Selección de transformadores de generación

TRANSFORMADOR DE INTERCONEXIÓN.

La interconexión de un generador con la red de potencia en forma directa, es desaconsejable y riesgosa, principalmente en caso de conectarse a líneas aéreas, ya que los generadores poseen nivel de aislamiento incompatible con el correspondiente del sistema de potencia.
Requiriendo de un transformador de interconexión, cuyas funciones son: adecuar los niveles detensión, evitar la inyección de corriente continua al sistema, bloquear las armónicas triples, controlar las de corrientes de cortocircuito, facilitar la detección de sobrecorrientes desde el sistema y evitar las sobretensiones por resonancia. No existen especificaciones rígidas al respecto, por la variedad de sistemas en uso en el mundo, no obstante se dispone de recomendaciones de las empresaseléctricas, y hasta el año 1996 existía la Norma ANSI/IEEE 1001-1988, que presentaba los tipos de conexión, analizando sus ventajas y desventajas.
Las formas posibles de conectar este transformador son: a. Triángulo del lado del generador y estrella aislada de tierra del lado del sistema, b. Triángulo del lado del generador y estrella puesta a tierra rígida en el otro, c. Triángulo del lado delgenerador y estrella puesta a tierra no-rígida del lado del sistema, d. Triángulo en ambos lados, e. Estrella puesta a tierra del lado del generador y triángulo del lado del sistema, f. Estrella puesta a tierra en ambos lados, y g. Estrella del lado del generador y estrella puesta a tierra rígida del lado del sistema.

a. Triángulo del lado del generador y estrella aislada de tierra del ladodel sistema

Si el sistema eléctrico es de cuatro conductores, con el cuarto o neutro multi-aterrado, a fin de facilitar la utilización de transformadores monofásicos (fase-neutro), la conexión a tierra del neutro del transformador es una solución de compromiso entre la seguridad de las cargas monofásicas y la sensibilidad de la protección del sistema frente a fallas a tierra. También se usa ladistribución empleando tres conductores, que dependiendo de las características del sistema eléctrico, puede resultar económica. Se ahorra un conductor y sus correspondientes elementos de sujeción, pero encarece por el nivel de aislamiento de los equipos, lo que está relacionado con las características alcanzables en las puestas a tierra. En caso de tener aislado el centro de estrella deltransformador del generador, la presencia de una falla monofásica en el alimentador produce un desplazamiento del neutro, cuyo nivel depende de la resistencia de falla. Si ésta es nula, la tensión sobre las fases sanas pasa de ser fase-neutro a fase-fase en las proximidades de la falla. Esta situación se mantiene aún después de haber operado el interruptor del alimentador, mientras el generador continúealimentando la falla. Sobretensión que es perjudicial para el aislamiento de los equipos, puede cebar los descargadores de sobretensión y dañarlos, como también sobresaturar los transformadores monofásicos, estableciendo el flujo en zonas no preparadas para sostenerlo. A fin de evitar esta sobretensión, se emplea la regla denominada 2:1, que indica que la carga conectada al generador “en isla” debeser de al menos el 200% de su potencia, considerando que la sobretensión es controlada en amplitud por la carga y en duración por la protección. Esta conexión, bloquea el paso hacia el sistema, de las armónicas triples, que puede generar el generador.

b. Triángulo del lado del generador y estrella puesta a tierra rígida del lado del sistema

La puesta a tierra rígida del centro de estrelladel equipo de interconexión, evita el corrimiento del neutro frente a falla monofásica, por lo que no somete a sobretensiones a las fases sanas. Este nuevo camino a tierra modifica la distribución de la componente de secuencia cero, repartiéndola entre la puesta a tierra del transformador de la subestación o del alimentador y el homólogo del generador. Los valores de repartición dependen de las...