Diagrama Vectorial do Transformador Unha Ferramenta Esencial para a Análise de Fallos
Un transformador é un dispositivo que transmite enerxía eléctrica dun circuito a outro mediante indución electromagnética. Os transformadores son amplamente utilizados en sistemas de enerxía para aumentar ou diminuír as voltaxes, aislar circuitos e equilibrar cargas. Os transformadores poden clasificarse en diferentes tipos segundo a súa construción, configuración de bobinas e grupo vectorial.
O diagrama vectorial dun transformador é unha representación gráfica das relacións fasoriais entre as voltaxes e correntes dun transformador. É unha ferramenta esencial para comprender o rendemento e o comportamento dun transformador baixo varias condicións de operación e escenarios de fallo.
Neste artigo, explicaremos o que é un diagrama vectorial dun transformador, como debuxalo e como usalo para análise de fallos. Tamén discutiremos os diferentes tipos de conexións de transformador e grupos vectoriais e as súas implicacións para a protección e a coordinación do sistema de enerxía.
Que é un Diagrama Vectorial?
Un diagrama vectorial é un diagrama no que se pode representar un ou máis vectores. Un vector é unha magnitude que ten tanto magnitudo como dirección. Na enxeñaría eléctrica, as magnitudes alternantes como as voltaxes e as correntes adoitan representarse por vectores, porque varían en magnitudo e dirección co tempo.
Nun diagrama vectorial, as magnitudes alternantes representanse por frechas. A lonxitude da frecha representa o valor eficaz da magnitude alternante. A posición angular representa o ángulo de fase da magnitude respecto a un eixe de referencia ou outra magnitude. A cabeza da frecha representa a dirección na que actúa a magnitude.
Cando unha magnitude eléctrica actúa desde a fonte cara á carga, o vector que representa a magnitude considerase positivo. Cando actúa cara á fonte dende a carga, considerase negativo.
Que é un Diagrama Vectorial dun Transformador?
Un diagrama vectorial dun transformador é un diagrama vectorial que mostra as relacións fasoriais entre as voltaxes e correntes primarias e secundarias dun transformador. Tamén mostra o desprazamento de fase e a polaridade das bobinas do transformador.
Un diagrama vectorial dun transformador pódese debuxar para calquera tipo de transformador, como monofásico ou trifásico, conectado en estrela ou delta, ou con diferentes configuracións de bobinas e grupos vectoriais.
Un diagrama vectorial dun transformador pode axudarnos a:
Determinar os parámetros do circuito equivalente dun transformador, como a impedancia, a resistencia, a reactancia e as perdas.
Analizar o rendemento e a eficiencia dun transformador baixo varias condicións de carga, como sen carga, a carga completa, sobrecarga ou curto circuito.
Identificar e diagnosticar fallos nun transformador ou nos seus circuitos asociados, como circuito aberto, curto circuito, fallo a terra ou fallo interturno.
Seleccionar e coordinar dispositivos protectores para un transformador, como fusibles, interruptores de circuito, relés ou esquemas de protección diferencial.
Verificar a conexión e a polaridade correctas dun transformador durante a instalación ou a comisión.
Como Debuxar un Diagrama Vectorial dun Transformador?
Para debuxar un diagrama vectorial dun transformador, necesitamos coñecer a seguinte información:
A tensión nominal e a corrente das bobinas primaria e secundaria do transformador.
A configuración e conexión do transformador, como estrela ou delta.
O grupo vectorial do transformador, que indica o desprazamento de fase e a polaridade das bobinas.
A impedancia da carga e o factor de potencia do transformador.
Os pasos para debuxar un diagrama vectorial dun transformador son:
Escoller un eixe de referencia para o diagrama. Xeralmente, escóllense o eixe horizontal como eixe de referencia.
Debuxar o vector de tensión primaria ao longo do eixe de referencia coa súa dirección positiva apuntando cara á dereita. Etiquetalo como V1.
Debuxar o vector de tensión secundaria cunha lonxitude proporcional ao seu valor eficaz e un ángulo segundo o seu grupo vectorial. Etiquetalo como V2.
Debuxar o vector de corrente primaria cunha lonxitude proporcional ao seu valor eficaz e un ángulo segundo o seu factor de potencia. Etiquetalo como I1. A dirección de I1 debe ser oposta a V1 se a bobina primaria está fornecendo potencia á bobina secundaria.
Debuxar o vector de corrente secundaria cunha lonxitude proporcional ao seu valor eficaz e un ángulo segundo o seu factor de potencia. Etiquetalo como I2. A dirección de I2 debe ser oposta a V2 se a bobina secundaria está recibindo potencia da bobina primaria.
Debuxar o vector de impedancia da carga cunha lonxitude proporcional ao seu valor e un ángulo segundo o seu factor de potencia. Etiquetalo como ZL. A dirección de ZL debe ser oposta a I2 se a carga é pasiva (resistiva ou inductiva).
Debuxar calquera outro vector relevante para a análise, como impedancia, resistencia, reactancia, perdas, etc.
Exemplo: Diagrama Vectorial dun Transformador Monofásico
Consideremos un transformador monofásico cos seguintes especificacións:
Tensión nominal primaria: 240 V
Tensión nominal secundaria: 120 V
Corrente nominal primaria: 10 A
Corrente nominal secundaria: 20
