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DETERMINACION DE CONSTANTES GENERALES DE UN TRANSFORMADOR CUADRIPOLO
1.- METODOLOGÍA
En el estudio se consideró que las tensiones inducidas en las líneas de distribución tienen aproximadamente la misma amplitud y forma de onda en las tres fases, pues el espaciamiento entre las fases de las líneas de distribución es generalmente mucho menor que la distancia hasta el lugar de la descarga.Además, los transformadores de distribución son normalmente protegidos por pararrayos resultando valores de tensión de las mismas características sobre los terminales primarios del transformador. El transformador de distribución fue considerado como un cuadripolo, siendo determinadas las impedancias en función de la frecuencia. Considerándose el cuadripolo lineal e invariante en el tiempo, y siendo V1,I1 e V2, I2 las tensiones e corrientes de entrada y salida del cuadripolo, respectivamente, la relación (1) puede ser obtenida.

Donde:
Z11 = impedancia de entrada del cuadripolo;
Z22 = impedancia de salida del cuadripolo;
Z12 e Z21 = impedancias de transferencia del cuadripolo.
Basada en esa relación, el circuito equivalente fue establecido (Figura 1), donde:
Z1 = impedancia entre elprimario y tierra;
Z2 = impedancia entre el secundario y tierra;
Z3 = impedancia entre el primario y secundario.
Considerando la expresión (1) y el circuito equivalente de la Figura 1, se puede determinar las expresiones relacionando Z11, Z22 y Z21 a Z1, Z2 y Z3. Las características del transformador, son representadas por las impedancias Z11, Z21 y Z22, determinadas a través de la utilizaciónde un generador de señales, donde fueron aplicados valores de voltaje, en forma de onda sinusoidal, en la banda de frecuencia de 10 kHz a 1 MHz. En ese trabajo se utilizó como excitación una forma de onda de impulso (1,2/50 m s), siendo registrados los valores de voltaje y de corriente para obtención de las impedancias Z11, Z21 y Z22 del transformador. Para la determinación de las impedancias y dela función de transferencia, las señales registradas en el dominio del tiempo fueron descompuestas por medio de series de Fourier, obteniéndose el espectro de frecuencias de cada señal. A partir de esos datos fueron determinados los módulos y las fases de las impedancias y, también, de la función de transferencia en función de la frecuencia. Este procedimiento fue inicialmente investigado paraanalizar su viabilidad, siendo adoptado, ya que la caracterización de los transformadores en laboratorio es obtenido de forma más rápida.
El paso siguiente fue la determinación de las impedancias Z1, Z2 y Z3 en función de la frecuencia utilizándose los valores de las impedancias Z11, Z22 y Z21. A partir de las características de Z1, Z2 y Z3, fue investigada la representación de cada una de esasimpedancias, separadamente, a través de elementos resistivos (R), inductivos (L) y capacitivos (C). En una segunda etapa fueron realizadas simulaciones con el circuito equivalente, siendo las impedancias Z1, Z2 y Z3 representadas por los parámetros RLC determinados anteriormente. A través de simulaciones computacionales fueron comparadas las curvas de la función de transferencia y de las impedanciasde entrada, de transferencia y de salida, con relación a los módulos y fases, presentadas por el circuito equivalente y por el transformador representado por el cuadripolo. En función de los resultados, los parámetros RLC del circuito equivalente fueron ajustados. La validación del modelo de transformador fue realizada comparando los resultados obtenidos en las simulaciones y en los ensayos delaboratorio.
La carga fue colocada directamente en los terminales secundarios del transformador. Fueron comparadas las respuestas del modelo y del transformador para una excitación a través de la tensión de impulso con forma de onda normalizada y con formas de onda típicas de tensiones inducidas por descargas atmosféricas. El efecto de la carga en el secundario del transformador fue entonces...