ELECTRIC, WITH AN EDGE
Delta Wye Transformer es un diseño de transformador de energía eléctrica trifásico que utiliza devanados conectados en delta en su primario y devanados conectados en estrella o en estrella en su secundario.
El transformador delta-estrella es la conexión de transformador más común a nivel mundial debido a su configuración eléctrica. La conexión delta-estrella es la conexión de transformador trifásico más utilizada en la distribución de energía por los profesionales de la industria cuando se trata de realizar las conexiones adecuadas del transformador. Para suministrar línea a neutro, puede utilizar el secundario como punto neutro.
Además, las instalaciones industriales utilizan con frecuencia transformadores Delta-Estrella. Esta configuración es rentable debido al menor consumo de amperaje y la menor generación de calor asociada con las configuraciones Delta. Como resultado, se necesita menos aislamiento en el lado primario. En las bobinas primarias, se puede usar un cableado menor y hay disponible un neutro en el otro lado.
En el lado de salida, se puede proporcionar un cable neutro. Puede ser un solo transformador trifásico o tres transformadores monofásicos separados que están conectados en serie.
El transformador Delta-star es un apodo para este tipo de transformador.
Además, las áreas residenciales comerciales, industriales y de alta densidad comúnmente usan transformadores delta-estrella para suministrar sistemas de distribución trifásicos.
Hay varios ejemplos, pero uno sería un transformador de distribución primario delta de 11 kV sin neutro ni tierra y un secundario en estrella que entrega un suministro trifásico a 415 V, con tensión residencial 240 disponible entre cada fase y punto neutro conectado a tierra.
Por otro lado, cuando se usa el devanado delta del transformador, las corrientes de tercer armónico pueden fluir dentro del transformador, pero no pueden salir.
Cuando se utilizan transformadores delta-estrella, el cambio de fase puede ser de 30, 150 o 210 grados.
Como resultado, son incomparables con los transformadores estrella-estrella.
Sin embargo, pueden conectarse en paralelo con otros transformadores delta-estrella de configuraciones idénticas y algunas configuraciones diferentes.
El transformador delta-estrella es la conexión de transformador más común en el mundo debido a su disposición eléctrica.
Además, la conexión delta-estrella es preferida por más especialistas de la industria de distribución de energía que cualquier otra conexión de transformador trifásico. ¿Por qué es tan querido?
Para alimentar cargas monofásicas con alimentación de línea a neutro, puede conectar a tierra el punto neutro utilizando el secundario.
Existen numerosos usos para el delta primario.
El devanado primario delta proporciona un mejor equilibrio de corriente para la fuente primaria si el secundario del transformador sirve a un número considerable de cargas desequilibradas.
Además, los transformadores de tipo seco y llenos de líquido son los dos tipos principales.
El aire es el medio de enfriamiento más común para los transformadores de tipo seco; algunos transformadores de tipo seco sellados usan nitrógeno para enfriar.
La mayoría de las veces, se utilizan en interiores con tensiones de hasta 34,5 kV.
Como regla general, los transformadores llenos de líquido se utilizan mejor en sistemas de media y alta tensión al aire libre.
El líquido es una excelente manera de mantener las cosas frías.
Por lo tanto, las características del núcleo y la transformación de voltaje del devanado requieren el uso de un transformador de devanado y núcleo magnético.
El núcleo está formado por finas láminas de acero al silicio que minimizan las pérdidas por corrientes de Foucault.
La exposición a un campo magnético alterno hace que se formen corrientes de Foucault en la estructura del núcleo.
Para los devanados de transformadores, el cobre y el aluminio son los materiales más populares. En términos de peso, el aluminio es más liviano que el cobre, pero tiene una mayor resistencia.
Hay algunas ventajas en el uso de bobinas de rotor de transformador bobinadas en cobre sobre las bobinas de rotor bobinadas en aluminio en términos de rigidez mecánica.
Por lo tanto, las instalaciones que albergan equipos informáticos, de comunicación y de procesamiento de datos suelen tener corrientes de tercer armónico.
Esta corriente del tercer armónico debe quedar atrapada en los devanados primarios delta; sin embargo, una pequeña cantidad de corriente del tercer armónico continúa fluyendo a través de las líneas primarias.
En la figura se ve que las corrientes del tercer armónico quedan atrapadas en el devanado delta primario de un transformador delta-estrella.
La conexión del transformador trifásico delta-estrella es la más frecuente.
La carga monofásica ahora puede distribuirse uniformemente entre las tres fases hasta el neutro, en lugar de estar confinada a un solo devanado como es el caso de las configuraciones secundarias delta tradicionales de cuatro hilos.
Pero todo el banco delta-estrella se vuelve inoperable si uno de los transformadores monofásicos falla.
En algunos casos, los transformadores delta-estrella no se pueden conectar en paralelo con transformadores delta-triángulo y estrella-estrella que no crean ningún cambio de fase, como se puede observar mediante los símbolos de fase en este diagrama.
Hay varios principios fundamentales sobre el funcionamiento de los transformadores polifásicos que se pueden aprender estudiando el transformador delta-estrella.
Se puede realizar el análisis en función de la tensión o la corriente.
Utilizaremos corriente (o el flujo de carga) en lugar de voltaje (la diferencia de potencial o la resta de dos variables fasoriales) porque la corriente es más concreta y fácil de entender.
Por lo tanto, el transformador delta-estrella tiene corrientes de devanado.
Las flechas muestran la dirección de la corriente CA en un momento dado, lo cual es compatible con la convención de puntos.
Los circuitos de bajo voltaje conectados en delta o en estrella deben examinarse primero para comenzar la investigación.
Para empezar, se elige el circuito conectado en estrella ya que las corrientes de línea y de fase en un circuito conectado en estrella son iguales.
Como resultado de esta conexión entre las corrientes de línea y de fase, el análisis se vuelve más simple.
Las corrientes de línea en el circuito de bajo voltaje se indican con subíndices en minúsculas, mientras que las del circuito de alto voltaje se muestran con subíndices en mayúsculas.
Para designar las corrientes de fase del circuito de bajo voltaje, usamos la misma convención que las corrientes de línea.
Es una práctica común conectar un devanado de alto voltaje a un devanado de bajo voltaje en paralelo cuando se cablea un transformador.
Daelim especifica la dirección de los ángulos fasoriales que cambian de un circuito eléctrico al siguiente.
Las corrientes y tensiones de secuencia positiva en el lado de alta tensión de un transformador triángulo-estrella (o estrella-triángulo) están 30° por delante de las corrientes y tensiones de secuencia positiva en el lado de baja tensión.
Además, debe tener en cuenta que es importante tener en cuenta la regla de los 30° para determinar las conexiones estándar.
No se hace mención de primaria o secundaria.
Estos son los devanados a los que se les aplica tensión en los devanados primarios de un transformador.
A través de los devanados secundarios, se induce un voltaje.
Los devanados primarios suelen ser los devanados de alta tensión, pero no siempre es así en todos los casos.
Un transformador elevador de generador es un buen ejemplo de una excepción.
Los procedimientos para simplificar redes de resistencias complejas se denominan comúnmente transformadas “delta-estrella” debido a la estructura de sus circuitos.
El propósito de este cálculo es convertir una configuración en estrella en una configuración en triángulo o una configuración en triángulo en una configuración en estrella.
Para convertir un voltaje de CA en un voltaje de CC estable, el primer paso es usar un circuito rectificador de puente, que es un diseño Delta de un sistema de energía trifásico de Daelim.
Posteriormente, el conductor de los secundarios de tres transformadores monofásicos los conecta a un punto común (neutro) en una configuración de estrella.
Los conductores de línea están conectados al otro conductor de cada uno de los transformadores monofásicos.
Una estrella es un arreglo que aparece como la letra Y en un esquema eléctrico. No tiene una pierna alta como el transformador delta.
Las vueltas del devanado primario divididas por las vueltas del devanado secundario es la relación entre el voltaje de la fase primaria de un transformador y el voltaje de su fase secundaria, que se expresa como un porcentaje.
Hay una proporción de 2:1 para los sistemas estándar delta/delta; sin embargo, se utiliza una relación de 4:1 para los sistemas estándar delta/estrella.
Además de estos, en un sistema delta/triángulo, el voltaje de la fase principal es típicamente 480 V y el voltaje de la fase secundaria es típicamente 240 V.
En un sistema típico delta/estrella, el voltaje de la fase secundaria es de 120 voltios si el voltaje de la fase primaria es de 480 voltios.
En lo que respecta a la tensión y corriente de fase, los transformadores delta y estrella son muy diferentes.
Además, más que simplemente las fórmulas que emplea para los cálculos de transformadores se ven afectadas por estas discrepancias.
La distorsión armónica en un sistema eléctrico se puede reducir usando una combinación de transformadores delta/delta y delta/estrella.
Las fases secundarias del transformador (devanados) o los conductores de línea deben equilibrarse antes de poder dimensionar adecuadamente un transformador delta/estrella.
Para los transformadores en estrella, el proceso de balanceo del panel es el mismo que el del transformador.
Puede dimensionar el transformador en estrella en función de la carga en cada fase después de haberlo equilibrado.
Sin embargo, las cargas desequilibradas pueden ser superiores a los kVA nominales cuando se trata de cargas con armónicos elevados.
Como resultado, el transformador debe adaptarse con precisión a la carga proyectada para lograr un nivel adecuado de eficiencia o calidad de energía.
Cuando se enfrentan a una situación como esta, una solución es utilizar su propio transformador delta/triángulo para alimentar cargas de alto armónico.
Otra opción es duplicar el neutro y alimentarlos desde su propio delta/estrella.
El método que seleccione estará determinado por la naturaleza de sus cargas y la eficiencia con la que esté diseñado su sistema de distribución de energía…
A modo de ilustración, puede conectar las fuentes de alimentación conmutadas de su computadora (que están conectadas a un transformador delta/triángulo) a un transformador delta/estrella para obtener energía.
La ausencia de una conexión de neutro minimizaría considerablemente la presencia de armónicos en el sistema primario.
Dependiendo de las cargas individuales y del diseño general del sistema eléctrico, las consideraciones de puesta a tierra pueden hacer que sea una solución insatisfactoria.
Tenga en cuenta que este es solo un método para resolver la mala calidad de la energía mediante la combinación de varios transformadores.
Además, algunos diseños de transformadores pueden ser necesarios debido al tiempo de actividad o problemas de calidad de la energía con cargas complicadas, como en el ejemplo anterior.
Porque solo aquellos que dominan los cálculos delta y estrella son capaces de hacerlo.
La carga adecuada de los transformadores es otra preocupación.
Como regla general, apunte a un porcentaje de carga de al menos el 80%.
La sobrecarga del transformador, por otro lado, provoca la saturación del núcleo, lo que da como resultado formas de onda distorsionadas en la salida.
Además, el sobrecalentamiento de las cargas es causado por los picos recortados comunes a los transformadores saturados.
Para obtener una calidad de energía básica y una eficiencia justa, deberá ejecutar los cálculos del transformador debido al problema con la carga del transformador.
Como resultado, la elección de un transformador no debería ser demasiado simplista.
Los kVA de la placa de identificación suelen ser la mejor manera de realizar todos los cálculos.
Entonces, el sistema de distribución debe diseñarse como si todas las cargas fueran lineales.
Determine qué cargas son armónicas altas después de eso, como balastos electrónicos, fuentes de alimentación de computadoras y motores con cargas variables.
Un proveedor de transformadores puede ayudarlo a construir una buena solución en esta etapa.
Por lo tanto, los cálculos de transformadores en estrella y delta son fundamentales para asegurarse de obtener una instalación de calidad si está especificando transformadores o considerando agregar cargas a los transformadores existentes.
Si tiene problemas con fallas “inexplicables” del sistema o mala calidad de energía, esta habilidad le resultará útil.
Si desea mejorar sus habilidades de cálculo eléctrico, puede comprar un libro de trabajo o hacer el trabajo usted mismo cuando trabaje en proyectos eléctricos.
Las configuraciones eléctricas de Daelim que utilizan generadores solares, eólicos o tradicionales requieren el uso de transformadores de puesta a tierra.
Cuando se trata de proporcionar una conexión a tierra efectiva, un dispositivo de conexión a tierra magnético es una opción rentable.
Un transformador de puesta a tierra, también conocido como transformador de puesta a tierra neutral o separación de tierra, a menudo se requiere en sistemas donde se emplea una conexión en estrella o delta sin conexión a tierra.
Por lo general, Daelim suministra estos imanes personalizados en un diseño en zig-zag o de autotransformador.
Debido a que prácticamente no fluye corriente a través de los devanados de un transformador de puesta a tierra durante el funcionamiento normal, los transformadores de este tipo no se dimensionan en términos de kVA.
Dependiendo de los mecanismos de monitoreo e interrupción empleados, la corriente aumentará significativamente durante una falla, pero solo por unos pocos ciclos o segundos.
Además, con frecuencia se requiere que el transformador de puesta a tierra suministre una pequeña cantidad de electricidad continua.
Sin embargo, los sistemas están diseñados para activarse cuando la corriente neutra supera un umbral predeterminado.
Si el diseño del transformador no se sobrecalienta durante la operación regular, este límite de disparo se consideraría como la clasificación continua.
Si se desconoce la capacidad continua, se debe tener en cuenta un valor mínimo del 3% de la corriente de falla de corta duración.
Como primer paso, el transformador de distribución es susceptible a una serie de fallos de funcionamiento.
Tan pronto como se descubre un problema, el valor de un parámetro puede cambiar de su estado normal a un estado diferente.
Los factores relacionados con el clima, como los vientos fuertes, los árboles que chocan contra las líneas eléctricas y la maquinaria que funciona mal, contribuyen a las interrupciones.
En condiciones de operación normales o seguras, el transformador cubierto por la red del sistema eléctrico opera a voltaje y corriente normales.
Los valores de tensión y corriente se apartan de sus limitaciones cuando hay algún problema.
Es por eso que el transformador podría morir si no conecta a tierra el neutro del transformador.
Por otro lado, los dispositivos eléctricos en los sistemas de potencia pueden tener fallas, como se mencionó anteriormente.
El transformador no es una excepción en este escenario.
En el sistema de potencia, las fallas de cortocircuito son un problema típico.
La falla trifásica de línea a tierra es el peligro en una falla de cortocircuito.
Este es un defecto común que se desarrolla entre la tierra y las tres fases.
Aunque es raro ver surgir tal error.
Hay un 2-3% de posibilidades de que esto suceda.
La electricidad, por otro lado, debe ser absolutamente segura.
Una persona puede experimentar una gran conmoción si alguno de los puntos del sistema se conecta accidentalmente a tierra.
Es posible que este sea el final.
Debe saber que la resistencia del suelo es sustancialmente mayor, a pesar de que el tipo de suelo lo afecta.
Por esta razón, las fallas a tierra se pueden minimizar en gran medida en caso de cortocircuitos o accidentes trifásicos de línea a tierra debido a su alta resistencia.
Sin embargo, si el suelo tiene muchas piedras, la resistencia será mayor.
Como resultado, la mayoría de las subestaciones se construyen con piedras.
La puesta a tierra del punto neutro también tiene otro propósito.
Crear un voltaje de referencia es de lo que se trata todo esto.
La puesta a tierra en estrella delta es un arreglo inusual.
No hay forma de que este sistema pueda manejar una carga monofásica.
Tiene sus ventajas como un marco bien establecido. Hay varios inconvenientes en esta configuración de puesta a tierra.
No es posible tener voltajes de fase a tierra iguales.
El voltaje del devanado de fase a neutro establece el voltaje del sistema en relación con la tierra.
Sin embargo, las configuraciones del sistema como esta son bastante comunes.
No hay diferencias en los voltajes de fase a tierra.
480 Y/277 V y 208 Y/120 V son los voltajes más comunes en esta zona.
Las subestaciones eléctricas suelen emplear este arreglo.
Un resultado de su eficacia en la protección contra problemas de línea a tierra.
Primero, debe tener en cuenta que en el primario de un transformador delta-estrella, hay devanados conectados en delta. Al mismo tiempo, en el secundario, hay devanados conectados en estrella/estrella. En el lado de salida en estrella, se puede proporcionar un cable neutro. Puede ser un solo transformador trifásico o tres transformadores monofásicos separados. El término “transformador delta-estrella” puede describir lo mismo.
Para los sistemas de distribución trifásicos, los transformadores en estrella delta se encuentran comúnmente en edificios residenciales comerciales, industriales y de alta densidad.
Sin embargo, considere un transformador de distribución con un neutro conectado a tierra que opere en tres fases de 11 kV, un primario en triángulo que suministre energía trifásica de 415 V con el voltaje doméstico de 240 disponible entre cada fase y el punto neutro conectado a tierra, y un secundario en estrella que proporcione un Fuente de alimentación trifásica de 415 V.
Puede conectar a tierra el punto neutro utilizando el secundario para suministrar cargas monofásicas con alimentación de línea a neutro.
Por lo tanto, el delta primario sirve para una variedad de propósitos. El devanado primario delta proporciona un mejor equilibrio de corriente para la fuente primaria si el secundario del transformador delta-estrella suministra muchas cargas desequilibradas.
Los transformadores de tipo seco y llenos de líquido son los dos tipos principales. El aire es el medio de enfriamiento más común para los transformadores de tipo seco, algunos transformadores de tipo seco sellados usan nitrógeno para enfriar. Por lo general, se utilizan para uso en interiores y hasta un voltaje máximo de 34,5 kV.
Por otro lado, los transformadores delta-estrella llenos de líquido se encuentran comúnmente en entornos de media y alta tensión, como al aire libre. Es una gran manera de enfriar las cosas. El siguiente paso es examinar un disfraz estándar de transformador en estrella delta.
El devanado y el núcleo magnético son necesarios para la transformación de voltaje. Un núcleo de acero al silicio reduce las pérdidas por corrientes de Foucault mediante el uso de láminas delgadas. Los campos electromagnéticos inducen corrientes de Foucault que viajan a través de la estructura del núcleo.
Para los devanados de transformadores, el cobre y el aluminio son los materiales más comunes.
En términos de peso, el aluminio es más liviano que el cobre, pero tiene una resistividad más alta.
Hay algunas ventajas en el uso de bobinas de rotor de transformador bobinadas en cobre sobre las bobinas de rotor bobinadas en aluminio en términos de rigidez mecánica.
Las instalaciones informáticas, de comunicación y de procesamiento de datos son lugares comunes para las corrientes armónicas. Esta corriente del tercer armónico debe quedar atrapada en los devanados primarios delta; sin embargo, una corriente de tercer armónico menor fluye a través de las líneas primarias. El devanado delta primario de este transformador delta-estrella es donde se controlan las corrientes del tercer armónico.
Por lo tanto, si no está seguro de cuál es la mejor conexión de transformador en estrella delta para usted, investigue un poco antes de comprar.
Cuando se usa el devanado delta del transformador, las corrientes de tercer armónico pueden fluir dentro del transformador, pero no pueden salir.
Por lo tanto, el cambio de fase introducido por un transformador delta-estrella puede ser de 30, 150, 210 o 330 grados. En consecuencia, los transformadores estrella-estrella y triángulo-triángulo no se pueden utilizar en paralelo con estos dispositivos. Sin embargo, los transformadores delta-estrella se pueden conectar en paralelo con otros transformadores delta-estrella con configuraciones idénticas y algunas otras configuraciones.
En términos de conexiones, la delta-estrella es la más común. A diferencia de un secundario delta de cuatro hilos, que coloca toda la carga monofásica en un solo devanado, el secundario conectado en estrella permite que las tres fases sean neutras para compartir la carga monofásica.
El banco delta-estrella quedará fuera de servicio si falla solo uno de sus transformadores monofásicos.
Por esta razón, es imposible comparar el transformador triángulo-estrella con otros tipos de transformadores, como triángulo-triángulo o estrella-estrella, que no tienen tal cambio de fase.
El transformador delta-estrella es un excelente ejemplo de cómo funcionan los transformadores polifásicos y nos enseña mucho. Ya sea una base de voltaje o corriente puede realizar el análisis. Esto se debe a que el voltaje, la diferencia de potencial o la resta de fasores son difíciles de visualizar, por lo que la corriente se usa como base para el análisis porque la corriente se puede entender fácilmente.
Para agregar, primero se deben examinar los circuitos de alto voltaje conectados en delta o de bajo voltaje conectados en estrella para comenzar el análisis. Los circuitos conectados en estrella se eligen porque tienen corrientes de línea y de fase similares, en el devanado del transformador, que pueden usarse como puntos de partida para el análisis. Como resultado de esta conexión entre las corrientes de línea y de fase, el análisis se vuelve más sencillo.
Los subíndices en minúsculas indican corrientes de línea en el circuito de bajo voltaje. Por el contrario, las corrientes de línea en el circuito de alto voltaje se denotan con subíndices en mayúsculas. Todas las fases están etiquetadas en un circuito de bajo voltaje porque comparten las mismas corrientes de línea correspondientes. Un devanado de voltaje excepcionalmente alto corresponde al devanado de bajo voltaje dibujado paralelo a él cuando se dibujan los devanados del transformador.
Además, especifica cómo cambian los ángulos fasoriales de un circuito eléctrico a otro. Hay 30° más de corriente y voltaje en el extremo de alto voltaje que en el extremo de bajo voltaje en una configuración de transformador estándar delta-estrella o estrella-triángulo.
Para establecer una conexión estándar, es habitual colocar los fasores de alta tensión 30 grados por delante de los de baja tensión. No se menciona la educación primaria o secundaria en este pasaje. Estos son los devanados a los que se aplica voltaje, los devanados primarios de un transformador en estrella delta. Los devanados secundarios reciben un voltaje inducido.
Los devanados primarios suelen ser devanados de alta tensión, pero no siempre es así en todos los casos.
El cálculo Delta Wye se conoce como la transformación “Y-” o “estrella delta” debido a la forma de los circuitos simplificados por esta transformación. La conversión de estrella a delta o delta a estrella es el objetivo de este cálculo, que se utiliza para el análisis de circuitos para hacerlo más fácil.
Este primer paso para convertir el voltaje de CA en voltaje de CC estable lo realiza un circuito rectificador de puente que utiliza una configuración Delta, un sistema de alimentación trifásico.
Para cargas de alto armónico, la carga desequilibrada máxima puede ser mayor que los kVA nominales. Al hacer coincidir el transformador estrella delta con la carga proyectada, necesitará una alta precisión si desea una eficiencia o calidad de energía decentes.
Su transformador en estrella delta, en este caso, puede suministrar cargas de alto armónico. En lugar de duplicar el neutro, puede usar un triángulo/estrella para suministrar tanto el neutro como el suministro. El método que seleccione estará determinado por las características de sus cargas y la eficiencia con la que se haya diseñado e implementado su sistema de distribución de energía.
Puede usar un transformador delta/triángulo para alimentar las cargas de su computadora, cambiando las fuentes de alimentación, desde un transformador delta en estrella. Debido a que no hay una conexión neutral, los armónicos se reducirían considerablemente en el sistema primario.
Además, el propio transformador delta/triángulo y la interacción entre triángulo/estrella y triángulo/estrella también reducirán los armónicos. Si te fijas, la cuestión de si implementar o no un diseño como ese utiliza la palabra may. Debido a consideraciones de conexión a tierra, es posible que el sistema eléctrico total no admita este método. Tenga en cuenta que este es solo uno de varios enfoques para solucionar problemas de calidad de energía mediante la combinación de transformadores.
Las cargas complejas pueden necesitar un enfoque de mezcla y combinación para los diseños de transformadores debido a preocupaciones sobre el tiempo de actividad o la calidad de la energía. Solo aquellos que dominan los cálculos en delta y en estrella pueden hacerlo.
Por otro lado, la carga adecuada del transformador también es una preocupación. Una buena regla general es apuntar a un 80% de carga. Por otro lado, la sobrecarga del transformador provoca la saturación del núcleo y, como resultado, produce formas de onda distorsionadas. Los picos recortados de los transformadores saturados inducen sobrecalentamiento en sus cargas. Para obtener una calidad de energía esencial y una eficiencia adecuada, deberá realizar cálculos del transformador debido a este problema de la carga del transformador.
Como resultado, es fundamental evitar simplificar el proceso de selección de transformadores. Los kVA de la placa de identificación suelen ser la mejor manera de realizar todos los cálculos. Finalmente, debe diseñar el sistema de distribución como si todas las cargas fueran lineales. Luego, puede averiguar qué dispositivos, como la fuente de alimentación de la computadora y los motores de carga variable, tienen un contenido armónico significativo. Ahora puede colaborar efectivamente con un proveedor de transformadores para construir un remedio adecuado.
El uso de generadores solares, eólicos o tradicionales y transformadores de puesta a tierra es fundamental en muchas instalaciones eléctricas. En los sistemas trifásicos de tres hilos, un dispositivo de puesta a tierra magnético es rentable para proporcionar una puesta a tierra eficaz.
En la conexión, es común que los transformadores de puesta a tierra se utilicen en sistemas con una conexión en triángulo o en estrella sin conexión a tierra, lo que requiere una ruta de tierra neutra o aislamiento de tierra. Por lo general, estos imanes personalizados son suministrados por Hammond Power Solutions en una configuración en zigzag o de autotransformador.
Cuando se utilizan en sistemas de energía conectados en estrella o delta sin conexión a tierra, los transformadores de puesta a tierra proporcionan un camino a tierra que tiene una impedancia relativamente baja, lo que mantiene el sistema neutral en el potencial de tierra o cerca de él, así como una fuente de corriente de falla a tierra durante la línea. fallas a tierra y un límite a la magnitud de las sobretensiones transitorias cuando están restringidas.
Por otro lado, el autotransformador en zigzag es el diseño más común en términos de flexibilidad, tamaño y costo. Dado que los devanados de un transformador de puesta a tierra transportan poca o ninguna corriente en funcionamiento regular, sus valores nominales de kVA no se utilizan para determinar su tamaño. Dependiendo de los métodos de monitoreo e interrupción utilizados, la corriente aumentará significativamente durante una falla, pero solo durante unos pocos ciclos o unos pocos segundos.
Además, una pequeña cantidad de corriente debe fluir a través del transformador de puesta a tierra. La corriente neutra será cero en un sistema perfectamente equilibrado. Aún así, los sistemas están diseñados para dispararse en un límite más alto que este. Para garantizar que el diseño del transformador no se sobrecaliente durante el funcionamiento normal, este límite de disparo se considera la clasificación continua. Se recomienda utilizar un valor de al menos el 3 % de la corriente de falla de corta duración si se desconoce la clasificación continua.
Cuando el transformador de potencia de la línea de distribución está en uso, es susceptible a muchos problemas. Los valores de los parámetros pueden fluctuar entre normal y anormal cuando surge un problema hasta que se resuelve el problema. Los vientos tormentosos, la caída de árboles en la línea y otras fallas mecánicas son responsables de los cortes del sistema de energía.
Por lo tanto, los transformadores del sistema de potencia operan a su voltaje estándar y valores nominales de corriente en condiciones seguras. Los valores de voltaje y corriente se desvían de sus límites cuando hay un problema. La transformación puede sufrir daños fatales si no se conectan a tierra correctamente.
El transformador no es una excepción en este caso. Una falla de cortocircuito es un problema común en el sistema de energía. La falla trifásica línea a tierra es el mayor peligro en un cortocircuito. Las fallas entre fases y tierra son las más comunes, aunque estas fallas son esporádicas. La probabilidad de que esto suceda está entre el 2% y el 3%. La electricidad, por otro lado, debe ser segura. Cualquiera de los puntos del sistema que accidentalmente se conecta a una superficie puede causar un impacto significativo en el cuerpo de una persona.
Como tal, la resistencia del suelo es mucho mayor, incluso si el tipo de suelo es diferente. Debido a la alta resistencia del suelo, un cortocircuito o un accidente trifásico de línea a tierra se puede reducir significativamente cuando el suelo está lleno de rocas y la resistencia aumenta. Como resultado, la mayoría de las subestaciones se construyen con piedras. La puesta a tierra del punto neutro también tiene un segundo propósito. Crear un voltaje de referencia es de lo que se trata todo esto.
La puesta a tierra del neutro de un sistema de potencia es fundamental porque afecta su disponibilidad, resistencia a cortocircuitos, sobretensiones transitorias, nivel de aislamiento básico y otros factores.
Además, los transformadores de puesta a tierra proporcionan una ruta de corriente de secuencia cero de falla a tierra, que crea una conexión neutra puesta a tierra en un sistema trifásico sin conexión a tierra, similar a un sistema de tres hilos alimentado desde un secundario delta. En un transformador sin conexión a tierra, también permiten el flujo de los armónicos triples de la corriente de excitación.
La baja impedancia de secuencia cero y las bajas pérdidas sin carga son dos de los objetivos principales del diseño de transformadores de puesta a tierra, la histéresis y las pérdidas por corrientes de Foucault. Estos factores impactan directamente en la eficiencia y el costo de la puesta a tierra.
Los sistemas trifásicos pueden beneficiarse de los transformadores de puesta a tierra, que se utilizan para conectar a tierra un sistema conectado en estrella o delta sin conexión a tierra.
Además, un sistema de puesta a tierra de la red incluye transformadores de puesta a tierra. Al proporcionar una ruta de retorno para la corriente a un neutro, los sistemas conectados en delta pueden acomodar cargas de fase a neutro.
Debido a su baja impedancia, los transformadores de puesta a tierra ayudan a mantener los sistemas neutrales al disipar las sobretensiones transitorias cuando están restringidos a tierra. También actúan como fuente de corriente de defecto a tierra en caso de mal funcionamiento de una conexión a tierra.
Para la mayoría de los transformadores de puesta a tierra, se utiliza un transformador de devanado único con devanados en zigzag. Aún así, también se pueden usar transformadores de bobinado estrella-triángulo.
En centrales eléctricas y parques eólicos, los transformadores de puesta a tierra del neutro son estándar.
Finalmente, cuando un transformador conectado en delta alimenta un sistema, se puede usar un transformador de puesta a tierra neutral en un sistema de alto voltaje (subtransmisión), como un sistema de 33 kV. En el caso de una falla de línea a tierra, se puede usar una bobina de supresión de arco o resistencia para limitar la corriente de falla que fluye a través del punto de conexión a tierra del transformador.
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