Operaci贸n en Paralelo de Transformadores Monof谩sicos

<p style=”text-align: justify;”>La operaci贸n en paralelo de dos o m谩s Transformadores significa que todos los Transformadores Primarios est谩n conectados con el suministro com煤n y sus Secundarios est谩n alimentando a un bus com煤n a trav茅s del cual se conecta la carga. La operaci贸n en paralelo de los Transformadores requiere que sus Primarios y Secundarios est茅n conectados en paralelo.

La operaci贸n en paralelo de dos o m谩s Transformadores tiene muchas ventajas en comparaci贸n con un solo Transformador grande. Aunque el uso de un solo transformador grande en lugar de dos o m谩s transformadores conectados en paralelo es econ贸mico, debido a las siguientes ventajas, se prefiere la operaci贸n en paralelo de los transformadores cuando sea necesario:

  • Con dos o Transformadores, el Sistema de Potencia se vuelve m谩s confiable. Deje que un transformador desarrolle una falla, luego el transformador defectuoso se puede quitar del circuito mientras se mantiene la fuente de alimentaci贸n a un nivel reducido a trav茅s de transformadores saludables. De esta manera, Power System se vuelve m谩s confiable.
  • Dependiendo de la carga, los transformadores se pueden encender o apagar. De esta forma, se reducen las p茅rdidas del Transformador y el sistema se vuelve m谩s eficiente y econ贸mico.
  • Si la demanda de energ铆a aumenta con el tiempo, se puede poner en servicio un transformador de repuesto adicional para satisfacer la demanda de energ铆a.

Condici贸n para la Operaci贸n en Paralelo de Transformadores:

Las diversas condiciones que deben cumplirse para el funcionamiento en paralelo de dos o m谩s Transformadores Monof谩sicos son:

a) Los Transformadores deben tener la misma relaci贸n de tensi贸n, es decir, con Primarios de Transformadores conectados a la misma alimentaci贸n; 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 clasificaci贸n de kVA igual.

c) La relaci贸n 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 se帽alar que la condici贸n a) debe cumplirse estrictamente para el funcionamiento en paralelo de los Transformadores. Una diferencia en el voltaje secundario conducir谩 a una corriente circulante en el devanado secundario que puede da帽ar el devanado.

Si los dos transformadores A y B tienen la misma relaci贸n de voltaje, eso significa que el voltaje secundario sin carga es igual. Si la ca铆da 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 habr谩 corriente circulante.

Ea = Mib

A continuaci贸n 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. Aqu铆 V es el voltaje terminal secundario com煤n, 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 ecuaci贸n de voltaje para el Transformador A,

Ea 鈥 IaZea = V = IZ

Ya que, Ea = Eb entonces

Mib 鈥 IaZea = IZ 鈥︹︹︹︹︹︹(1)

Ecuaci贸n de voltaje para el transformador B,

Eb 鈥 IbZeb = V = IZ 鈥︹︹︹︹︹(2)

De la ecuaci贸n (1) y (2),

Eb 鈥 IaZea = Eb 鈥 IbZeb

Por lo tanto,

IaZea = IbZeb

Vemos que la ca铆da 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 continuaci贸n.

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聽/ (Zea+Zeb) ]xI

Ib = [ Zea聽/ (Zea+Zeb) ]xI

Multiplicando ambos lados por el voltaje de carga V,

VIa = IVx[ Zeb聽/ (Zea+Zeb) ] 鈬 Sa = S[ Zeb聽/ (Zea+Zeb) ]

VIb = IVx[ Zea聽/ (Zea+Zeb) ] 鈬 Sb = S[ Zea聽/ (Zea+Zeb) ]

Cuando se operan m谩s de dos transformadores en paralelo, la ecuaci贸n de voltaje de estos transformadores dice Transformador A, B, C, D鈥., se puede escribir como

Ea 鈥 IaZea = Eb 鈥 IbZeb=鈥︹= IZ = V

Si ning煤n voltaje de carga de estos transformadores es igual, es decir, Ea = Eb = Ec = 鈥.= E entonces

E 鈥 IaZea = E 鈥 IbZeb = 鈥.= V

La ecuaci贸n anterior muestra que, el transformador con un valor m谩s bajo de corriente a plena carga debe tener un valor m谩s alto de impedancia de fuga equivalente en ohmios para satisfacer la ecuaci贸n anterior. Por lo tanto, podemos decir que, para que los transformadores compartan la carga en proporci贸n a su clasificaci贸n de kVA, deben tener una impedancia de fuga equivalente inversamente proporcional a su clasificaci贸n 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 operaci贸n en paralelo.

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