El transformador con doble secundario es el procedimiento
que se viene utilizando desde hace varias décadas en la industria del aluminio,
electroquímica, cementeras, papeleras, etc. para anular los armónicos de rango
5 y 7.
Con el uso de transformadores de doble secundario se puede
realizar un decalage angular de 30º entre las tensiones de sus dos salidas, con
objeto de alimentar FUERTES CARGAS no lineales producidas por los
rectificadores o convertidores de gran potencia (megadrives).
Esta solución implica, que se deben repartir las cargas en
las dos salidas separadas, conectando las distribuciones a sendos secundarios.
Debido al decalage entre secundarios, las corrientes
armónicas de las dos distribuciones están desfasadas y aguas arriba se suman,
con lo que el resultado que se obtiene, es una reducción de la tasa de
distorsión de corriente y en particular de los armónicos de rango 5 y 7 (los de
mayor magnitud en las industrias), ya que con este desplazamiento de fase se
consigue que los armónicos 5º y 7º de uno de los secundarios este en oposición
de fase respecto a los mismos armónicos del otro secundario, ocurriendo lo
mismo con los armónicos de rango 17º, 19º…, por lo tanto, los primeros
armónicos que aparecen son los de rango 11 y 13 (de menor magnitud).
El transformador más utilizado para esta aplicación, es el
que tiene un devanado primario en triángulo, un devanado secundario en
triángulo y el otro secundario en estrella, es decir con grupo de conexión Dd0y11,
se observa que con este grupo de conexión se obtiene entre secundarios un
decalage de 30º entre las tensiones de sus dos salidas.
El mismo efecto conseguimos, si en lugar de utilizar un
transformador con doble secundario, utilizamos dos transformadores con distinto
acoplamiento, uno con Dd 0 y otro con Dy
11, solo que esta solución es más cara de implementar por la redundancia de
equipos en la parte de AT y la diferencia de costo de dos transformadores ante
la solución de un transformador con doble secundario. El caso, es que con ambas
soluciones obtendríamos el mismo resultado, que es decalar 30º las tensiones
entre ambos secundarios.
Para que esta aplicación pueda ofrecer resultados plenamente
satisfactorios, se deben conectar solamente cargas trifásicas en ambos
secundarios y para que pueda ofrecer una mayor eficacia, las cargas deformantes
han de tener características similares (mismo espectro armónico) en las dos
distribuciones y sus niveles de carga han de ser prácticamente iguales, para
que al sumarse, al tener un valor similar se anulen por su signo.
JUSTIFICACIÓN:
Los
transformadores con doble secundario alimentan sendos convertidores de 6 pulsos,
lográndose así una configuración de 12 pulsos, con lo cual, la corriente sólo
contiene armónicos de órdenes 12n +/- 1; los de órdenes 6n +/-1 (con n = 1, 2,
3... cualquier número entero), no penetran en el sistema porque se cancelan
entre sí.
Por
lo tanto, combinaciones en paralelo, de más de dos transformadores,
adecuadamente desfasados, darían lugar a configuraciones de mayor número de pulsos;
cuatro transformadores, con desfases entre sí de 15º, originan la configuración
de 24 pulsos. En la práctica, las imperfecciones del sistema son la causa por
la cual no sean recomendables configuraciones de más de 24 pulsos.
Otra de las razones
por las cuales para potencias mayores de 3500 kW, los fabricantes se van
directamente a 12 pulsos en los inversores, es debido a la problemática de los pares
pulsantes en el eje del motor. Para potencias medianas un inversor de 6 pulsos
puede ser suficiente, pero para altas potencias, el problema es serio y por
ello se usan equipos de 12 pulsos con mejor salida de onda
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