Cuando los bobinados de un transformador se
conectan en estrella-estrella (Y/y) con objeto de limitar a valores
razonablemente bajos el valor de la impedancia de secuencia cero y del tercer
armónico de la corriente magnetizante (en transformadores con potencias iguales
o superiores a los 10 MVA), deben incluirse arrollamientos terciarios de compensación
conectados siempre en triángulo.
Como se vio en el post:
“Los grupos de conexión de los Transformadores y
sus aplicaciones” disponible en el link: https://imseingenieria.blogspot.com/2016/09/los-grupos-de-conexion-de-los.html
el montaje estrella-estrella ofrecía positivas
ventajas unidas a dos inconvenientes fundamentales la incapacidad para conducir
el tercer armónico de corriente magnetizante si no era a través de las líneas
con neutro, dando lugar a una fuerte acción inductiva sobre las redes próximas
de comunicación, y el carácter de sobreexcitación que la carga desequilibrada asumía
en dos fases cuando, como es debido, el circuito primario se halla desprovisto
de neutro conductivo.
El sistema que ahora nos ocupa tiende a anular
estos dos inconvenientes, conservando íntegras todas las demás propiedades
favorables de la conexión Y/y; se reduce a añadir un tercer devanado por fase,
conectando los de las tres fases auxiliares en triángulo (fig. 1).
Figura 1: Transformador Y/y con
devanado terciario
Este arrollamiento puede ser accesible o no,
aunque en todo caso, es conveniente el conectar uno de los vértices del
triángulo rígidamente a tierra, con objeto de controlar y limitar las sobretensiones
que pueden aparecer en caso de defecto.
Por lo que al principio de este método se
refiere, basta observar que la transformación respecto a los nuevos devanados pasa
a figurar en el sistema Y/Δ, con el secundario normalmente en vacío, lo cual
no afecta a sus características desde el punto de vista de la corriente
magnetizante. Siguiendo por el triángulo cerrado local, circulan en fase los
terceros armónicos de la misma, que proveen el exceso de f. m. m. requerido
para la saturación de los núcleos, y la f. e. m. inducida es senoidal. A la
vez, si se produce un desequilibrio en forma de aumento de consumo en alguna de
las tres fases, las f. m. m. primarias y secundarias se compensan íntegramente
a través del devanado terciario. La magnitud del desequilibrio a prever es una
condición que ha de tenerse presente al calcular estos devanados, cuya tensión
es prácticamente indiferente, pero la capacidad de los cuales en kVA viene
directamente afectada por el desequilibrio.
La figura 2 muestra la repartición relativa de
las intensidades de desequilibrio en un transformador, supuesta una relación
del número de espiras igual a 1 para los tres sistemas: primario, secundario y
terciario, en este caso, las f.m.m., primaria y secundaria, debidas a esta
sobrecarga se compensan en cada columna, con lo que desaparecen los flujos
adicionales, y con ellos, los inconvenientes que resultaban de las cargas
desequilibradas. Si funciona el transformador con carga desequilibrada, lo
único que ocurre es que no se utiliza a plena potencia.
Debe preverse la magnitud de la carga
desequilibrada para calcular el devanado terciario ya que, si bien su tensión
es indiferente, la potencia del devanado terciario es función directa del
desequilibrio de cargas.
Figura 2: Transformador Y/y con
devanado terciario y cargas desequilibradas
(Relación de tensiones por fase, 1 :
1)
Claro es que el sistema auxiliar en triángulo
puede utilizarse al mismo tiempo para suministrar otras cargas locales a la
tensión que convenga. Así, en las centrales, se alimentan con él los circuitos
de control e instalaciones accesorias, y en las estaciones transformadoras se
aplican a veces para hacer funcionar un motor sincrónico sobreexcitado con
objeto de mejorar el factor de potencia de la red, esta práctica, tiene sus
riesgos, de no disponer de las protecciones adecuadas, puesto que un defecto en
el transformador auxiliar, conectado al terciario, puede repercutir
negativamente en el transformador principal.
En el último caso, el devanado terciario apenas
si puede considerarse como auxiliar, convirtiéndose el sistema en una verdadera
transformación doble : Y/y e Y/Δ.
FUENTE:
La escuela del técnico electricista: Teoría,
cálculo y construcción de transformadores (Ed. LABOR S.A.)
Transformadores Convertidores (Ed. CEAC)
Muy interesante su blog, los consulto regularmente, y en especial este post, pues por temas profesionales justo estoy con un proyecto eólico en Corea del Sur donde la empresa distribuidora nos obliga a conectar el primario de cada transformador, habitualmente en D, en Y. Tengo varias preguntas al respecto que agradecería pudiera comentar. En mi caso, el transformador de cada aerogenerador ya dispone de un terciario en conexión Dyn11yn11. Para este proyecto lo que haríamos sería una configuración Yynd, en principio dejando el devanado delta sin poner a tierra (quizá deberíamos poner un vigilante de aislamiento). ¿Es suficiente esto? ¿Deberíamos poner uno de los vértices de esa delta sólidamente a tierra? La potencia de ese devanado en delta es relevante? En el transformador actual por ese devanado circulan 2/3 de la Stotal). Como en su post habla de devanado adicional para alimentar auxiliares, no sé si la potencia tiene su importancia aquí. Por ultimo, ¿es aconsejable poner a tierra la estrella del primario en el lado aerogenerador si en el lado subestación ya lo estará?. Muchas gracias.
ResponderEliminarObservo que está confundiendo el devanado terciario con un doble secundario, son cosas distintas al igual que lo es su utilización.
EliminarEl devanado terciario es un devanado compensador de desequilibrios a los que se ven expuestos los bobinados de un transformador cuando están conectados en estrella estrella Yyn0.
Un transformador con doble secundario se utiliza normalmente cuando se utilizan grandes equipos convertidores, por ejemplo para el control de grandes motores, con el propósito de anular los armónicos 5 y 7, le sugiero el siguiente link para más informacion:
https://imseingenieria.blogspot.com/2015/07/transformadores-de-doble-secundario.html.
También le recomiendo la lectura del siguiente post:
https://imseingenieria.blogspot.com/2017/05/sobretensiones-por-ferroresonancia-en.html
Saludos
Hola Andrés.
ResponderEliminarGracias por tus aclaraciones. Nobstante, acabo de ver la diferencia entre un "doble secundario" y un terciario. En nuestro caso, como dije, tenemos un debanado primario de potencia S, un secundario de potencia 2/3*S y un terciario 1/3*S, todos ellos accesibles. No sería este terciario comparable a un devanado de "servicios" con el añadido de que al ser Delta puede compensar las cargas desequilibradas? Muchas gracias.
Como te indicaba anteriormente el devanado terciario es un devanado compensador en los Transformadores estrella en primario y estrella en secundario (Yy0)no en los Dyn11yn11.
EliminarEn ultimo caso, como también se indica en el texto, podríamos considerar el devanado terciario no como un devanado auxiliar sino como una transformación doble cuando la conexión es Yy0d11 por ejemplo, pero siempre con el devanado primario en estrella y uno en triangulo en el secundario.
Saludos
Estimado: muy interesante sus aportes y quisiera consultar lo siguiente: recientemente estamos especificando un transformador para una planta con horno de fundición, actualmente están trabaja o con plantas propias de generación y se pretende conectar a la red de transmisión, se esta recomendando un transformador YNynd1, sin embargo ellos indican que por contar con SVC controlado por SCRs y que NO requieren el terciario en delta ya que cuentan con filtros, el transformador se conectaría la red de transmisión ya que el horno ya cuenta con un transformador Yndy obviamente el devanado de media tensión alimentaria la barra de servicios generales en sustitución de la generación, me podría dar su opinión, gracias Guillermo Bedoya
ResponderEliminarEstimado Guillermo,
ResponderEliminarDifícilmente se puede dar una respuesta acertada desconociendo la instalación y sin ningún tipo de esquema, por mi parte solo te puedo dar una respuesta atendiendo a mi experiencia en subestaciones de compensación de reactivos (SVC) donde por regla general este tipo de sistemas utiliza un único transformador con un secundario en ∆ y un terciario en Y estando su primario en estrella, este sistema ademas tiene la ventaja de eliminar los armónicos 3, 5 y 7.
Saludos cordiales