transformadores de tensión

transformadores de tensión

Transformadores de tensión

Si consideramos un Transformadores de tensión con neutro aislado o puesto a tierra a través de una impedancia muy elevada con transformadores de medida entre cada fase y tierra instalados para permitir controlar el potencial de cada fase, se puede decir que cada uno de estos transformadores son inductancias con núcleo saturable. Por otro lado, cada línea de la red presenta, con relación a tierra, una cierta capacidad.

Se observa, por ello, que pueda aparecer entre cada fase y tierra un circuito paralelo inductivo-capacitivo susceptible de dar lugar a una ferroresonancia.

En los circuitos de MT con el neutro aislado o conectado a tierra por medio de una impedancia de valor elevado, si se produce un cortocircuito a tierra en una de las fases, la tensión respecto a tierra de las otras dos fases, aumenta pudiendo llegar a ser de valor próximo al de la tensión entre fases es decir 1,73 Vo (Vo tensión simple fase-neutro).

Si en el circuito hay transformadores de tensión (TT) conectados entre fase y tierra, pueden producirse por esta causa (cortocircuito a tierra) unas importantes sobretensiones en dichos TT, debidos a un fenómeno de resonancia entre la inductancia L del TT y la capacidad C respecto a tierra. Dichas inductancia L y capacidad C están en paralelo. Este sería el fenómeno denominado “ferrorresonancia” y puede provocar graves averías en los TT’s.”Transformadores de tensión

Para evitarlo es usual la siguiente solución, posible cuando hay tres TT con los segundos secundarios (“arrollamientos de tensión residual”) conectados entre sí formando un triángulo abierto:

Se conecta una resistencia óhmica entre los bornes de dicho triángulo abierto. En situación normal (sin defecto a tierra) no hay tensión entre los bornes del triángulo abierto y por tanto no circula corriente por la resistencia. Ahora bien en caso de defecto a tierra de una de las fases, aparece una tensión entre los bornes del triángulo abierto y la consiguiente corriente por la resistencia. Esta corriente produce un efecto amortiguador de la ferrorresonancia. El valor de esta resistencia, por ejemplo, en el caso de TT’s de potencia 150 VA y arrollamiento de tensión residual = 100/3 V,  sería:  R = 3 raiz 3 (100/3)^2 /150 = 38,5 ohmios y su potencia de: (3×100/3)^2 / 38,5 = 26 W.

Un síntoma característico de la destrucción de los TT por ferrorresonancia es que el arrollamiento primario estaría completamente destruido y el secundario intacto,

 

Transformadores de potencia

Un transformador está constituido por conductores bobinados alrededor de un núcleo magnético. Su conjunto está formado por resistencias (la de los conductores), reactancias (las bobinas) y capacidades (entre espiras, entre arrollamientos y entre estos y masa).

En baja frecuencia es fácil calcular un valor global de este conjunto de impedancias donde las capacidades suelen tener un valor muy reducido. Sin embargo, en frecuencias elevadas no sucede lo mismo.

Los efectos capacitivos suelen ser importantes y por tanto, se hace necesario descomponer el transformador en un cierto número de circuitos elementales compuestos cada uno de resistencia, inductancia y capacidad.

El conjunto puede ser considerado como un ensamblaje complejo de circuitos resonantes en paralelo. La impedancia global de un sistema así es una función compleja

En una parte elemental de este complejo circuito, puede verse incrementada su impedancia hasta el infinito para una determinada frecuencia, los otros elementos conservan sus valores de impedancia más bajos, el resultado es que la tensión no se reparte uniformemente a lo largo del bobinado sino que se concentra casi en su totalidad en la parte en resonancia.

Una tensión elevada puede aparecer exclusivamente entre dos conductores muy próximos y ser superior a la tensión de ruptura entre estos dos conductores. La repartición de la tensión debida a una corriente armónica puede no ser lineal a lo largo de una bobina y concentrarse en un punto superando, igualmente su tensión de ruptura.

La puesta en tensión de un Transformadores de tensión en vacío puede ser el fenómeno transitorio que provoque la ferroresonancia. En efecto, según el instante de conexión puede registrarse una fuerte asimetría de corriente magnetizante. La onda de corriente presentará puntas muy importantes en un sentido y nulas en sentido inverso así como un descenso exponencial de la componente continua. La amplitud de la corriente es aproximadamente 100 veces la corriente nominal. Estas puntas de corriente de una determinada polaridad, corresponden a un estado de saturación importante del circuito magnético del Transformadores de tensión. La componente continua de la corriente cargaría las capacidades de la red, provocando la aparición de una tensión entre el punto neutro y tierra permitiendo su oscilación y entrar en régimen de ferroresonancia.