Conclusiones

Con los cuatro ejemplos anteriormente expuestos, sólo se pretende resaltar la importancia de las conexiones del transformador al estudiar el comportamiento de una red eléctrica. Dichas conexiones, o mejor dicho, el grupo de conexión del transformador influye tanto en las tensiones y corrientes de la red, como en las corrientes magnetizantes, flujos y

diferencias de potencial magnético del transformador. Otro aspecto importante es la topología del transformador, ya que puede imponer (o no imponer) una restricción a los flujos de las tres columnas, es decir, que no exista (o sí exista) flujo homopolar (φd), el cual, en

caso de existir, desplaza el neutro de las conexiones en estrella. En los ejemplos estudiados, la topología del transformador es de cinco columnas, la cual no impone ninguna restricción a los flujos de las tres columnas, con lo que puede existir flujo homopolar.

Por último, cabe destacar que si el transformador no está saturado, las corrientes magnetizantes son muy pequeñas (dependiendo de la potencia del transformador, entre el 1% y el 0,1% de la intensidad nominal), por lo que es razonable que se desprecien en la mayoría de modelos, simplificando las ecuaciones del transformador y ganando en tiempo de cálculo.

Conclusiones

En este proyecto se ha realizado una aplicación informática que resuelve una red radial trifásica de cuatro nudos formada por un generador, una línea, un transformador, una línea y una carga en condiciones de régimen permanente y en presencia de armónicos. Para ello, se ha tenido que desarrollar un motor de cálculo que solucione el flujo armónico de cargas de dicha red. Este desarrollo ha sido laborioso porque se han tenido que ir perfeccionando los modelos matemáticos del transformador a medida que avanzaba la implementación del motor de cálculo. Por otro lado, se ha pretendido que la aplicación informática sea fácil e intuitiva en la medida de lo posible, puesto que se requieren ciertos conocimientos de sistemas eléctricos de potencia. Aún así, se puede consultar el manual de la aplicación y seguir la explicación mediante un ejemplo.

Los modelos del transformador trifásico presentados se elaboran para el estudio de sistemas eléctricos en régimen permanente y en condiciones desequilibradas. Para la formulación de estos modelos se utilizan las topologías más habituales del circuito magnético (de tres y de cinco columnas, y el banco de transformadores) y se tienen en cuenta las posibles conexiones de ambos devanados (triángulo, estrella aislada, estrella conectada rígidamente a tierra o estrella conectada a tierra a través de una impedancia) estando, por tanto, englobados todos los posibles índices horarios. La formulación que se emplea es novedosa porque incluye todos los casos anteriores y porque se puede incluir dentro de un flujo armónico de cargas.

Estos modelos han sido validados en este proyecto de manera totalmente satisfactoria. Para ello, además de implementar la red en la aplicación informática desarrollada en MATLAB, también se ha implementado en PSPICE con el objeto de poder comparar los resultados de ambas implementaciones.

También, se han presentado cuatro ejemplos con los que se analiza la influencia de las conexiones del transformador en las tensiones y corrientes obtenidas al resolver la red. En estos ejemplos se puede comprobar que la corriente magnetizante consumida por el transformador cuando no está saturado es muy pequeña (dependiendo de la potencia del transformador, entre el 1% y el 0,1% de la intensidad nominal), por lo que resulta razonable que se desprecie en la mayoría de modelos, a diferencia de la creencia extendida de que siempre se debería tener en cuenta la saturación de los transformadores.

Cabe destacar el hecho que la realización de este proyecto se ha utilizado para la elaboración de dos artículos (referencias [14] y [15]).

Por último, los trabajos futuros a realizar podrían centrarse en extender la formulación presentada aquí al caso de transformadores de tres devanados (un primario y dos secundarios, por ejemplo).

Bibliografía

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[13] BOLDUC, L., GAUDREAU, A., DUTIL, A. “Saturation time of transformers under dc excitation”. Electric Power Systems Research. Vol. 56, p. 95-102, 2000.

[14] CÓRCOLES, F., SAINZ, L., PEDRA, J., SÁNCHEZ-NAVARRO, J., SALICHS, M. “Three-phase Transformer Modeling for Unbalanced Conditions - Part I: Core Modeling and Introductory Examples”. Enviado para su análisis a IET Electric Power Applications

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[15] CÓRCOLES, F., SAINZ, L., PEDRA, J., SÁNCHEZ-NAVARRO, J., SALICHS, M. “Three-phase Transformer Modeling for Unbalanced Conditions - Part II: General Formulation”. Enviado para su análisis a IET Electric Power Applications el 5 de julio de