devanados del transformador, por ejemplo, en transformadores con dos devanados, es imposible obtener el tercer armónico sin intervención técnica adicional. Luego, el tercer devanado se enrolla en el transformador, que está conectado en forma de triángulo, a veces sin cables.
