Sistema Sep

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CAPITULO 5: TRANSFORMADORES.
5.1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES.
Los transformadores son los dispositivos que enlazan los generadores con las líneas de transmisión y
éstas con otras que operan a diferentes tensiones. Los transformadores, en un sistema eléctrico de
potencia, se pueden clasificar en transformadores de generadores; de transmisión y de control.
Los primeros se utilizan paraelevar la tensión, desde el nivel de generación al de transmisión. En el
S.I.C. (Sistema Interconectado Central) los valores más empleados en la generación son 12,5; 13,2 y
13,8 [kV].
Los transformadores de transmisión, se emplean para modificar los valores de la tensión entre los
distintos niveles normalizados de transmisión. De acuerdo a lo revisado anteriormente, la transmisión en
Chileopera en 66; 110; 154; 220 y 500 [kV].
Los transformadores de control, se usan fundamentalmente para regular el flujo de potencias activa y
reactiva en las líneas de un sistema.
Con el objeto de resolver problemas específicos, es necesario disponer de modelos adecuados para
representar los transformadores trifásicos según sus diversas condiciones de operación. Usualmente los
modeloscorresponden a circuitos equivalentes que facilitan los cálculos y análisis. En particular interesan
los circuitos equivalentes en “tanto por uno” (p.u.) y las redes de secuencia de los transformadores de dos
y tres enrollados. En este capítulo, se analizarán los circuitos equivalentes en p.u. y las redes de
secuencia se examinarán en forma posterior. En atención a estas consideraciones revisaremosinicialmente el sistema en por unidad.
5.2: EL SISTEMA EN “POR UNIDAD”.
Es un sistema adimensional en el que se expresan las cantidades eléctricas; V; I; Z; S, etc., como una
proporción de magnitudes base o referencias apropiadas.
A primera vista, este método de cálculo puede aparecer como una complicación innecesaria, pero en la
práctica tiene decididas ventajas como las siguientes:
-

-

-Existen menos posibilidades de error por mezclar tensiones fase neutro con tensiones entre fases;
potencias monofásicas con potencias trifásicas y tensiones primarias con secundarias en el caso de
haber transformadores.
Simplifica los cálculos cuando hay varios transformadores, puesto que se elimina la necesidad de
referir cantidades de un lado al otro de cada transformador. En particular,las impedancias en p.u.; si
se expresan en una base adecuada, son idénticas referidas a uno u otro lado de un transformador.
Este hecho no se ve afectado por la conexión de los enrollados (∆, Y; etc.).
Los valores en p.u. dan información sobre magnitudes relativas que es muy útil. Por ejemplo, las
impedancias de los componentes de un SEP, expresadas en p.u.; b.p. (base propia) estáncircunscritos a un rango bastante estrecho, lo que facilita su verificación y permite usar valores
supuestos cuando no se dispone de valores exactos.
El sistema en p.u. es indispensable para trabajos en el A.R.C.A. (Analizador de Redes de Corriente
Alterna) ya que estos son fabricados cubriendo un rango muy específico de impedancias. Esto obliga
a trabajar con sistemas escalados en cuanto a lasmagnitudes de parámetros y variables. Esta última
ventaja resulta cada día menos significativa, dado que los computadores digitales se han
popularizado grandemente en desmedro de las máquinas analógicas.

5.2.1: Circuitos Monofásicos: Las variables de circuitos; V; I; S; Z; son cantidades relacionadas entre sí,
de manera que con fijar dos cantidades base, quedan automáticamente determinados lasotras dos.
Usualmente se emplea la tensión expresada en [kV] y la potencia aparente en [MVA] como bases de
referencia, por lo que las bases de corriente en [A] e impedancia en [Ω] deben expresarse en función de
las primeras. Así se tiene:

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IB =

ZB =

SB
kVA B MVA B
=
=
∗ 10 3
VB
kVB
kVB

[A]

(5.1)

2
2
VB
kVB
(kV ) B
(kV ) B
=
∗ 10 3 =
∗ 10 3 =
[Ω]
IB
IB...