<p style=”text-align: justify;”>La operación en paralelo de dos o más Transformadores significa que todos los Transformadores Primarios están conectados con el suministro común y sus Secundarios están alimentando a un bus común a través del cual se conecta la carga. La operación en paralelo de los Transformadores requiere que sus Primarios y Secundarios estén conectados en paralelo.
La operación en paralelo de dos o más Transformadores tiene muchas ventajas en comparación con un solo Transformador grande. Aunque el uso de un solo transformador grande en lugar de dos o más transformadores conectados en paralelo es económico, debido a las siguientes ventajas, se prefiere la operación en paralelo de los transformadores cuando sea necesario:
- Con dos o Transformadores, el Sistema de Potencia se vuelve más confiable. Deje que un transformador desarrolle una falla, luego el transformador defectuoso se puede quitar del circuito mientras se mantiene la fuente de alimentación a un nivel reducido a través de transformadores saludables. De esta manera, Power System se vuelve más confiable.
- Dependiendo de la carga, los transformadores se pueden encender o apagar. De esta forma, se reducen las pérdidas del Transformador y el sistema se vuelve más eficiente y económico.
- Si la demanda de energía aumenta con el tiempo, se puede poner en servicio un transformador de repuesto adicional para satisfacer la demanda de energía.
Condición para la Operación en Paralelo de Transformadores:
Las diversas condiciones que deben cumplirse para el funcionamiento en paralelo de dos o más Transformadores Monofásicos son:
a) Los Transformadores deben tener la misma relación de tensión, es decir, con Primarios de Transformadores conectados a la misma alimentación; sus Secundarios deben tener el mismo voltaje.
b) La impedancia de fuga equivalente en ohmios debe ser inversamente proporcional a su respectivo valor nominal en kVA. En otras palabras, podemos decir que todos los transformadores deben tener su impedancia de fuga por unidad basada en su propia clasificación de kVA igual.
c) La relación entre la reactancia de fuga equivalente y la resistencia equivalente, es decir, xe / re, debe ser la misma para todos los transformadores.
d) Los Transformadores deben estar correctamente conectados teniendo en cuenta sus polaridades.
Cabe señalar que la condición a) debe cumplirse estrictamente para el funcionamiento en paralelo de los Transformadores. Una diferencia en el voltaje secundario conducirá a una corriente circulante en el devanado secundario que puede dañar el devanado.
Si los dos transformadores A y B tienen la misma relación de voltaje, eso significa que el voltaje secundario sin carga es igual. Si la caída de la impedancia de fuga primaria para los transformadores A y B es la misma, entonces los voltajes de los terminales secundarios Ea y Eb deben ser los mismos y, por lo tanto, no habrá corriente circulante.
Ea = Mib
A continuación se muestra el circuito equivalente para dos Transformadores A y B referidos al lado secundario.
Consideremos la figura del lado izquierdo que se muestra arriba. Aquí V es el voltaje terminal secundario común, la corriente de carga I es compartida como Ia e Ib por los Transformadores A y B respectivamente. La impedancia de carga es Z.
La ecuación de voltaje para el Transformador A,
Ea – IaZea = V = IZ
Ya que, Ea = Eb entonces
Mib – IaZea = IZ …………………(1)
Ecuación de voltaje para el transformador B,
Eb – IbZeb = V = IZ ………………(2)
De la ecuación (1) y (2),
Eb – IaZea = Eb – IbZeb
Por lo tanto,
IaZea = IbZeb
Vemos que la caída de impedancia de fuga equivalente para ambos transformadores es igual, por lo tanto, podemos volver a dibujar el modelo de circuito como se muestra a continuación.
Como la corriente de carga total I es compartida por los Transformadores A y B, por lo tanto, usando la Ley de corriente de Kirchhoff,
Ia = [ Zeb / (Zea+Zeb) ]xI
Ib = [ Zea / (Zea+Zeb) ]xI
Multiplicando ambos lados por el voltaje de carga V,
VIa = IVx[ Zeb / (Zea+Zeb) ] ⇒ Sa = S[ Zeb / (Zea+Zeb) ]
VIb = IVx[ Zea / (Zea+Zeb) ] ⇒ Sb = S[ Zea / (Zea+Zeb) ]
Cuando se operan más de dos transformadores en paralelo, la ecuación de voltaje de estos transformadores dice Transformador A, B, C, D…., se puede escribir como
Ea – IaZea = Eb – IbZeb=……= IZ = V
Si ningún voltaje de carga de estos transformadores es igual, es decir, Ea = Eb = Ec = ….= E entonces
E – IaZea = E – IbZeb = ….= V
La ecuación anterior muestra que, el transformador con un valor más bajo de corriente a plena carga debe tener un valor más alto de impedancia de fuga equivalente en ohmios para satisfacer la ecuación anterior. Por lo tanto, podemos decir que, para que los transformadores compartan la carga en proporción a su clasificación de kVA, deben tener una impedancia de fuga equivalente inversamente proporcional a su clasificación de kVA.
Por ejemplo, si el transformador de 1000 kVA tiene una impedancia de fuga equivalente Zea = 2 ohmios, entonces el transformador de 500 kVA debe tener Zeb = 4 ohmios para la operación en paralelo.
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