Prueba de Grupo Vectorial de Transformador de Potencia

Definición de la Prueba del Grupo Vectorial

La prueba del grupo vectorial de un transformador verifica la secuencia de fases y la diferencia angular para asegurar que los transformadores puedan operar en paralelo.

Prueba del Grupo Vectorial del Transformador

El grupo vectorial de un transformador es esencial para una operación exitosa en paralelo de los transformadores. Cada transformador de potencia eléctrica debe someterse a una prueba de grupo vectorial en la fábrica para asegurar que coincida con el grupo vectorial especificado por el cliente.

La secuencia de fases, o el orden en que las fases alcanzan su voltaje pico, debe ser idéntica para los transformadores que operan en paralelo. De lo contrario, cada par de fases se cortocircuitará durante el ciclo.

Varias conexiones secundarias están disponibles en relación con diversas conexiones primarias trifásicas en un transformador trifásico. Por lo tanto, para el mismo voltaje trifásico aplicado al primario, pueden existir diferentes voltajes secundarios trifásicos con diversas magnitudes y fases para diferentes conexiones internas del transformador.

Vamos a discutir esto en detalle con un ejemplo para una mejor comprensión.

Sabemos que, las bobinas primarias y secundarias en cualquier brazo tienen emfs inducidos que están en fase temporal. Consideremos dos transformadores con el mismo número de vueltas primarias y cuyos devanados primarios están conectados en estrella.

El número de vueltas secundarias por fase en ambos transformadores también es el mismo. Pero el primer transformador tiene la secundaria conectada en estrella y el otro transformador tiene la secundaria conectada en delta. Si se aplican los mismos voltajes en el primario de ambos transformadores, el emf inducido en la secundaria en cada fase estará en la misma fase temporal que la respectiva fase primaria, ya que las bobinas primarias y secundarias de la misma fase están enrolladas en el mismo brazo en el núcleo del transformador. 

En el primer transformador, como la secundaria está conectada en estrella, el voltaje de línea secundario es √3 veces el voltaje inducido por la bobina secundaria por fase. Pero en el caso del segundo transformador, donde la secundaria está conectada en delta, el voltaje de línea es igual al voltaje inducido por la bobina secundaria por fase. Si examinamos el diagrama vectorial de los voltajes de línea secundarios de ambos transformadores, fácilmente encontraremos que habrá una clara diferencia angular de 30° entre los voltajes de línea de estos transformadores.

Si intentamos operar estos transformadores en paralelo, fluirá una corriente circulante entre ellos debido a la diferencia de ángulo de fase entre sus voltajes de línea secundarios. Esta diferencia de fase no puede compensarse. Por lo tanto, los transformadores con desplazamientos de fase en el voltaje secundario no pueden usarse para la operación en paralelo de transformadores.

La siguiente tabla muestra las conexiones en las que los transformadores pueden operar en paralelo, considerando la secuencia de fases y las diferencias angulares. Basándose en su relación vectorial, los transformadores trifásicos se dividen en diferentes grupos vectoriales. Los transformadores dentro del mismo grupo vectorial pueden paralelizarse fácilmente si cumplen con otras condiciones para la operación en paralelo.

Procedimiento de la Prueba del Grupo Vectorial del Transformador

Tomemos un transformador YNd11.

• Conecte el punto neutro del devanado conectado en estrella a tierra.

• Une 1U de HV y 2W de LV juntos.

• Aplica 415 V, suministro trifásico a los terminales HV.

• Mide los voltajes entre los terminales 2U-1N, 2V-1N, 2W-1N, es decir, los voltajes entre cada terminal LV y el neutro HV.

• También mide los voltajes entre los terminales 2V-1V, 2W-1W y 2V-1W.

Para un transformador YNd11, encontraremos,

2U-1N > 2V-1N > 2W-1N

2V-1W > 2V-1V o 2W-1W .

La prueba del grupo vectorial del transformador para otros grupos también puede realizarse de manera similar.