Consideraciones de diseño para la especificación de nuevos transformadores

Consideraciones de diseño para la especificación de nuevos transformadores

Arias Fernando 1^[1]        Freire Armando2^[2]          Suárez Julio 3^[3]  Sisa Víctor 4^[4]  Verdezoto Jhonnathan 5^[5]

Recibido xx de junio de 20xx, aceptado xx de octubre de 20xx

Received: June xx, 20xx     Accepted: October xx, 20xx

RESUMEN

ABSTRACT

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Analizar los factores que producen las corrientes de armónicos en los  transformadores, mediante una revisión bibliográfica del tema, para conocer sus efectos.

Determinar la función que cumple el blindaje de tierras electrostáticas en los transformadores, a través de una revisión documental sobre el tema, para determinar sus usos

INTRODUCCIÓN

ANÁLISIS TEÓRICO

1. Consideraciones de diseño para la especificación de nuevos transformadores

1. Protección de la corriente armónica

Cuando sea práctico, el usuario puede instalar filtros en la línea secundaria para reducir algunas de las corrientes de carga armónica suministradas al transformador. Si una de las frecuencias armónicas está cerca de la frecuencia resonante resultante del circuito de protección puede producirse una amplificación de corriente a esta frecuencia.

1.  Impacto en el neutro

Cuando las frecuencias de corriente armónica incluyen órdenes armónicas que tienen múltiplos de tres (3, 6, 9, etc.), corrientes de secuencia cero fluyen en el neutro. Puede ser necesario sobredimensionar este neutro. En estas circunstancias, una práctica común es duplicar la corriente admisible neutra.

1. Equipo de corrección del factor de potencia

El equipo de corrección del factor de potencia se instala con frecuencia para reducir los costos de los servicios públicos. Se debe tener cuidado cuando se hace esto, ya que la amplificación de corriente a ciertas frecuencias debido a la resonancia en el circuito puede ser bastante alta. Además, la inductancia que se reduce en el circuito generalmente permite que existan corrientes armónicas más altas en el sistema. Los efectos de calentamiento armónico de estas condiciones pueden ser perjudiciales para los transformadores y otros equipos. Las pérdidas adicionales producidas también pueden aumentar los costos de los servicios públicos debido al aumento de los requisitos de vatios, aunque se haya mejorado el factor de potencia de carga.

1. Escudos de tierra electrostáticos

Los blindajes de tierra electrostáticos se especifican con frecuencia entre los devanados primarios y secundarios. La presencia de pantallas de tierra electrostáticas tiende a reducir el acoplamiento capacitivo entre los devanados. Esto reduce el acoplamiento de transitorios entre los dos devanados. Las perturbaciones en la línea producidas por el equipo convertidor conectado al secundario del transformador se reducirán, pero no se eliminarán en el lado primario del transformador. Los escudos no están destinados a reducir las corrientes armónicas, pero en virtud de su acoplamiento magnético a los devanados que transportan tales corrientes, se inducen pérdidas de calor adicionales. Las pantallas electrostáticas son un suplemento, pero no necesariamente un sustituto de la corriente armónica. Por lo tanto, puede ser necesario realizar un filtrador para lograr la calidad de potencia deseada. Las pantallas electrostáticas también sirven para proteger el lado secundario del transformador de los transitorios que pueden aparecer en el devanado de alta tensión. Esto es especialmente importante para transformadores con secundarios sin conexión a tierra. Los transitorios en el lado de alto voltaje de un transformador pueden aumentar dramáticamente el voltaje de sobretensión visto en un devanado secundario sin conexión a tierra de lo que se podía esperar de un devanado con conexión a tierra. Esto puede dañar los devanados del transformador y las partes o equipos conectados en el lado secundario del transformador. La presencia de una pantalla de tierra electrostática entre los devanados primarios y secundarios reduce la magnitud del transitorio acoplado a los devanados secundarios.

1. Consideraciones de diseño fuera  los devanados

Las corrientes armónicas pueden aumentar sustancialmente las pérdidas por dispersión en las partes estructurales fuera de los devanados. Las separaciones adicionales, el uso de materiales no magnéticos en lugar de acero dulce, la ruptura de las posibles vías de circulación de la corriente y el uso de materiales de blindaje deben considerarse como formas de reducir los efectos del calentamiento por corriente armónica en las partes estructurales. Estas otras pérdidas perdidas, P OSL se deben incluir en las pérdidas utilizadas para determinar la elevación del nivel máximo de aceite,  Δα TO en condiciones de carga armónicas.

1.6. Análisis de espectro armónico

Es preferible que el espectro armónico al que se someterá el transformador se especifique al fabricante del transformador en el momento de la cotización. Un análisis preciso para el tamaño apropiado del transformador sólo se puede hacer evaluando el espectro armónico específico. Si no se puede suministrar el espectro, entonces los usuarios calculan o estiman que  F HL  debe ser especiado. Sin embargo, es probable que la unidad tenga un tamaño conservador para compensar la falta de información de carga específica. El ingeniero especificador debe proporcionar esta información de carga, ya que el fabricante del transformador no puede asumir valores sin un conocimiento real del sistema al que se aplicará el transformador. En el caso de los transformadores con envolvente líquida, las pérdidas por dispersión distintas de las pérdidas parasitas de bobinado contribuyen al calentamiento del aceite. Desde que F HL—STR se calcula con un exponente diferente, el valor de este factor también debe ser suministrado por el ingeniero que especifica si no se proporciona ningún análisis de espectro. El espectro armónico suministrado debe ser identificado en cuanto a si es medido en el lado primario o secundario del transformador. Si el espectro armónico se proporciona en forma de unidad, entonces se debe denotar el fundamental a la frecuencia nominal del transformador especulado.

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