Transformadores en Paralelo
Transformadores en Paralelo
Transformadores en Paralelo
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tengan las mismas tensiones asignadas en el primario y en el secundario; es decir, la
misma relacin de transformacin.
Por lo tanto, interesa que las tensiones relativas de cortocircuito cc de todos los
transformadores sean iguales para que queden igualmente cargados y se verifique siempre
que:
CA = CB = = CM
En resumen, las condiciones que obligatoriamente deben cumplir los transformadores que
se desean conectar en paralelo son stas:
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obliga a que todos los transformadores tengan la misma tensin primaria y tambin la
misma tensin secundaria. En consecuencia, en todos los transformadores puestos en
paralelo se produce la misma cada de tensin. De este hecho se van a obtener unas
relaciones muy interesantes, como se va a comprobar seguidamente.
En esta figura se han utilizado los subndices A y B para designar a las magnitudes
de los transformadores A y B, respectivamente, y el subndice T para las corrientes totales
del conjunto de los dos transformadores en paralelo. Las tensiones V 1 y V2 son comunes
a ambos aparatos.
Para el estudio de la cada de tensin basta con utilizar la parte del circuito
equivalente de la Fig. 1 que est encerrada dentro de la lnea de trazos. En resumen, se va
a trabajar con el circuito equivalente de la Fig. 2.
Por otra parte, en muchas ocasiones, a poco importante que sea la corriente que
circula por el secundario, se podr despreciar la corriente de vaco, I T0, en el circuito
equivalente de la Fig. 2. Esto significa el considerar que se verifica que
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Si I T0 << I'T2 I T1 IT2
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Potencia mxima total
CJ = 1
=
CA Acc = Jcc C Jcc
A
CA Acc = CJ Jcc Ac
c
Jcc
SA = SAN
Acc
A2 B2
Se observa, pues, que las corrientes que circulan por los transformadores en
paralelo prcticamente estn en fase. Por ello no se comete un error apreciable al
sumarlas aritmticamente y no vectorialmente:
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En el caso de que no se pudiera aceptar que A2 B2 es preciso operar con complejos y
la expresin anterior se convierte en
Ejemplo:
a) Calcular la mxima potencia aparente (STN) que puede proporcionar el conjunto de estos dos
transformadores en paralelo sin sobrecargar ninguno de ellos.
b) Estos transformadores estn alimentando una carga que demanda 810 kW con factor de
potencia 0,9 inductivo. Calcular la potencia aparente que suministra cada uno de ellos.
Resumen de datos:
mT = 12 000/3000 V f = 50 Hz
Transformador A: Yd5 SAN = 800 kVA Acc = 4%
Transformador B: Dy5 SBN = 500 kVA Bcc = 5%
Carga total: 810 kW cos 2T = 0,9 inductivo
Resolucin:
a) El transformador que quedar ms cargado ser el A por ser el que tiene una tensin de
cortocircuito menor (Acc < Bcc). Suponiendo que los ngulos cc de ambos
transformadores tienen valores parecidos se pueden sumar aritmticamente las
potencias aparentes de estos transformadores sin cometer un error excesivo.
Acc 4
STN = SAN + SBN = 800 + 500 = 1200 kVA
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Bcc 5
Al aplicar la frmula anterior hay que tener cuidado de expresar todas las potencias con la
misma unidad (kVA en este caso).
Es ms, en un caso totalmente desfavorable la potencia STN puede ser inferior a la potencia
asignada de uno de los transformadores, dndose la paradoja que con uno slo de los
transformadores se puede proporcionar ms potencia que con varios en paralelo.
As, si se tuvieran dos transformadores en paralelo iguales a los del enunciado de este
ejemplo, salvo que las tensiones relativas de cortocircuito fueran Acc = 10% y Bcc =
2%, sucedera, segn relacin (7), que la potencia S TN vale 660 kVA; lo cual es inferior
a SAN ( = 800 kVA). En este caso el transformador A funcionando solo podra
suministrar ms potencia que acoplado en paralelo con el transformador B.
b) Como la potencia que consume la carga viene expresada en kW se trata de la potencia activa
total en el secundario P2T. Por lo tanto, la potencia aparente total vale:
cos 2T 0 , 9
Como esta potencia es inferior a STN estos transformadores podrn suministrarla sin sobrecargar
ninguno de ellos.
CA Acc = CB Bcc
SA + SB = ST
Modificando la primera de las dos ecuaciones anteriores se obtiene este nuevo sistema:
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SA Acc = SB BccSA 4 = S B 5
S
AN SBN 800 500
SA + SB = STSA + SB = 900
En el sistema de ecuaciones anterior hay que tener cuidado de utilizar la misma unidad para
todas las potencias (kVA en este caso).
Cuando la carga demanda a los dos transformadores en paralelo una potencia de 810 kW
con un factor de potencia 0,9 inductivo, el transformador A suministra SA = 600 kVA y
el transformador B proporciona SB = 300 kVA.
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que se convierte en
Tcc C T = Jcc CJ
CJ = 1 CT = 1
Tcc = Jcc
El valor del parmetro TRcc ser tal que haga que las prdidas en el cobre asignadas
del transformador equivalente sean iguales a la suma de las prdidas en el cobre
del conjunto de los transformadores en paralelo cuando estn proporcionando la
potencia STN.
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Conexin de motores trifsicos a la red
Hasta ahora vimos como realizar una carga trifsica a partir de impedancias
monofsicas. Sin embargo, hay receptores que son fabricados como cargas trifsicas y
sus impedancias de fase no se pueden conectar por separado. Son sobretodo
los motores y los transformadores trifsicos.
Los motores trifsicos presentan lgicamente tres devanados (tres impedancias) y seis
bornes. Los fabricantes, para facilitar las conexiones (sobretodo el tringulo), disponen
en la caja de bornes una colocacin especial de estos. Observa la Fig y fjate que las
conexiones para realizar un tringulo son:
- X con V
- Y con W
- Z con U
En vista de esto, la caja de bornes viene distribuida como puedes ver , lo que ayuda
mucho para conectar en tringulo pues este se realiza uniendo bornes en vertical,
mediante conectores o chapas metlicas.
En la siguiente Fig. podemos ver la placa de caractersticas tcnicas de un motor
trifsico. Observa que la potencia, velocidad y frecuencia nominales son 15 (Kw), 2910
(rpm) y 50 (Hz) respectivamente. Pero y la tensin y corriente nominales?
Estas magnitudes dependen de la conexin de los devanados del motor. Por un lado
puedes ver que la tensin y corriente nominales son 400(V), 29 (A) en conexin
estrella y 230 (V), 50 (A) en conexin tringulo. Los motores y las cargas trifsicas en
general, son flexibles y pueden conectarse a redes con distinta tensin de lnea, sin
ms que variar la conexin. En Fig. de la derecha puedes ver dibujadas ambas
conexiones; observa que la tensin nominal de cada devanado es 230 (V), tanto
en estrella como en tringulo y que este valor no se puede superar, sino el motor
se sufrir calentamientos excesivos.