Los transformadores de voltaje son un importante dispositivo de medición y protección en el sistema eléctrico. Su función principal es reducir el alto voltaje al bajo voltaje estándar en una cierta proporción, a fin de proporcionar señales de voltaje seguras y precisas para equipos de medición de energía, protección de relés, control automático y monitoreo. Las diferentes arquitecturas de sistemas de energía y requisitos operativos requieren diferentes configuraciones de cableado. Elegir el método de cableado apropiado no sólo puede mejorar la precisión de la medición, sino también garantizar el funcionamiento confiable de los dispositivos de protección de relés, a fin de garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema eléctrico. Los siguientes son seis métodos de cableado de transformadores de voltaje comúnmente utilizados y sus características.
1. Cableado monofásico-
El cableado monofásico-es el método más básico y común; normalmente conecta un transformador de tensión monofásico-entre una línea monofásica- (o monofásica-de un sistema trifásico-) y la tierra.
La configuración es simple, rentable-, fácil de instalar y mantener, y adecuada para carga monofásica-, monitoreo de líneas de distribución y algunas aplicaciones de medición de bajo-voltaje. Puede satisfacer las necesidades básicas de medición cuando solo es necesario monitorear el voltaje de una fase en particular.
Sin embargo, dado que el cableado monofásico refleja solo el estado del voltaje de una fase y no proporciona una imagen completa del funcionamiento del sistema trifásico, la frecuencia de uso es baja en subestaciones grandes o donde se requiere monitoreo trifásico completo.
Conexión de 2.V mediante dos transformadores de tensión.
También conocido como "triángulo abierto" o "conexión en forma de V-, este método normalmente emplea dos transformadores de voltaje monofásicos- para conectar dos fases de un sistema trifásico-para formar una estructura en forma de V-.
Este método puede medir el voltaje de una línea trifásica-, reducir el número de equipos de un transformador y reducir el costo de inversión. Es ampliamente utilizado en sistemas de distribución de media tensión como 10kV y 35kV.
Si bien las conexiones V-son rentables-, la ausencia de un tercer transformador significa que la precisión de las mediciones puede verse comprometida durante desequilibrios o fallas graves del sistema; en consecuencia, las conexiones V-son generalmente adecuadas para situaciones en las que no se requiere una precisión de medición extremadamente alta.
3. Conexión en estrella mediante tres transformadores de tensión monofásicos-
La conexión en forma de estrella-consta de tres transformadores de tensión monofásicos-, cada uno conectado a una de las tres fases (A, B y C); El transformador secundario también suele estar configurado con una conexión en forma de estrella-. Esta configuración de cableado, que puede medir voltajes de fase y voltajes de línea de manera integral, es uno de los métodos de cableado más utilizados en subestaciones, plantas de energía y grandes sistemas de distribución.
La configuración de Starlink proporciona datos de voltaje completos y precisos para protección de relés, dispositivos de automatización, sistemas de monitoreo y medición de energía, que son fundamentales para las redes inteligentes modernas. Además, esta configuración facilita el análisis de fallas y el mantenimiento, incluso si los equipos individuales experimentan anomalías.
4. Conexión del transformador de tensión trifásico y de cinco-columnas
El transformador de voltaje trifásico y de cinco-pilares puede integrar un núcleo trifásico-en una sola unidad e incluir un devanado de voltaje de secuencia cero-, que puede generar directamente una señal de voltaje de secuencia cero-.
La configuración compacta, el tamaño reducido y la fácil instalación lo convierten en una opción popular para subestaciones urbanas, subestaciones en caja y proyectos de distribución espacialmente restringidos.
Puede proporcionar voltaje trifásico-y voltaje de secuencia cero-, lo cual es muy adecuado para la detección de fallas a tierra, protección de relés y sistemas de automatización, mejorando así las capacidades de diagnóstico de fallas del sistema.
5. Configuración de cableado de triángulo abierto (secundario)
El conector de triángulo abierto es un circuito de triángulo abierto formado en el segundo lado del transformador de voltaje. Su función principal no es medir el voltaje convencional, sino detectar el voltaje de secuencia cero-del sistema.
Cuando ocurre una falla de conexión a tierra monofásica en un sistema de energía, el circuito abierto genera el voltaje restante. Esto proporciona una señal confiable a los dispositivos de protección de tierra, lo que activa operaciones oportunas y evita la escalada de fallas.
Por lo tanto, este método de cableado se usa ampliamente en sistemas de puesta a tierra de bobina de arco o tierra neutra (como sistemas de 6 kV, 10 kV y 35 kV) y es un componente importante de los sistemas de protección de relés.
6. Conexión de transformadores de tensión combinados trifásicos-
Los transformadores de voltaje combinados-trifásicos combinan múltiples transformadores de voltaje en un solo componente, brindando la capacidad de medir, medir y proteger simultáneamente.
Esta configuración reduce la cantidad de dispositivos y el espacio de instalación requerido, al tiempo que mejora la integración del sistema y satisface de manera efectiva diversas necesidades, como medición de energía, monitoreo de voltaje, protección de relés y control de automatización.
Con el desarrollo de subestaciones inteligentes y redes de distribución digital, los transformadores-de voltaje combinado trifásicos se están volviendo cada vez más populares en la industria. No solo tiene una alta eficiencia de instalación, sino que también requiere un bajo mantenimiento, lo que ayuda a reducir los costos operativos y mejorar la confiabilidad del suministro de energía.
Resúmenes
Al seleccionar la configuración del cableado de los transformadores de voltaje, se deben tener en cuenta factores como la estructura de la red, los requisitos de protección, la precisión de las mediciones y el costo de inversión del proyecto. Los conectores monofásicos-son adecuados para escenarios de medición simples; Los conectores tipo V-son rentables-; los conectores en estrella que utilizan unidades trifásicas-monofásicas-proporcionan la información más completa sobre voltaje trifásico-; las configuraciones de tres-fases y cinco-terminales permiten la detección de voltaje de secuencia cero-; los conectores triangulares abiertos se utilizan principalmente para protección contra fallas a tierra; y las unidades de combinación trifásica-están en línea con las tendencias de desarrollo de redes inteligentes. Elegir el método de cableado adecuado puede garantizar la precisión de la medición y mejorar el rendimiento general de los sistemas de automatización y protección de relés.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cuáles son los métodos de cableado más comunes para transformadores de voltaje?
R: El método más utilizado es la conexión en forma de estrella-de un transformador de voltaje trifásico monofásico-, que proporciona información completa de voltaje trifásico-para una variedad de aplicaciones, incluida la medición de energía, la protección de relés y el monitoreo automático.
P2: ¿Por qué muchos sistemas de distribución utilizan enlaces V-?
R: El conector V-solo requiere dos transformadores de voltaje para medir el voltaje de la línea trifásica-. Ofrece costos de equipo más bajos y una instalación sencilla, lo que lo convierte en un sistema de distribución de media tensión muy rentable-.
P3: ¿Cuál es el objetivo principal de conectar deltas abiertos?
R: Los conectores triangulares abiertos se utilizan principalmente para detectar voltaje de orden cero-y proporcionar al relé una señal de actuación en caso de falla de conexión a tierra monofásica-, no para medición de voltaje convencional.
P4: ¿Cómo elegir el método de cableado de transformadores de voltaje adecuado?
R: Debemos considerar el nivel de voltaje, la configuración del sistema, los requisitos de precisión de las mediciones, los requisitos de protección del relé, el espacio de instalación, el costo del proyecto, etc., y elegir el esquema de cableado que mejor satisfaga las necesidades operativas reales.
