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Nueva Metodología para Determinar los Grupos de Conexión de Transformadores



                               Transformadores
         METODOLOGÍA
       GENERALIZADA PARA
    DETERMINAR LOS GRUPOS DE
           CONEXIÓN
                                                                       Las reglas de formación de los
                                                                       voltajes   inducidos  en    los
                                                                       devanados del transformador
                                                                       son básicas para la metodología
                                                                       desarrollada.


                                                                            PALABRAS CLAVES

                                                                       Transformador trifásico, grupos
                                                                       de conexión, puesta en paralelo.


                                                                                  ABSTRACT

                                                                       In this paper, a generalized
                                                                       methodology for determining the
                                                                       connection group of three-phase
                                                                       transformers is shown. This is
                                                                       done     from     the   physical
                                                                       connection of the windings. The
                                                                       developed methodology is also
                                             RESUMEN                   useful    to    determine     the
•   Eduardo Marlés Sáenz.                                              connection of the windings
    M.Sc.                          En este artículo se presenta una    during the implementation stage
    Profesor Auxiliar             metodología generalizada para la     of the designs. The methodology
    Universidad del Valle,        determinación del grupo de           was verified with the 26
    Cali, Colombia.               conexión de transformadores          normalized connection types and
                                  trifásicos de dos devanados.         with other proposed cases in this
                                  Esto se logra a partir de la         paper. The rules of the induced
                                  conexión      física    de     los   voltages    formation   in    the
                                  devanados.      La    metodología    windings are basic to the
                                                                       developed methodology.
Grupo de Investigación            desarrollada también es útil para
GRALTA.                           determinar el conexionado de las
www.gralta.univalle.edu.co        bobinas durante la etapa de          KEYWORDS:
                                  implementación de los diseños.
                                  La metodología se verificó con       Three-phase transformer, groups
                                  los 26 tipos de conexiones           of connection, putting in parallel.
                                  normalizados, y con otros casos
                                  propuestos en este documento.

                                                                                                             1
1. INTRODUCCIÓN                                      -Según la metodología del índice horario
                                                     (metodología del reloj, ver figura 1), i puede tomar
Por razones económicas o técnicas es necesario       los valores: 0/12, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11
alimentar       una carga con dos o más              (conexiones con i = 3, 9 no se hacen).
transformadores operando en paralelo, para lo
cual se verifica que los transformadores sean del                                   0/12             wt
                                                                              11            1
mismo grupo de conexión -. También es necesario
determinar, el tipo de conexión en los casos                           10          A.T           2

cuando no se dispone de los datos en la placa
                                                                      9                    B.T
característica del transformador en reparación,                                                      3

mantenimiento ó en situaciones en donde hay que
                                                                          8                      4
lograr la implementación de las adecuadas
protecciones eléctricas diferenciales, con el                                 7             5
                                                                                     6
requerimiento     de    bancos     trifásicos de
transformadores de medida para la compensación
por desplazamiento de fase [4].                         Figura 1 Ubicación de los índices de los tipos de
                                                          transformador bajo la metodología del reloj.
Para determinar el grupo de conexión de los
transformadores trifásicos, actualmente las normas   -Los subíndices impares se obtienen cuando
que plantean los procedimientos correspondientes,    aparece una sola conexión en estrella en alguno
hacen uso del método del diagrama fasorial y la      de los dos lados del transformador, estas
verificación de relaciones establecidas entre los    conexiones son: Yd, Dy, Yz. En los demás casos
valores de voltaje medidos −. Los métodos            el índice resulta par.
propuestos por estas normas no presentan
ninguna verificación para los grupos de conexión     - La conexión en Z de los devanados se utilizan
III y IV, ni tampoco justifican el porqué de las     para el secundario, donde las fases constan de
conexiones de los tipos actualmente normalizados.    dos semifases de N2/2 espiras.

Esta nueva metodología podrá ser usada tanto         -El índice (ángulo de desplazamiento) se obtiene
para labores académicas como en la fabricación       midiendo el barrido angular en el sentido de las
de los devanados de transformadores trifásicos       manecillas del reloj entre vectores de f.e.m de
                                                     fase, desde el vector de una fase de A.T. hasta el
                                                     vector de la misma fase de B.T. que en la
        2. GRUPOS DE CONEXIÓN DE                     metodología éste último se considera está en
      TRANSFORMADORES TRIFASICOS                     atraso, como se muestra en la figura 1

Los grupos de conexión constituyen 26 tipos
posibles, para transformadores trifásicos de dos     3. METODOLOGIA PARA LA CONSTRUCCIÓN
devanados por fase. Todas las bobinas de cada                DEL TIPO DE CONEXIÓN
lado del transformador trifásico (B.T. o A.T.)
pueden ser conectadas en y (estrella), d (delta) o   A continuación se definen algunas reglas y
en z (conexión z).                                   consideraciones que caracterizan la formación de
                                                     los voltajes para cada uno de los grupos de
La norma UNE-EN 60076-1:1998 establece los           conexión, en los devanados primario y secundario.
posibles tipos de conexión para cada grupo.
                                                     3.1 Consideraciones sobre la formación e
                                                         interpretación de los voltajes inducidos en
2.1 Nomenclatura para la notación de los                 los devanados ( f.e.m )
    grupo de conexión
                                                     -El voltaje de fase en N1 espiras, es la magnitud
-Un transformador con nomenclatura Ydi, posee el     del valor de la fuerza electromotriz primaria (f.e.m)
devanado de alta tensión (A.T.) conectado en         autoinducida por la excitación únicamente de la
estrella y el devanado de baja tensión (B.T.)        propia fase, con el sentido que se muestra en la
conectado en delta con un desfase de i x 30°         figura 3(a). Proporcional al voltaje primario VAX se
eléctricos entre los vectores de fase de f.e.m                                        ′
                                                     induce un voltaje secundario VAX .
primaria y secundaria.
-Se asume para cada fase que si los devanados
                  (a)                             A
                        f.e.m eAX                                                     de A.T. y B.T. están ubicados en una misma
                        autoinducida                               Voltaje
                        sobre N                                    de fase            pierna, con igual polaridad, para un - flujo máximo
                                                                   VAX = |eAX |
                        espiras                                                       se induce la f.e.m de fase de alta tensión y en
                                                  X
                                                                                      baja tensión la f.e.m de fase . con orientación que
                                                      núcleo
                                          Voltaje de línea VAB =|eAB |
                                                                                      se muestra en la figura 3(a).
                  (b)
                                  A                     B

                            N                                                         3.3 Reglas para implementar la metodología en
                            espiras
                                                                                          la construcción de cada tipo de conexión
                                  X
                                                         Y
                                               núcleo          núcleo                 - Hacer coincidir el diagrama del reloj con el
                                                                                      diagrama fasorial, quedando ambos superpuestos.
Figura 2 Conceptualización de los voltajes de fase y de                               -Iniciar el diagrama fasorial pintando el vector de
     línea en relación con las f.e.m autoinducidas.
                                                                                      A.T. de la fase bajo estudio en la posición 0/12.
                                                                                      Por ejemplo para la fase A, secuencia ABC, la
-El voltaje de línea (sobre NAX espiras de una fase)
                                                                                      f.e.m A-X está a 0° eléctricos, los vectores para
es el valor de la f.e.m resultante debido a los
                                                                                      las demás fases se dibujan respetando la
amperes - vueltas de dos fases, y se determina de
                                                                                      secuencia. Figura 4(a).
la diferencia fasorial de las dos f.e.m de fase que
están aplicadas a los extremos de las NAX espiras
                                                                                      -Asumir que los vectores de las tensiones de línea
como se muestra en la figura 2(b). Proporcional al
                                                                                      rotan en el sentido de giro en wt si para una
voltaje primario VAB se induce un voltaje                                             secuencia definida constituyen un triángulo
            ′
secundario VAB .                                                                      equilátero sobre los vectores de las f.e.m de fase,
                                                                                      cerrando en contra del giro de las manecillas del
                                                                                      reloj y tienen la secuencia de las f.e.m de fase,
3.2 Consideraciones para la presentación                                              figura 4(b). En caso contrario rotan en contra del
    esquemática de los devanados                                                      sentido de giro en wt como se muestra en la
                                                                                      figura 5(b).
-Los principios de los terminales de las bobinas de
alta tensión se rotulan con las letras mayúsculas                                            (a)
                                                                                                         A
                                                                                                                                      (b)
                                                                                                                                                        A
                                                                                                                     wt                                                     wt
A,B,C ó U,V,W y los finales con X, Y, Z. Figura                                                                                               VCA                 VAB
3(a).                                                                                                Y       Z                                      Y       Z

-De manera normalizada, independientemente del                                                           X                                              X
                                                                                               C                     B                    C             VBC             B
tipo de conexionado del transformador, los
                                                                                                                                                            terminal de
                                                                                                                              A
conexionados del primario toman la alimentación                                                                                                              salida
                                                                                                                 c                1x30°
de la red por los principios de bobina A, B, C ó U,                                                (c)
                                                                                                                 y
                                                                                                                                              az    a

V, W.                                                                                                                     x
                                                                                                                                                                vector
                                                                                                                                                                auxiliar de
                                                                                                                                                                salida

-Los principios de los terminales de las bobinas de                                                                                                 x
baja tensión se rotulan con las letras minúsculas                                                                         bx

a,b,c ó u,v,w y los finales con x, y, z..
                                                                                      Figura 4. Sentido de giro y cierre de tensiones de línea
        (a)                   A B C               (b)                                      (a)y(b) En el lado primario (A.T) (c) En el lado
                                                                                                           secundario (B.T).
                f.e.m
                eAX

                              X Y Z
                                                  X            U    u             x   -Los terminales de salida de los devanados
                              a b c               Y            V    v             y
                                                  Z                               z
                                                                                      secundarios en cada tipo, quedan definidos por el
                                                               W    w
               f.e.m                                                                  rótulo superior del vector auxiliar de f.e.m de
              eax = e` AX                                                             salida, el cual se obtiene pintando una línea
                              x       y    z                                          vertical al lado derecho de la estrella de f.e.m
                                                                                      secundaria. El sentido de ésta f.e.m auxiliar (hacia
 Figura 3. Posición relativa entre los devanados de A.T                               arriba o hacia abajo) se obtiene proyectando la
    respecto a los devanados de B.T. (a) Esquema                                      f.e.m de la fase estudiada, por ejemplo el vector
       convencional. (b) Esquema normalizado.                                         auxiliar de f.e.m de salida presentado en la figura
4(c) corresponde a la proyección del vector de la       esta clase pues no representan ni atraso ni
fase A, y su mayor potencial está definido por el de    adelanto), los vectores de las tensiones de línea
la misma fase.                                          de la delta se deben cerrar en el sentido de giro de
-La letra superior en el vector de f.e.m auxiliar       wt como se muestra en la figura 6(a). Para otro
indica si el devanado secundario                  del   tipo se debe cerrar en sentido contrario, como se
transformador tendrá sus terminales de salida por       muestra en la figura 6(b). Los extremos de cada
principios ó finales de bobina. En la figura 4(c), el   vector de línea se deben rotular, el uno con la letra
vector de f.e.m auxiliar indica que los principios de   de la fase que le impone el mayor potencial y el
bobina son los terminales de salida a bornes, en el     otro con la letra del menor potencial de la misma
secundario del transformador, tanto para la fase A      fase. Al final el doble rotulo en cada extremo de la
como para las otras fases.                              delta indicará los terminales de las bobinas que
                                                        deben conectarse físicamente.
-Para determinar el sentido adecuado de cierre de
las deltas primarias se toma como indicadores de                                                     Para la delta:                  A           B       C
                                                                              AZ
vectores en adelanto, respecto a la referencia 0°             (a)                               wt
                                                                                                     Es tipo 11 ó 5?. Sí.
(índice 0/12) así, los índices 11 ó 5 para índice                   VCA                   VAB        Entoces la delta se
                                                                                                     cierra en el sentido de
impar y 10 ó 4 incluyendo 0/12, 6, para índice par.                       Y       Z
                                                                                                     giro de wt (sentido de
                                                                              X
Para determinar el sentido adecuado de cierre de               Y
                                                               C                                BX
                                                                                                     la red).                        X           Y   Z

las deltas secundarias se toma como indicadores                               VBC
                                                                                                     Unir: AZ, BX, CY                    a       b       c
de vectores en atraso, respecto a la referencia 0°                        11

(índice 0/12), los índices 1 ó 7(para índice impar),                                                 Inicialmente el
                                                                                                     conexionado para el
2 ó 8 incluyendo 0/12, 6 (para índice par).                                               5          devanado secundario
                                                                                                     no se tiene en cuenta.
                                                                                                                                     x       y       z

                                                                               AY               wt                                   A       B       C
                                                              (b)                                    Para la delta:
3.4 Implementación de la metodología en la
                                                                    VAC                       VBA   Es tipo 11 ó 5?. No.
    construcción de cada tipo de conexión                                 Y           Z             Entonces
                                                                                  X
                                                                                                    la delta se cierra en contra
                                                               X                                    del sentido de giro de wt .
A continuación se indica cómo se deben conectar                C
                                                                               VCB              Z
                                                                                                  B ( sentido de la red).        X           Y       Z

los devanados, de manera independiente en cada                            11                         Unir: AY, BZ, CX
                                                                                                                                     a           b       c

lado del transformador, para lograr obtener el tipo
                                                                                                     Inicialmente el
de conexión deseado.                                                                  5              conexionado para el
                                                                                                     devanado secundario no
                                                                                                     se tiene en cuenta.
•   Cierre de las deltas primarias para tipos
                                                                                                                                     x           y       z
    impares

Si el transformador Dy es del tipo con índice 11 ó      Figura 5. Conexionado del devanado primario y sentido
5, los vectores de las tensiones de línea de la delta   de las tensiones de línea primarias. (a) Tipos 11 ó 5. (b)
se deben cerrar en el sentido de giro de wt como                               Tipos 1 ó 7.
se muestra en la figura 5(a). Para otro tipo se debe
cerrar en sentido contrario, como se muestra en la      •   Cierre de las deltas secundarias para tipos
figura 5(b). Los extremos de cada vector de línea           impar
se deben rotular, el uno con la letra de la fase que
le impone el mayor potencial y el otro con la letra     Si el transformador Yd es del tipo con índice 1 ó 7,
del menor potencial de la misma fase. Al final el       los vectores de las tensiones de línea de la delta
doble rotulo en cada extremo de la delta indicará       se deben cerrar en el sentido de giro hacia donde
los terminales de las bobinas que deben                 apunta el vector auxiliar de f.e.m de salida como
conectarse físicamente. Se debe observar que los        se muestra en la figura 7(a). Para otro tipo se debe
finales de las bobinas de una fase quedan               cerrar en sentido contrario, como se muestra en
conectados con los principios de las bobinas de         la figura 7(b). Los extremos de cada vector de
otra fase.                                              línea se deben rotular, el uno con la letra de la
                                                        fase que le impone el mayor potencial y el otro con
•   Cierre de las deltas primarias para tipos           la letra del menor potencial de la misma fase. Al
    pares                                               final el doble rotulo en cada extremo de la delta
                                                        indicará los terminales de las bobinas que deben
Si el transformador Dd ó Dz, es del tipo con índice     conectarse físicamente.
10 ó 4 (Los tipos 0/12, 6 deben ser incluidos en
•   Cierre de las deltas secundarias para tipos                                                              vector de la f.e.m auxiliar indica que la salida es
    par
                                                                                                                     (a)
                                                                                                                                                                         a (salida)                       A           B           C
Si el transformador Dd ó Dz, es del tipo con índice                                                                  cy
                                                                                                                                                y
                                                                                                                                                                    az
                                                                                                                                                                          Inicialmente el
2 ó 8, los vectores de las tensiones de línea de la                                                                                    x            z         Vab         conexionado para el
                                                                                                                                                                          devanado primario no se
delta se deben cerrar en el sentido de giro hacia                                                                                                                         tiene en cuenta
donde apunta el vector auxiliar de f.e.m de salida                                                                                         b x                            x
                                                                                                                                                                                                          X           Y           Z
como se muestra en la figura 8(a). Incluya en este                                                                                                                         Para la delta:                 a           b           c
caso los tipos 0/12, 6 porque sus índices no                                                                                                            1
                                                                                                                                                                           Es tipo 1 ó 7?. Si.
representan ni atraso ni adelanto. Para otro tipo se                                                                                                                       Entonces la delta se cierra
                                                                                                                                           7                               en el sentido del vector
debe cerrar en sentido contrario,         como se                                                                                                                          auxiliar de f.e.m.
muestra en la figura 8(b). Los extremos de cada                                                                                                                            Unir a-z, b-x, c-y.
                                                                                                                    (b)                                                                                x              y           z
                                                                                                                     a y                                          b z
                                                                                                                                                                         a (salida)
vector de línea se deben rotular, el uno con la letra                                                                                           z                             Inicialmente el
                                                                                                                                                                                                          A           B           C

                                                                                                                                           y            x
de la fase que le impone el mayor potencial y el                                                                                                                              conexionado para el
                                                                                                                                                                              devanado primario no
                                                                                                                                                                              se tiene en cuenta

                                                                                                                                               c x
        (a)          A Z
                                                Para la delta:
                                                                                     A       B           C                                                               x Para la delta:             X           Y           Z
                                       wt                                                                                                                                                             a           b           c
              VCA                     VAB                                                                                                                                     Es tipo 1 ó 7?. No.
                                                Es tipo 10 ó 4(se                                                                                   1
                                                                                                                                                                              Entonces la delta se
                     Y        Z                 incluyen 0/12,6)?. Sí.
                                                                                                                                                                              cierra en el sentido
                          X
                                                Entonces la delta se
                                                                                                                                                                              contrario del vector
                                                cierra en el sentido de wt                                                              7
        C Y                                                                      X           Y       Z                                                                        auxiliar de f.e.m.
                      VBC                   B X (sentido de la red).
                                                                                                                                                                              Unir a-y, b-z, c-x.     x       y           z
                                                Unir: A-Z, B-X, C-Y              a           b       c
                      0/12
                                               Inicialmente el
                10
                                               conexionado para el
                                  4            devanado secundario no                                        Figura 7. Sentido de las tensiones de línea secundarias
                         6                     se tiene en cuenta
                                                                                                             y cierre de los conexionados. (a) Tipos 1 ó 7. (b) Tipos
                                               Para la delta:                    x           y    z
                                                                                                                                      11 ó 5.
        (b)          A Y                                                     A           B       C
                                      wt     Es tipo 10 ó 4(se
              VAC                     VBA
                                             incluyen 0/12,6)?. No.                                          por principios de bobina, como se muestra en la
                                             Entonces la delta se
                     Y       Z               cierra en contra del                                            figura 9(b) ( para tipos normalizados 1, 11, 0/12).
                         X                   sentido de wt (sentido de
                                             la red).                        X           Y           Z
                                                                                                             En caso contrario se conectarán todos los
         CX          VCB                 B Z Unir: A-Y, B-Z, C-X
                                                                             a           b       c
                                                                                                             principios de bobina, como se muestra en la figura
                     0/12                     Inicialmente el                                                9(c) (para los tipos normalizados 5, 6, 7).
               10                             conexionado para el
                                              devanado secundario no
                                  4
                                              se tiene en cuenta
                      6                                                                                            (a)                                              (salida)                                  A           B           C
                                                                                                                    cy                                      a z       a
                                                                             x           y       z                                     y                                 Inicialmente el
                                                                                                                              x             z                            conexionado para el
                                                                                                                                                        Vab              devanado primario no se
                                                                                                                                                                         tiene en cuenta
 Figura 6. Sentido de las tensiones de línea primarias y
                                                                                                                                                                         Para la delta:
 cierre de los conexionados. (a) Tipos 10 ó 4, 0/12 ó 6.                                                                          b x                                                                          X              Y           Z
                                                                                                                                                                    x    Es tipo 2 ó 8? (incluye              a           b           c
                     (b) Tipos 2 ó 8.                                                                                         0/12
                                                                                                                                                2                        0/12, 6). Si. Entonces la
                                                                                                                                                                         delta se cierra en el
                                                                                                                          8                                              sentido del vector
otro con la letra del menor potencial de la misma                                                                                   6                                    auxiliar de f.e.m(salida).
fase. Al final el doble rotulo en cada extremo de la                                                                                                                     Unir a-z, b-x, c-y.                  x           y           z
delta indicará los terminales de las bobinas que                                                                   (b)y
                                                                                                                    a                                                                                         A           B           C
                                                                                                                                                            (salida)
deben conectarse físicamente                                                                                                  z
                                                                                                                                                        b z a
                                                                                                                                                                         Inicialmente el
                                                                                                                         y         x                                     conexionado para el
                                                                                                                                                Vab
•   Conexionado de la Y primarias.                                                                                                                                       devanado primario no
                                                                                                                                                                         se tiene en cuenta

                                                                                                                                                                                                              X           Y           Z
                                                                                                                                                                    x Para la delta:
                                                                                                                             c x
Para cualquier tipo de conexionado que involucre                                                                                                                                                              a           b           c
                                                                                                                             0/12                                        Es tipo 2 ó 8? (incluye 0/
una Y primaria, ésta será obtenida conectando los                                                                                           2                            12, 6). No. Entonces la
                                                                                                                                                                         delta se cierra en el
finales de bobina de todas las fases como se                                                                         8                                                   sentido contrario del
                                                                                                                               6                                         vector auxiliar de f.e.m.
muestra en la figura 9(a).                                                                                                                                               (salida).                                x           y           z
                                                                                                                                                                         Unir a-y, b-z, c-x.

•   Conexionado de la Y secundaria.
                                                                                                             Figura 8. Sentido de las tensiones de línea secundarias
Para cualquier tipo de transformador que involucre                                                            y cierre de los conexionados. (a) Tipos 2 ó 8, 0/12 ó 6.
una conexión del devanado secundario en Y, se                                                                                     (b) Tipos 10 ó 4.
unen los finales de bobina de todas las fases si el                                                          •   Conexionado de las Z secundarias.
salida (a´, b´, c´ ). Finalmente los conductores de
Los conexionados en Z para los devanados                                                      salida al secundario se conectan desde (x, y, z).
secundarios se obtienen de la siguiente forma:
Se dibujan con líneas punteadas los vectores de                                                  (a)
                                                                                                                                                                                           A        B           C
las f.em resultantes (f.e.m virtuales indicadas con                                                    Yz5                                     A
                                                                                                                 A                                         1         (salida)
líneas punteadas en las figuras 10(a) y (b)) de                                                                                                     -Vc    c
                                                                                                                                                                           x
acuerdo al tipo de conexionado. El índice del tipo
                                                                                                                                              Va               5x30°              f.e.m
de transformador es el que indica cuántos grados                                                             Y       Z           b                        Vb                       eAX X        Y            Z
hay de la f.e.m de fase de A.T.(f.em real por fase),                                                             X
                                                                                                                                      -Vb      Vc
                                                                                                                                                                                  x        y                    z
a la f.e.m virtual resultante secundaria, por fase de                                             C
                                                                                                                                     B                         -Va                    a        b            c
                                                                                                                                                                          a
B.T. de la z. La f.e.m virtual por fase es la                                                                                                                  a
resultante de la suma de las f.e.m de dos
                                                                                                                                                                                      x´       y´       z´
semifases de fases diferentes.
                                                                                                                                                                                      a´       b´           c´

                                                                                                                                                                        f.e.m
         A       B   C         a       b       c               x       y       z
                                                                                                                                                                          -Va
                                                                                                                                                                                      x        y        z
                                                           a       b       c
                                                                                                 (b)
                                                                                                        Dz10                         wt
                                                                                                                                                A
                                                                                                                  AZ                                                                                    f.e.m
                                                                                                                                           10x30°                     (salida)                           VAB
                                                                                                                             VAB                           Vb              a          A        B        C
                               x       y       z
                                                                                                                                      a                               b
         X       Y   Z                                                                                 VCA                                      -Vc
                           Yy0/ 1          a
                                                   (salida)
                                                      a            Yy6             (salida)
                                                                                                              Y          Z            Va
         A                         2                                                c x
                                                           b                                                                                  -Vb
                                                                                                  Y                  X                                    -Va
                                                                                                  C                                   BX                                              X        Y        Z
                                                                                                                  VBC
             X
                                                                                                                                                          Vc
     C                   B c                       b   x                                                          0/12                              c                         x       a        b         c
          (a)                          (b)                     (c)     a               a                 10
                                                                                                                                              Donde
                                                                                                                             4
                                                                                                                     6                        Va    α   V´AB                          x´       y´       z´
  Figura 9. Posibles conexionado en estrella. (a) Del
                                                                                                                                                                                      a´       b´           c´
devanado primario (b) y (c) Del devanado secundario.                                                                                          Vc    α   V´CA              f.e.m
                                                                                                                                                                         Va α VAB´
                                                                                                                                              -Vb α -V´BC
-Como se indicó en 3.3(e), con el vector auxiliar de                                                                                                                                  x        y        z

salida se determina, para cada fase cuál es la
semifase y su terminal de devanado por donde
saldrán la f.e.m de cada fase, así en la figura 10(a)                                          Figura 10. Formación de la f.e.m virtual de fase para la
                                                                                                conexión de los devanados Z. (a) En tipos Yz (b) En
el vector auxiliar indica que las semifases de salida
                                                                                                                     tipos Dz.
adecuadas corresponden a aquellas porciones de
devanado (semifases) que contienen los finales de
                                                                                              -El conexionado de las semifases en la z, (para un
bobina, mientras que en la figura 10(b) las
                                                                                              transformador Dz) queda determinado como sigue:
semifases adecuadas son aquellas que contienen
                                                                                              de la figura 10(b) y para la fase A, el vector de
los principios de bobina.
                                                                                              f.e.m virtual de fase es la suma vectorial de las
                                                                                              f.e.m. de semifases Va y -Vb. La primera, por ser
-El conexionado de las semifases en la z, (para un
                                                                                              de salida con los terminales de principio de bobina,
transformador Yz) queda determinado como sigue:
                                                                                              es el positivo de la f.e.m inducida proporcional a
de la figura 10(a) y para la fase A, el vector de
                                                                                                 ′
                                                                                               VAB y su vector está en la estrella de la z, a la
f.e.m virtual de fase es la suma vectorial de las
f.e.m. de semifases -Va y Vb. La primera, por ser                                             salida, del mismo sentido y paralelo al vector VAB
de salida con los terminales de finales de bobina,                                            que lo induce, como se indicó en 3.1. La segunda
                                            ′
es el negativo de la f.e.m inducida - VAX y su                                                                  ′
                                                                                              f.e.m, - Vb α (-VBC ) completa la suma con un
vector está en la estrella de la z, a la salida,                                              vector de sentido contrario al vector primario VBC
contrario y paralelo al vector VAX que lo induce,                                             que lo induce, y el adecuado, para cerrar el
                                                                                              triángulo vectorial, es el mostrado en la figura
de acuerdo a 3.1. La segunda f.e.m, completa la
                                                                                              10(b). Por tanto se conectan entre sí, todos los
suma de las f.e.m con el vector del mismo sentido
                                                                                              principios de las segundas semifases (a´, b´, c´) y
al vector VBY que lo induce, y el adecuado es el
                                                                                              sus finales (x, y, z) con los finales de las semifase
mostrado en la figura 10(a). Por tanto se conectan
                                                                                              de salida (x´, y´, z´). Finalmente los conductores
entre sí, todos los finales de las primeras
                                                                                              de salida al secundario se conectan desde (a, b,
semifases (x´, y´, z´ ) y se conectan los principios
                                                                                              c).
(a, b, c ) con los principios de las semifase de
4. CONCLUSIONES                        [4] PROTECTIVE   RELAYS. Application guide.
                                                         3ed. England: Gec Alsthom T&D. 1995. il:
Los ensayos planteados por las normas actuales           463p.
no establecen ninguna verificación para los grupos
de conexión III y IV, tampoco definen cómo se         [5] IEEE STANDARD TEST CODE FOR LIQUID-
determinan      las    conexiones     de     grupos      IMMERSED DISTRIBUTION, POWER, AND
normalizados de transformadores sin placa                REGULATING TRANSFORMERS. 1999. New
característica o información disponible de su grupo      York : IEEE, 1999 87p. : il. (IEEE C.57.12.90).
de conexión. La metodología planteada permite
determinar cuáles deben ser las conexiones            [6] IEEE STANDARD TEST CODE FOR DRY-
adecuadas de las bobinas de un transformador             TYPE         DISTRIBUTION    AND POWER
trifásico de dos devanados para obtener el tipo          TRANSFORMERS. New York : IEEE, 2001
normalizado de conexión que previamente ha sido          82p. : il. (IEEE C.57.12.91)
definido en los casos donde por razones técnicas,
académicas, de mantenimiento ó diseño se              [7] IEEE    STANDARD TERMINAL MARKINGS
requiera. La metodología permite determinar el           AND CONNECTIONS FOR DISTRIBUTION
tipo de conexión de un transformador trifásico sin       AND POWER TRANSFORMERS. 2001 33p. :
placa o información de su tipo de conexión con la        il. ( IEEE C.57.12.70)
condición de que se disponga de la información
visible de los conexionados de los devanados de       [8] NORMA         TÉCNICA      COLOMBIANA.
cada lado del transformador, en tal caso la              TRANSFORMADORES.         RELACIÓN       DE
metodología también permite verificar el tipo de         TRANSFORMACIÓN VERIFICACIÓN DE LA
conexión para transformadores trifásicos con placa       POLARIDAD Y RELACIÓN DE FASE. Santa
característica. Con la metodología propuesta se          Fé de Bogotá: ICONTEC, 1999 12p. (NTC 471)
demostró      porqué    es    válido   intercambiar
estratégicamente los transformadores del grupo II     [9] INTERNATIONAL      ELECTROTECHNICAL
con los del grupo IV, cuando se hace necesario la        COMMISSION. POWER TRANSFORMERS.
puesta en paralelo entre transformadores                 España : AENOR, 1998 48p.( UNE-EN 60076-
pertenecientes a estos dos grupos. La validación         1:1998)
de la metodología propuesta se logró aplicándose
con éxito con todos y cada uno de los 26 tipos
normalizados de conexión para transformadores                                      AUTOR
trifásicos de dos devanados, tanto en la
determinación del tipo de conexión como en la                                        Eduardo Marlés
determinación de la conexión adecuada de los                                         Sáenz. Ingeniero
devanados para lograr el tipo de conexión                                            Electricista.
requerido.                                                                           Universidad     del
                                                                                     Valle.        1997.
                                                                                     Magíster         en
                                                                     Sistemas de Generación de
               5. BIBLIOGRAFÍA                                       Energía Eléctrica. Universidad del
                                                                     Valle. 2001.

[1] KOSTENKO,    M. P. y PIOTROVSKI, L.M.             Universidad del Valle. Profesor Auxiliar. Escuela
   Máquinas eléctricas. 2ed. Moscú: MIR,              de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. GRALTA.
   1979.Tomo I. 599p.                                 333 42 52 ext. 110. Cali – Valle –Colombia.

[2] IVANOV     – SMOLENSKI, A.V. Máquinas             Líneas de investigación
   eléctricas, Moscú: MIR, 1984.Tomo I. 472p.         Análisis Matemático Aplicado.
                                                       Modelamiento de Campos Electromagnéticos.
[3] RAS, Enrique. Transformadores de potencia de       Análisis y Operación de Sistemas de Potencia.
   medida y de protección. 7ed. Santa Fe de
   Bogotá: Alfaomega.1998. 283p.                                  E-mail: edmarles@univalle.edu.co

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Transformadores metodologia generalizada

  • 1. Nueva Metodología para Determinar los Grupos de Conexión de Transformadores Transformadores METODOLOGÍA GENERALIZADA PARA DETERMINAR LOS GRUPOS DE CONEXIÓN Las reglas de formación de los voltajes inducidos en los devanados del transformador son básicas para la metodología desarrollada. PALABRAS CLAVES Transformador trifásico, grupos de conexión, puesta en paralelo. ABSTRACT In this paper, a generalized methodology for determining the connection group of three-phase transformers is shown. This is done from the physical connection of the windings. The developed methodology is also RESUMEN useful to determine the • Eduardo Marlés Sáenz. connection of the windings M.Sc. En este artículo se presenta una during the implementation stage Profesor Auxiliar metodología generalizada para la of the designs. The methodology Universidad del Valle, determinación del grupo de was verified with the 26 Cali, Colombia. conexión de transformadores normalized connection types and trifásicos de dos devanados. with other proposed cases in this Esto se logra a partir de la paper. The rules of the induced conexión física de los voltages formation in the devanados. La metodología windings are basic to the developed methodology. Grupo de Investigación desarrollada también es útil para GRALTA. determinar el conexionado de las www.gralta.univalle.edu.co bobinas durante la etapa de KEYWORDS: implementación de los diseños. La metodología se verificó con Three-phase transformer, groups los 26 tipos de conexiones of connection, putting in parallel. normalizados, y con otros casos propuestos en este documento. 1
  • 2. 1. INTRODUCCIÓN -Según la metodología del índice horario (metodología del reloj, ver figura 1), i puede tomar Por razones económicas o técnicas es necesario los valores: 0/12, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 alimentar una carga con dos o más (conexiones con i = 3, 9 no se hacen). transformadores operando en paralelo, para lo cual se verifica que los transformadores sean del 0/12 wt 11 1 mismo grupo de conexión -. También es necesario determinar, el tipo de conexión en los casos 10 A.T 2 cuando no se dispone de los datos en la placa 9 B.T característica del transformador en reparación, 3 mantenimiento ó en situaciones en donde hay que 8 4 lograr la implementación de las adecuadas protecciones eléctricas diferenciales, con el 7 5 6 requerimiento de bancos trifásicos de transformadores de medida para la compensación por desplazamiento de fase [4]. Figura 1 Ubicación de los índices de los tipos de transformador bajo la metodología del reloj. Para determinar el grupo de conexión de los transformadores trifásicos, actualmente las normas -Los subíndices impares se obtienen cuando que plantean los procedimientos correspondientes, aparece una sola conexión en estrella en alguno hacen uso del método del diagrama fasorial y la de los dos lados del transformador, estas verificación de relaciones establecidas entre los conexiones son: Yd, Dy, Yz. En los demás casos valores de voltaje medidos −. Los métodos el índice resulta par. propuestos por estas normas no presentan ninguna verificación para los grupos de conexión - La conexión en Z de los devanados se utilizan III y IV, ni tampoco justifican el porqué de las para el secundario, donde las fases constan de conexiones de los tipos actualmente normalizados. dos semifases de N2/2 espiras. Esta nueva metodología podrá ser usada tanto -El índice (ángulo de desplazamiento) se obtiene para labores académicas como en la fabricación midiendo el barrido angular en el sentido de las de los devanados de transformadores trifásicos manecillas del reloj entre vectores de f.e.m de fase, desde el vector de una fase de A.T. hasta el vector de la misma fase de B.T. que en la 2. GRUPOS DE CONEXIÓN DE metodología éste último se considera está en TRANSFORMADORES TRIFASICOS atraso, como se muestra en la figura 1 Los grupos de conexión constituyen 26 tipos posibles, para transformadores trifásicos de dos 3. METODOLOGIA PARA LA CONSTRUCCIÓN devanados por fase. Todas las bobinas de cada DEL TIPO DE CONEXIÓN lado del transformador trifásico (B.T. o A.T.) pueden ser conectadas en y (estrella), d (delta) o A continuación se definen algunas reglas y en z (conexión z). consideraciones que caracterizan la formación de los voltajes para cada uno de los grupos de La norma UNE-EN 60076-1:1998 establece los conexión, en los devanados primario y secundario. posibles tipos de conexión para cada grupo. 3.1 Consideraciones sobre la formación e interpretación de los voltajes inducidos en 2.1 Nomenclatura para la notación de los los devanados ( f.e.m ) grupo de conexión -El voltaje de fase en N1 espiras, es la magnitud -Un transformador con nomenclatura Ydi, posee el del valor de la fuerza electromotriz primaria (f.e.m) devanado de alta tensión (A.T.) conectado en autoinducida por la excitación únicamente de la estrella y el devanado de baja tensión (B.T.) propia fase, con el sentido que se muestra en la conectado en delta con un desfase de i x 30° figura 3(a). Proporcional al voltaje primario VAX se eléctricos entre los vectores de fase de f.e.m ′ induce un voltaje secundario VAX . primaria y secundaria.
  • 3. -Se asume para cada fase que si los devanados (a) A f.e.m eAX de A.T. y B.T. están ubicados en una misma autoinducida Voltaje sobre N de fase pierna, con igual polaridad, para un - flujo máximo VAX = |eAX | espiras se induce la f.e.m de fase de alta tensión y en X baja tensión la f.e.m de fase . con orientación que núcleo Voltaje de línea VAB =|eAB | se muestra en la figura 3(a). (b) A B N 3.3 Reglas para implementar la metodología en espiras la construcción de cada tipo de conexión X Y núcleo núcleo - Hacer coincidir el diagrama del reloj con el diagrama fasorial, quedando ambos superpuestos. Figura 2 Conceptualización de los voltajes de fase y de -Iniciar el diagrama fasorial pintando el vector de línea en relación con las f.e.m autoinducidas. A.T. de la fase bajo estudio en la posición 0/12. Por ejemplo para la fase A, secuencia ABC, la -El voltaje de línea (sobre NAX espiras de una fase) f.e.m A-X está a 0° eléctricos, los vectores para es el valor de la f.e.m resultante debido a los las demás fases se dibujan respetando la amperes - vueltas de dos fases, y se determina de secuencia. Figura 4(a). la diferencia fasorial de las dos f.e.m de fase que están aplicadas a los extremos de las NAX espiras -Asumir que los vectores de las tensiones de línea como se muestra en la figura 2(b). Proporcional al rotan en el sentido de giro en wt si para una voltaje primario VAB se induce un voltaje secuencia definida constituyen un triángulo ′ secundario VAB . equilátero sobre los vectores de las f.e.m de fase, cerrando en contra del giro de las manecillas del reloj y tienen la secuencia de las f.e.m de fase, 3.2 Consideraciones para la presentación figura 4(b). En caso contrario rotan en contra del esquemática de los devanados sentido de giro en wt como se muestra en la figura 5(b). -Los principios de los terminales de las bobinas de alta tensión se rotulan con las letras mayúsculas (a) A (b) A wt wt A,B,C ó U,V,W y los finales con X, Y, Z. Figura VCA VAB 3(a). Y Z Y Z -De manera normalizada, independientemente del X X C B C VBC B tipo de conexionado del transformador, los terminal de A conexionados del primario toman la alimentación salida c 1x30° de la red por los principios de bobina A, B, C ó U, (c) y az a V, W. x vector auxiliar de salida -Los principios de los terminales de las bobinas de x baja tensión se rotulan con las letras minúsculas bx a,b,c ó u,v,w y los finales con x, y, z.. Figura 4. Sentido de giro y cierre de tensiones de línea (a) A B C (b) (a)y(b) En el lado primario (A.T) (c) En el lado secundario (B.T). f.e.m eAX X Y Z X U u x -Los terminales de salida de los devanados a b c Y V v y Z z secundarios en cada tipo, quedan definidos por el W w f.e.m rótulo superior del vector auxiliar de f.e.m de eax = e` AX salida, el cual se obtiene pintando una línea x y z vertical al lado derecho de la estrella de f.e.m secundaria. El sentido de ésta f.e.m auxiliar (hacia Figura 3. Posición relativa entre los devanados de A.T arriba o hacia abajo) se obtiene proyectando la respecto a los devanados de B.T. (a) Esquema f.e.m de la fase estudiada, por ejemplo el vector convencional. (b) Esquema normalizado. auxiliar de f.e.m de salida presentado en la figura
  • 4. 4(c) corresponde a la proyección del vector de la esta clase pues no representan ni atraso ni fase A, y su mayor potencial está definido por el de adelanto), los vectores de las tensiones de línea la misma fase. de la delta se deben cerrar en el sentido de giro de -La letra superior en el vector de f.e.m auxiliar wt como se muestra en la figura 6(a). Para otro indica si el devanado secundario del tipo se debe cerrar en sentido contrario, como se transformador tendrá sus terminales de salida por muestra en la figura 6(b). Los extremos de cada principios ó finales de bobina. En la figura 4(c), el vector de línea se deben rotular, el uno con la letra vector de f.e.m auxiliar indica que los principios de de la fase que le impone el mayor potencial y el bobina son los terminales de salida a bornes, en el otro con la letra del menor potencial de la misma secundario del transformador, tanto para la fase A fase. Al final el doble rotulo en cada extremo de la como para las otras fases. delta indicará los terminales de las bobinas que deben conectarse físicamente. -Para determinar el sentido adecuado de cierre de las deltas primarias se toma como indicadores de Para la delta: A B C AZ vectores en adelanto, respecto a la referencia 0° (a) wt Es tipo 11 ó 5?. Sí. (índice 0/12) así, los índices 11 ó 5 para índice VCA VAB Entoces la delta se cierra en el sentido de impar y 10 ó 4 incluyendo 0/12, 6, para índice par. Y Z giro de wt (sentido de X Para determinar el sentido adecuado de cierre de Y C BX la red). X Y Z las deltas secundarias se toma como indicadores VBC Unir: AZ, BX, CY a b c de vectores en atraso, respecto a la referencia 0° 11 (índice 0/12), los índices 1 ó 7(para índice impar), Inicialmente el conexionado para el 2 ó 8 incluyendo 0/12, 6 (para índice par). 5 devanado secundario no se tiene en cuenta. x y z AY wt A B C (b) Para la delta: 3.4 Implementación de la metodología en la VAC VBA Es tipo 11 ó 5?. No. construcción de cada tipo de conexión Y Z Entonces X la delta se cierra en contra X del sentido de giro de wt . A continuación se indica cómo se deben conectar C VCB Z B ( sentido de la red). X Y Z los devanados, de manera independiente en cada 11 Unir: AY, BZ, CX a b c lado del transformador, para lograr obtener el tipo Inicialmente el de conexión deseado. 5 conexionado para el devanado secundario no se tiene en cuenta. • Cierre de las deltas primarias para tipos x y z impares Si el transformador Dy es del tipo con índice 11 ó Figura 5. Conexionado del devanado primario y sentido 5, los vectores de las tensiones de línea de la delta de las tensiones de línea primarias. (a) Tipos 11 ó 5. (b) se deben cerrar en el sentido de giro de wt como Tipos 1 ó 7. se muestra en la figura 5(a). Para otro tipo se debe cerrar en sentido contrario, como se muestra en la • Cierre de las deltas secundarias para tipos figura 5(b). Los extremos de cada vector de línea impar se deben rotular, el uno con la letra de la fase que le impone el mayor potencial y el otro con la letra Si el transformador Yd es del tipo con índice 1 ó 7, del menor potencial de la misma fase. Al final el los vectores de las tensiones de línea de la delta doble rotulo en cada extremo de la delta indicará se deben cerrar en el sentido de giro hacia donde los terminales de las bobinas que deben apunta el vector auxiliar de f.e.m de salida como conectarse físicamente. Se debe observar que los se muestra en la figura 7(a). Para otro tipo se debe finales de las bobinas de una fase quedan cerrar en sentido contrario, como se muestra en conectados con los principios de las bobinas de la figura 7(b). Los extremos de cada vector de otra fase. línea se deben rotular, el uno con la letra de la fase que le impone el mayor potencial y el otro con • Cierre de las deltas primarias para tipos la letra del menor potencial de la misma fase. Al pares final el doble rotulo en cada extremo de la delta indicará los terminales de las bobinas que deben Si el transformador Dd ó Dz, es del tipo con índice conectarse físicamente. 10 ó 4 (Los tipos 0/12, 6 deben ser incluidos en
  • 5. Cierre de las deltas secundarias para tipos vector de la f.e.m auxiliar indica que la salida es par (a) a (salida) A B C Si el transformador Dd ó Dz, es del tipo con índice cy y az Inicialmente el 2 ó 8, los vectores de las tensiones de línea de la x z Vab conexionado para el devanado primario no se delta se deben cerrar en el sentido de giro hacia tiene en cuenta donde apunta el vector auxiliar de f.e.m de salida b x x X Y Z como se muestra en la figura 8(a). Incluya en este Para la delta: a b c caso los tipos 0/12, 6 porque sus índices no 1 Es tipo 1 ó 7?. Si. representan ni atraso ni adelanto. Para otro tipo se Entonces la delta se cierra 7 en el sentido del vector debe cerrar en sentido contrario, como se auxiliar de f.e.m. muestra en la figura 8(b). Los extremos de cada Unir a-z, b-x, c-y. (b) x y z a y b z a (salida) vector de línea se deben rotular, el uno con la letra z Inicialmente el A B C y x de la fase que le impone el mayor potencial y el conexionado para el devanado primario no se tiene en cuenta c x (a) A Z Para la delta: A B C x Para la delta: X Y Z wt a b c VCA VAB Es tipo 1 ó 7?. No. Es tipo 10 ó 4(se 1 Entonces la delta se Y Z incluyen 0/12,6)?. Sí. cierra en el sentido X Entonces la delta se contrario del vector cierra en el sentido de wt 7 C Y X Y Z auxiliar de f.e.m. VBC B X (sentido de la red). Unir a-y, b-z, c-x. x y z Unir: A-Z, B-X, C-Y a b c 0/12 Inicialmente el 10 conexionado para el 4 devanado secundario no Figura 7. Sentido de las tensiones de línea secundarias 6 se tiene en cuenta y cierre de los conexionados. (a) Tipos 1 ó 7. (b) Tipos Para la delta: x y z 11 ó 5. (b) A Y A B C wt Es tipo 10 ó 4(se VAC VBA incluyen 0/12,6)?. No. por principios de bobina, como se muestra en la Entonces la delta se Y Z cierra en contra del figura 9(b) ( para tipos normalizados 1, 11, 0/12). X sentido de wt (sentido de la red). X Y Z En caso contrario se conectarán todos los CX VCB B Z Unir: A-Y, B-Z, C-X a b c principios de bobina, como se muestra en la figura 0/12 Inicialmente el 9(c) (para los tipos normalizados 5, 6, 7). 10 conexionado para el devanado secundario no 4 se tiene en cuenta 6 (a) (salida) A B C cy a z a x y z y Inicialmente el x z conexionado para el Vab devanado primario no se tiene en cuenta Figura 6. Sentido de las tensiones de línea primarias y Para la delta: cierre de los conexionados. (a) Tipos 10 ó 4, 0/12 ó 6. b x X Y Z x Es tipo 2 ó 8? (incluye a b c (b) Tipos 2 ó 8. 0/12 2 0/12, 6). Si. Entonces la delta se cierra en el 8 sentido del vector otro con la letra del menor potencial de la misma 6 auxiliar de f.e.m(salida). fase. Al final el doble rotulo en cada extremo de la Unir a-z, b-x, c-y. x y z delta indicará los terminales de las bobinas que (b)y a A B C (salida) deben conectarse físicamente z b z a Inicialmente el y x conexionado para el Vab • Conexionado de la Y primarias. devanado primario no se tiene en cuenta X Y Z x Para la delta: c x Para cualquier tipo de conexionado que involucre a b c 0/12 Es tipo 2 ó 8? (incluye 0/ una Y primaria, ésta será obtenida conectando los 2 12, 6). No. Entonces la delta se cierra en el finales de bobina de todas las fases como se 8 sentido contrario del 6 vector auxiliar de f.e.m. muestra en la figura 9(a). (salida). x y z Unir a-y, b-z, c-x. • Conexionado de la Y secundaria. Figura 8. Sentido de las tensiones de línea secundarias Para cualquier tipo de transformador que involucre y cierre de los conexionados. (a) Tipos 2 ó 8, 0/12 ó 6. una conexión del devanado secundario en Y, se (b) Tipos 10 ó 4. unen los finales de bobina de todas las fases si el • Conexionado de las Z secundarias.
  • 6. salida (a´, b´, c´ ). Finalmente los conductores de Los conexionados en Z para los devanados salida al secundario se conectan desde (x, y, z). secundarios se obtienen de la siguiente forma: Se dibujan con líneas punteadas los vectores de (a) A B C las f.em resultantes (f.e.m virtuales indicadas con Yz5 A A 1 (salida) líneas punteadas en las figuras 10(a) y (b)) de -Vc c x acuerdo al tipo de conexionado. El índice del tipo Va 5x30° f.e.m de transformador es el que indica cuántos grados Y Z b Vb eAX X Y Z hay de la f.e.m de fase de A.T.(f.em real por fase), X -Vb Vc x y z a la f.e.m virtual resultante secundaria, por fase de C B -Va a b c a B.T. de la z. La f.e.m virtual por fase es la a resultante de la suma de las f.e.m de dos x´ y´ z´ semifases de fases diferentes. a´ b´ c´ f.e.m A B C a b c x y z -Va x y z a b c (b) Dz10 wt A AZ f.e.m 10x30° (salida) VAB VAB Vb a A B C x y z a b X Y Z VCA -Vc Yy0/ 1 a (salida) a Yy6 (salida) Y Z Va A 2 c x b -Vb Y X -Va C BX X Y Z VBC X Vc C B c b x 0/12 c x a b c (a) (b) (c) a a 10 Donde 4 6 Va α V´AB x´ y´ z´ Figura 9. Posibles conexionado en estrella. (a) Del a´ b´ c´ devanado primario (b) y (c) Del devanado secundario. Vc α V´CA f.e.m Va α VAB´ -Vb α -V´BC -Como se indicó en 3.3(e), con el vector auxiliar de x y z salida se determina, para cada fase cuál es la semifase y su terminal de devanado por donde saldrán la f.e.m de cada fase, así en la figura 10(a) Figura 10. Formación de la f.e.m virtual de fase para la conexión de los devanados Z. (a) En tipos Yz (b) En el vector auxiliar indica que las semifases de salida tipos Dz. adecuadas corresponden a aquellas porciones de devanado (semifases) que contienen los finales de -El conexionado de las semifases en la z, (para un bobina, mientras que en la figura 10(b) las transformador Dz) queda determinado como sigue: semifases adecuadas son aquellas que contienen de la figura 10(b) y para la fase A, el vector de los principios de bobina. f.e.m virtual de fase es la suma vectorial de las f.e.m. de semifases Va y -Vb. La primera, por ser -El conexionado de las semifases en la z, (para un de salida con los terminales de principio de bobina, transformador Yz) queda determinado como sigue: es el positivo de la f.e.m inducida proporcional a de la figura 10(a) y para la fase A, el vector de ′ VAB y su vector está en la estrella de la z, a la f.e.m virtual de fase es la suma vectorial de las f.e.m. de semifases -Va y Vb. La primera, por ser salida, del mismo sentido y paralelo al vector VAB de salida con los terminales de finales de bobina, que lo induce, como se indicó en 3.1. La segunda ′ es el negativo de la f.e.m inducida - VAX y su ′ f.e.m, - Vb α (-VBC ) completa la suma con un vector está en la estrella de la z, a la salida, vector de sentido contrario al vector primario VBC contrario y paralelo al vector VAX que lo induce, que lo induce, y el adecuado, para cerrar el triángulo vectorial, es el mostrado en la figura de acuerdo a 3.1. La segunda f.e.m, completa la 10(b). Por tanto se conectan entre sí, todos los suma de las f.e.m con el vector del mismo sentido principios de las segundas semifases (a´, b´, c´) y al vector VBY que lo induce, y el adecuado es el sus finales (x, y, z) con los finales de las semifase mostrado en la figura 10(a). Por tanto se conectan de salida (x´, y´, z´). Finalmente los conductores entre sí, todos los finales de las primeras de salida al secundario se conectan desde (a, b, semifases (x´, y´, z´ ) y se conectan los principios c). (a, b, c ) con los principios de las semifase de
  • 7. 4. CONCLUSIONES [4] PROTECTIVE RELAYS. Application guide. 3ed. England: Gec Alsthom T&D. 1995. il: Los ensayos planteados por las normas actuales 463p. no establecen ninguna verificación para los grupos de conexión III y IV, tampoco definen cómo se [5] IEEE STANDARD TEST CODE FOR LIQUID- determinan las conexiones de grupos IMMERSED DISTRIBUTION, POWER, AND normalizados de transformadores sin placa REGULATING TRANSFORMERS. 1999. New característica o información disponible de su grupo York : IEEE, 1999 87p. : il. (IEEE C.57.12.90). de conexión. La metodología planteada permite determinar cuáles deben ser las conexiones [6] IEEE STANDARD TEST CODE FOR DRY- adecuadas de las bobinas de un transformador TYPE DISTRIBUTION AND POWER trifásico de dos devanados para obtener el tipo TRANSFORMERS. New York : IEEE, 2001 normalizado de conexión que previamente ha sido 82p. : il. (IEEE C.57.12.91) definido en los casos donde por razones técnicas, académicas, de mantenimiento ó diseño se [7] IEEE STANDARD TERMINAL MARKINGS requiera. La metodología permite determinar el AND CONNECTIONS FOR DISTRIBUTION tipo de conexión de un transformador trifásico sin AND POWER TRANSFORMERS. 2001 33p. : placa o información de su tipo de conexión con la il. ( IEEE C.57.12.70) condición de que se disponga de la información visible de los conexionados de los devanados de [8] NORMA TÉCNICA COLOMBIANA. cada lado del transformador, en tal caso la TRANSFORMADORES. RELACIÓN DE metodología también permite verificar el tipo de TRANSFORMACIÓN VERIFICACIÓN DE LA conexión para transformadores trifásicos con placa POLARIDAD Y RELACIÓN DE FASE. Santa característica. Con la metodología propuesta se Fé de Bogotá: ICONTEC, 1999 12p. (NTC 471) demostró porqué es válido intercambiar estratégicamente los transformadores del grupo II [9] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL con los del grupo IV, cuando se hace necesario la COMMISSION. POWER TRANSFORMERS. puesta en paralelo entre transformadores España : AENOR, 1998 48p.( UNE-EN 60076- pertenecientes a estos dos grupos. La validación 1:1998) de la metodología propuesta se logró aplicándose con éxito con todos y cada uno de los 26 tipos normalizados de conexión para transformadores AUTOR trifásicos de dos devanados, tanto en la determinación del tipo de conexión como en la Eduardo Marlés determinación de la conexión adecuada de los Sáenz. Ingeniero devanados para lograr el tipo de conexión Electricista. requerido. Universidad del Valle. 1997. Magíster en Sistemas de Generación de 5. BIBLIOGRAFÍA Energía Eléctrica. Universidad del Valle. 2001. [1] KOSTENKO, M. P. y PIOTROVSKI, L.M. Universidad del Valle. Profesor Auxiliar. Escuela Máquinas eléctricas. 2ed. Moscú: MIR, de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. GRALTA. 1979.Tomo I. 599p. 333 42 52 ext. 110. Cali – Valle –Colombia. [2] IVANOV – SMOLENSKI, A.V. Máquinas Líneas de investigación eléctricas, Moscú: MIR, 1984.Tomo I. 472p. Análisis Matemático Aplicado.  Modelamiento de Campos Electromagnéticos. [3] RAS, Enrique. Transformadores de potencia de  Análisis y Operación de Sistemas de Potencia. medida y de protección. 7ed. Santa Fe de Bogotá: Alfaomega.1998. 283p. E-mail: edmarles@univalle.edu.co