Conexión Zig-Zag en Transsformadores de Potencia

 

CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA

CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSSFORMADORES DE POTENCIA MARCO TEORICO INTRODUCCIÓN Esta conexión se emplea en el lado de menor tensión en la práctica; consisten en subdividir en dos partes iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada rama se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, siguiendo un determinado orden cíclico, como se puede ver en la siguiente figura:

TIPOS DE CONEXIONES ZIG-ZAG Existen dos tipos de conexión con el zig-zag, donde la conexión en zig-zag se encuentra en el lado de baja; tendremos dos tipos de conexión: CONEXIÓN Y-Z La conexión de zig-zag se emplea únicamente en el lado de baja tensión. Esta conexión se utiliza en redes de distribución, ya que permite el uso de un neutro en el secundario. Se comporta bien frente a desequilibrios de cargas. Debido a la composición de tensiones en el lado secundario, se requiere un 15% más de espiras que en una conexión en estrella convencional. Designando arbitrariamente los terminales del primario y con respecto a estas designaciones el secundario ofrece cuatro posibilidades distintas de conexión, dos de ellas que proceden del neutro. Estos grupos de conexión son:

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CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA Desfase de 30º (Yz1). Desfase de 150º (Yz5). Desfase de -30º (Yz11). Desfase de -150º (Yz7). De estos grupos de conexión los más utilizados son el Yz5 y el Yz11. Este tipo de conexión se emplea para transformadores reductores de distribución, de potencia hasta 400KVA; para mayores potencias resulta más favorable el transformador conectado en triángulo estrella. RELACIÓN DE LAS TENSIONES DE LÍNEA DE LA CONEXIÓN Sabemos que la relación de los trafos es: =

 1      = 2 1

La tensión de fase del zig-zag es:   = √   =  √ 3 31 

La tensión de línea será:    =   = √   =  √ 3 31 

Finalmente tendremos:       1   = =  √ 3 31 √ 3 32

Donde N1=220 y N2=110, debido a que nosotros este tipo de transformador.

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CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA

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CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA

CONEXIÓN D-Z Para esta conexión es necesario tener tres transformadores monofásicos con doble devanado secundario. Los devanados del primario se conectan en delta y los del secundario en forma de zigzag; esto se logra con los devanados devanados encontrados y combinad combinado o los secundarios de “a” con ”b”; “b” con “c” y “c” con “a”. 

RELACIÓN DE LAS TENSIONES DE LÍNEA DE LA CONEXIÓN Sabemos que la relación de los trafos es:

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CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA =

 1      = 2 1

La tensión de fase del zig-zag es:   = √   =  √ 3 31 

La tensión de línea será:    =  √ 3 3  = 31 

Finalmente tendremos:       1   = =  31 32

Donde N1=220 y N2=110, debido a que nosotros este tipo de transformador. CARACTERÍSTICAS DE LA CONEXIÓN D-Z Tiene aplicación cuando las cargas son desequilibradas. Su costo es más elevado, ya que requiere de transformadores con doble devanado. Existe el inconveniente de que las potencias aparentes del secundario no estén en fase, lo cual obliga a emplear una potencia aparente superior a la carga, por lo que la potencia instalada debe ser mayor a la potencia de la carga en 115.5% de la carga.

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CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA

ACTIVIDADES 1.  1.  Primer armamos el circuito según como se muestra en la siguiente figura para la primera medicion de las tensiones las cuales estaran en voltios (V):

Δ-z

VAB 223

VBC 225

VCA 224

Vnx2 118

Vax1 116

Vnx3 Vbx2 110 112

Vnx1 112

Vcx3 112

Van 203

Vbn 204

Vcn 198

Vab 350

2.  2.  Ahora armamos el siguiente circuito y tomamaos las medidas de las tensiones las cuales todas estaran en voltios (V).

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Vbc 340

Vca 339

 

CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA

VAB 224

Y-z

Y-z

Vnx2 54

Vax1 62

Vnx3 71

VBC 224

Vbx2 71

Vnx1 62

VCA 225

Vcx3 62

VAN 104

Van 114

Vbn 114

VBN 143

Vcn 112

VCN 124

Vab 204

Vbc 199

CUESTIONARIO   1. ¿Cuál son los problemas que presentan los transformadores diseñados para operar con la conexión zig-zag en un banco trifásico?   Esta conexión se usa solo en el secundario, osea en el lado de baja tensión del tranformador.   Debido a que en el secundario se debe subdividir el devanado en partes iguales, se requiere un 15% más de espiras que una conexión estrella convencional, por lo tanto tendrá un mayor costo.   Este tipo de conexión se emplea para transformadores reductores de distribución, de potencia hasta 400KVA; para mayores potencias resulta más favorable el transformador conectado en triángulo estrella.   Existe el inconveniente de que las potencias aparentes del secundario no estén en fase, lo cual obliga a emplear una potencia aparente superior a la carga, por lo que la potencia instalada debe ser mayor a la potencia de la carga en 115.5% de la carga.

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Vca 200

 

CONEXIÓN ZIG-ZAG EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA  

También se puede ver que la tensión t ensión de salida en el secundario sale con un ggran ran desfase.

2. 2.   ¿Qué importancia tiene los grupos de conexión zig-zag zig -zag en los transformadores trifásicos?   Los transformadores en zig-zag son muy convenientes frente a cargas muy desequilibradas. Además los transformadores en zig-zag presentan un neutro el cual se puede colocar a tierra.   En la conexión Δ-z donde el lado de delta atrapa los armónicos múltiplos de tres y también permite altos amperajes que se pueden presentar en circuitos de distribución.  

3. 3.   ¿Qué limitaciones tiene la aplicación de la conexión zig-zag? Las limitaciones que tiene este transformador en conexión zig-zag sería la potencia instalada la cual debe ser mayor a la potencia de la carga en 115.5%, por lo que se podría utilizar una potencia hasta 400kVA (