¿Cuáles son las ventajas de los transformadores de distribución monofásicos de alta tensión en la red de distribución?

1.1 Mejora de la tasa de calificación de voltaje

Los transformadores monofásicos de alta tensión superan las desventajas de la distribución en baja tensión, como las pérdidas en línea, aumentando así la confiabilidad del suministro eléctrico.

La distribución en baja tensión puede causar una caída de voltaje de hasta el 35%, interrumpiendo el suministro. Al cambiar a transformadores monofásicos de alta tensión, las caídas se limitan a ≤7%, evitando problemas de baja tensión en los extremos de los usuarios. Un voltaje estable asegura el funcionamiento adecuado de los electrodomésticos.

1.2 Mejora de la confiabilidad del suministro eléctrico

Los transformadores monofásicos de alta tensión atienden a muchos menos usuarios que los de tipo caja/trifásicos. Por lo tanto, el mantenimiento afecta mínimamente a los usuarios. En las temporadas calurosas, las configuraciones de baja tensión corren el riesgo de sobrecalentamiento (el 56% de las fallas en baja tensión se deben a esto). Las unidades monofásicas de alta tensión de menor capacidad reducen estos riesgos. Además, evitan problemas relacionados con líneas de baja tensión (robo, cableado inseguro). El uso de líneas de alta tensión aisladas o semi-aisladas permite transformadores totalmente sellados, reduciendo las posibilidades de fallo. Esto estabiliza el suministro eléctrico.

1.4 Otras ventajas del modo de distribución de energía con transformadores monofásicos de alta tensión

Los transformadores monofásicos de alta tensión pueden eliminar armónicos, previniendo así el robo de electricidad y garantizando la seguridad de las instalaciones eléctricas. También controlan la corriente sin carga, mejoran el entorno de uso de la energía y reducen el ruido.

2 Aplicación en redes de distribución

El uso adecuado de transformadores monofásicos de alta tensión en redes de distribución reduce eficazmente las pérdidas.

2.1 Tipos de transformadores

Estos transformadores son principalmente unidades trifásicas compuestas por transformadores monofásicos o montados en poste. Fabricados con láminas de acero silicio laminado en frío y recocido de núcleo enrollado, los transformadores monofásicos Dl2 reducen la pérdida de hierro. Entregan 6 kV o 10 kV de alta tensión directamente a los usuarios, minimizando las pérdidas en línea.

2.2 Modos de distribución

En el lado de alta tensión, se conectan a las fases AB, BC, CA del sistema de 10 kV. Existen dos métodos de conexión en baja tensión:

• Monofásico de tres hilos: Bobinas en ambos lados; el toma central en baja tensión está a tierra, manteniendo la relación de voltaje en 0.22 kV/10 kV (ver Figura 1).

• Monofásico de dos hilos: Bobinas en ambos lados; un extremo en baja tensión se conecta al hilo vivo, el otro a tierra, con la misma relación de 0.22 kV/10 kV (ver Figura 2).

2.3 Tecnología de distribución de energía de transformadores monofásicos de alta tensión

Esta tecnología se caracteriza por:

• Los transformadores monofásicos montados en poste distribuyen energía a través de líneas de baja tensión de 220 V. Minimizan las longitudes de las líneas entrantes (idealmente ≤23 m).

• Se adapta la capacidad del transformador a la demanda pico de los usuarios para puntos de distribución de pequeña capacidad y densos.

• Las subestaciones/locales de distribución suministran energía directamente a través de líneas de 10 kV.

• Se instalan medidores eléctricos de manera centralizada en edificios residenciales, un medidor por hogar.

3 Consideraciones clave para la aplicación de transformadores monofásicos de alta tensión en redes de distribución

Aunque los transformadores monofásicos de alta tensión ofrecen ventajas incomparables sobre los sistemas de distribución en baja tensión, su potencial completo no se puede aprovechar sin un control adecuado del sistema de distribución de energía. Por lo tanto, se deben tener en cuenta los siguientes puntos durante la aplicación:

3.1 Gestión de la corriente de carga en el sistema de distribución

Debido a su capacidad relativamente pequeña, los transformadores monofásicos de alta tensión son más fáciles de ajustar cuando ocurren fluctuaciones en la corriente de carga. Los operadores deben regular la corriente según el consumo de energía de los usuarios para minimizar los desequilibrios de carga. Los transformadores monofásicos son más propensos a problemas de corriente de carga, lo cual se puede mitigar integrando transformadores trifásicos para lograr un equilibrio de corriente en las líneas de medición de 10 kV.

3.2 Asegurar la compatibilidad entre la capacidad del transformador y el equipo del usuario

Seleccione una capacidad de transformador que coincida con la demanda máxima de potencia de los electrodomésticos conectados. Una capacidad adecuada no solo satisface las necesidades de los usuarios, sino que también reduce las pérdidas en línea. Los sistemas de suministro trifásico generalmente son suficientes para la mayoría de los requisitos de los usuarios.

3.3 Priorizar la seguridad del sistema de distribución

Los sistemas tradicionales trifásicos de cuatro hilos son susceptibles a la ruptura del hilo neutro, lo que puede causar picos repentinos de voltaje en los hilos vivos, poniendo en peligro los sistemas de iluminación y los electrodomésticos. En contraste, los sistemas de distribución monofásica utilizados en transformadores monofásicos de alta tensión eliminan este riesgo, asegurando una operación más segura del equipo del usuario.