Conexion-Delta-Abierta en transformadores PDF

Preview

Summary

Conexion delta-abierta en transformadores...

Description

Conexión Delta-Abierta. Maquinas Eléctricas II. Hernández cruz Joselyne Gabriela. Conexiones Delta-abiertas Una conexión delta abierta es una conexión en triángulo con una pata que falta. Con esta conexión se transforma potenciatrifásicautilizando unicamente dos transformadores: se emplea al dañarse un transformador de un grupo delta-delta o cuando se desea satisfacer la demanda agregando un tercer transformado.

Il st ac ón 1 ia ra a de conexión d-abierta2

Ilustración 2 Diagrama de conexión D-abierta2

La conexión delta-delta representa en cierto modo la más flexible de las conexiones trifásicas. Una de las ventajas de esta conexión, es que si uno de los transformadores se daña o se retira de servicio, los otros dos pueden continuar operando en la llamada conexión delta-abierta o V. Con esta conexión se suministra aproximadamente el 58 % de la potencia que entrega un banco en conexión delta-delta. En la conexión delta abierta, las impedancias de los transformadores no necesitan ser iguales necesariamente, aunque esta situación es preferible cuando es necesario cerrar la delta con un tercer transformador En la vida práctica, este tipo de conexión es poco utilizada pues su manejo reporta grandes pérdidas de potencia en las líneas, en torno al 13.4 %. El empleo de la misma es en casos significativos cuando, por ejemplo, se daña un transformador en un banco determinado, es decir, la función esencial es brindar servicio en caso de emergencia. La conexión delta abierta reporta grandes pérdidas de capacidad con respecto al grupo trifásico, con valores que están en el orden de un 42.3 %, en un final, la potencia total que los dos transformadores restantes pueden suministrar equivale a dos tercios del valor nominal del banco original . Solamente se puede aprovechar un 57,7 % de la potencia que suministraría el grupo trifásico al completo, en lugar del esperado 66.77 %

¿Cuándo usarla ?   

Como una solución temporal cuando se daña una fase de un grupo trifásico en conexión Dd. En áreas que esperan un crecimiento de carga y se prevé para el futuro la adición de un tercer transformador para completar la conexión Dd del banco trifásico. Para soportar cargas que son una combinación de una carga monofásica grande y una carga trifásica más pequeña.



Cuando esta conexión puede ser más económica en el uso de materiales. Por ejemplo, ciertos autotransformadores trifásicos (como en el caso de un compensador de arranque para un motor de inducción).

La conexión delta abierta es utilizada, además, en el caso que se deseen suministrar pequeñas cantidades de potencia trifásica combinada con carga monofásica , para esta aplicación el transformador T2 es mucho más grande que T1

Ilustración 3Utilizacion de conexión

Ilustración 4Fasores Se muestra que esta conexión no produce desfasaje del voltaje por secundario entre la carga trifásica y la monofásica. En ciertos casos un grupo completo de transformadores puede no utilizarse para lograr transformación trifásica. Por ejemplo, supongamos que un grupo de transformadores D-D, compuesto de transformadores separados, tiene una fase averiada que se debe retirar para repararla. Si los voltajes secundarios restantes son V A = V0° y VB = VÐ120° V, entonces el voltaje que atraviesa el intervalo en donde antes estaba el tercer transformador se expresa por: VC = - VA - VB = V0 - V120 = -V – (-0.5 – j0.866) = -0.5 + j0.866 V VC = V 120

Este es exactamente el mismo voltaje que existiría si el tercer transformador aún estuviera allí. La fase C se llama fase fantasma, en algunas ocasiones. De modo que la conexión delta-abierta admite que un grupo de transformadores cumpla su función con solamente dos transformadores, permitiendo que cierto flujo de potencia continúe, aun habiéndosele removido una fase dañada. ¿Cuánta potencia aparente puede suministrar el grupo, eliminando uno de sus tres transformadores? Inicialmente, parecería que puede suministrar dos terceras partes de su potencia aparente nominal, puesto que los dos tercios de los transformadores aún están presentes. Sin embargo, el asunto no es así de sencillo. Estando conectando el grupo de transformadores D-D con una carga resistiva. Si el voltaje nominal de un transformador en el grupo es V F y la corriente nominal es IF, entonces la potencia máxima que puede suministrarse a la carga es P = 3 * VF * IF* cosq El ángulo entre el voltaje V F y la corriente IF , en cada fase es 0°, de manera que la potencia total suministrada por el transformador es P = 3 * VF * IF* cos0° P = 3 * V F * IF Es importante fijarse en los ángulos de los voltajes y corrientes en este grupo de transformadores. Puesto que falta una de las fases del transformador, la corriente de la línea de transmisión es ahora igual a la corriente de fase de cada transformador y las corrientes y voltajes del grupo difieren en un ángulo de 30°. Como que los ángulos de corriente y voltaje son diferentes en cada uno de los dos transformadores, se hace necesario examinar cada uno de ellos individualmente para determinar la potencia máxima que pueden suministrar. Para el transformador 1, el voltaje tiene un ángulo de 150°y la corriente tiene uno de 120°, así que la máxima potencia del transformador 1 se expresa mediante P1 = VF * IF* cos(150° - 120° ) P1 = VF * IF* cos 30° P1 = (3 / 2) * VF* IF Para el transformador 2, el voltaje está en un ángulo de 30° y la corriente en uno de 60° de modo que su potencia máxima es P2 = VF * IF* cos(30° - 60° ) P2 = VF * IF* cos (-30° ) P 2 = (raiz3 / 2) * VF * IF Entonces, la potencia máxima del grupo delta-abierto se expresa P = raiz3 * VF * IF

La corriente nominal es la misma en cada transformador, aun si hay dos o tres de éstos. El voltaje también es el mismo en cada uno de ellos; así que la relación de la potencia de salida disponible en el grupo delta abierto y la potencia de salida disponible del grupo trifásico normal es PD -abierta / P3-fases = (raiz3 * VF * IF) / (3 * VF * IF) = 1 / raiz3 = 0.577 La potencia disponible que sale del grupo en delta-abierta es sólo el 57.7% de la potencia nominal del grupo original. Una buena pregunta que nos podríamos hacer es: ¿Qué pasaría con el resto de la capacidad nominal del grupo en delta abierta? Después de todo, la potencia total que pueden entregar los dos transformadores juntos son las dos terceras partes de la capacidad nominal del grupo original. Para averiguarlo, examine la potencia reactiva del grupo en delta abierta. La potencia reactiva del transformador 1 es Q 1 = VF * IF * sen (150°- 120°) Q 1 = VF * IF * sen 30° Q 1 = 0.5 * VF* IF La potencia reactiva del transformador 2 es Q 1 = VF * IF * sen (30°- 60°) Q 2 = VF * IF * sen (-30°) Q 2 = -0.5 * VF * IF Así, un transformador está produciendo la potencia reactiva que el otro está consumiendo. Este intercambio de energía entre los dos transformadores es él que limita la salida al 57.7% de la potencia nominal del grupo original, en lugar del 66.7% esperado en otras condiciones. Otra alternativa para considerar la potencia indicada de la conexión delta-abierta es que el 86.7% de la potencia nominal de los dos transformadores restantes se puede usar. La conexión delta abierta también se emplea cuando ocasionalmente es necesario suministrar una pequeña potencia trifásica a una carga principal monofásica. En tal caso se emplean esta conexión, en la cual el transformador T2 es mucho más grande que T1.

Conclusiones: En esta investigación aprendí las características de la configuración delta abierta en transformadores y cuando se usa y las fórmulas algebraicas que se utilizan en esta configuración. Esta conexión también se conoce como conexión V y se conoce como una conexión temporal o de emergencia realizada con un circuito eléctrico trifásico en el que se omite uno de los tres transformadores. La conexión delta abierta es utilizada, además, en el caso que se deseen suministrar pequeñas cantidades de potencia trifásica combinada con carga monofásica, para poder aplicarla el transformador T2 debe ser más grande que el transformador T1. Además, que esta conexión no produce desfasaje del voltaje por secundario entre la carga trifásica y la monofásica. La conexión delta abierta tiene grandes pérdidas de capacidad con

respecto al grupo trifásico, con valores que están en el orden de un 42.3 %, en un final, la potencia total que los dos transformadores restantes pueden suministrar equivale a dos tercios del valor nominal del banco original....