24





Modelo práctico del transformador de distribución trifásico para análisis de transitorios de baja frecuencia: Identificación de parámetros
Practical model of three-phase distribution transformer for low-frequency transients analysis: Parameter identification
 
Jorge E. Celis-Montero1 Ferley Castro-Aranda1 Juan A. Martinez-Velasco2
 
1GRALTA-Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.Universidad del Valle. Calle 13 N°. 100-00. Cali, Colombia. E-mail: jorge.celis@correounivalle.edu.co; ferley@ieee.org
2Departament d'Engyniería Eléctrica. Universitat Politécnica de Catalunya. Av. Diagonal 647, CP 08028. Barcelona, España. E-mail: martinez@ee.upc.edu

RESUMEN
Para el análisis de los fenómenos transitorios que se originan durante la operación de los transformadores eléctricos, sepueden emplear los modelos implantados en las herramientas de simulación tipo EMTP. Algunos de estos modelos requieren la especificación de parámetros que son difíciles de obtener a partir de ensayo como la característica de saturación de las piernas y los yugos, debido a la interconexión predeterminada de los devanados, o que pueden ser propiedad de los fabricantes de transformadores como lasdimensiones relativas del núcleo. En este artículo se propone un modelo para el transformador trifásico de tres columnas que es útil para el análisis de transitorios de baja frecuencia y cuyos parámetros pueden ser determinados mediante pruebas de laboratorio convencionales. El modelo ha sido implantado en EMTP y validado por comparación de resultados obtenidos por simulación con resultados derivadosmediante pruebas de laboratorio.
Palabras clave: Transformador trifásico, análisis transitorio, modelo, EMTP, saturación.

ABSTRACT
In order to analyse transient phenomena originated during electrical transformers operation, models implemented in simulation tools EMTP-type can be used. Some of these models need the specification of parameters that can be difficult to obtain by testing, such as thesaturation characteristic of the legs and the yokes, due to the predetermined interconnection of the windings or might be property of transformer's manufacturers, such as the relative dimensions of the core. This paper proposes a three-phase three-legged transformer model that can be used for analysis of low-frequency transients and whose parameters can be determined using conventional laboratorytests. The model has been implemented in an EMTP-type program and validated by comparing simulation results with real measurements obtained from laboratory tests.
Keywords: Three-phase transformer, transient analysis, model, EMTP, saturation.

INTRODUCCIÓN
El desarrollo de un modelo de transformador trifásico adecuado para el análisis de fenómenos transitorios ha sido un objetivo al que se le hadedicado un gran esfuerzo durante los últimos años [1-3]. Un modelo de transformador es ampliamente dependiente del rango de frecuencias en donde se ubique el transitorio a analizar [3]. Para el análisis de procesos transitorios originados durante la energización de un transformador o en condiciones de ferroresonancia, los cuales contienen frecuencias en un rango que va de unos pocos Hz hasta unospocos kHz [3], se debe emplear un modelo adecuado para baja frecuencia en el que se incorporen los efectos de la saturación, así como las pérdidas en el núcleo y los devanados del transformador [1].
Entre los modelos de transformador existentes para el análisis de transitorios de baja frecuencia en los que sea fundamental la representación del núcleo se pueden distinguir al menos dos grupos: losmodelos basados en dualidad y los modelos híbridos.
Un modelo basado en dualidad incluye una representación completa del núcleo del transformador al que se le añade la representación de los devanados. El modelo resultante incluye únicamente elementos eléctricos, lo que facilita su implantación [5-8]. Por otra parte, el modelo híbrido integra las características del modelo basado en dualidad con...