IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2023 - 55

de la carga (FED). Un ejemplo de cuando puede ocurrir esto
es la energía solar fotovoltaica con bancos de condensadores
para el balance de la carga.
En el último escenario, tenemos una carga capacitiva
conectada al lado de la carga del transformador. Esto puede
ser para elevar la tensión de la carga y compensar las caídas
de las líneas en el lado bajo. En este caso, el transformador
opera en el cuarto cuadrante, la potencia activa (+P) fluye
desde el lado de la red hacia el lado de la carga y la potencia
reactiva (-Q) fluye desde el lado de la carga hacia el lado de
la red. Dado que la potencia activa fluye desde el lado de la
red hacia el lado de la carga, el ángulo de fase entre v1 y v2
es positivo, o v1 adelanta a v2. La magnitud de la tensión de
excitación E es menor a la de la tensión del terminal del lado
de la carga v2 y, por lo tanto, en este escenario, la FED suministra
la corriente de magnetización Im. En el núcleo de un
transformador, la tensión de excitación E establece el flujo
de magnetización mediante la corriente de magnetización Im.
Si el transformador opera en el primer y segundo cuadrante,
la tensión de la red establece el flujo del núcleo. En cambio,
si el transformador opera en el tercer y cuarto cuadrante, la
FED inicia la tensión de excitación y, a su vez, el flujo de
magnetización del núcleo. Los
transformadores están diseñados
de manera tal que la tensión de la
red establece el flujo en el núcleo,
lo que se regula estrictamente en
una cierta banda y en la práctica
pueden considerarse como constante.
En cambio, si la FED establece
el flujo del núcleo, se puede
ver por la experiencia práctica de
las empresas de servicios públicos
que el flujo aumentará en el
núcleo durante el flujo eléctrico
inverso.
Identificación
de necesidad
Transporte y
establecimiento
del sitio
El asunto es entender que los
transformadores están diseñados de manera óptima para
operar cerca del punto de inflexión de sus características de
magnetización. Por ende, cualquier aumento en la densidad
del flujo de los núcleos incrementará las pérdidas de núcleos
de los transformadores de manera significativa. Una mayor
pérdida de núcleos podría afectar la vida útil térmica de un
transformador. Además, con una tensión de red constante,
si aumenta la corriente de excitación por la FED, existe una
alta probabilidad de que se sature el núcleo. La saturación
del núcleo en un transformador genera más pérdidas y armónicos.
Un transformador tipo núcleo de tres columnas común
no proporciona una ruta para el flujo de secuencia cero y, por
lo tanto, el aumento de armónicos y la saturación del núcleo
pueden agravarse enormemente en estos escenarios.
Así, existe una importante probabilidad de que la vida útil
de un transformador pueda acortarse por el flujo eléctrico
inverso y, por consiguiente, algunas empresas de servicios
públicos de los Estados Unidos ya tienen requerimientos
marzo/abril 2023
<650 KVA
650-10,000 KVA
14 %
>500 KVA
13.6 % 13.2 %
9.3 %
4.9 %
16-500 KVA
1-16 KVA
Pruebas
Producción
figura 7. Proceso de adquisición de LPT.
Compra de
materiales
específicos para el flujo eléctrico inverso que limitan su cantidad
a través de los transformadores de interfaz. Además,
posiblemente las empresas de servicios públicos podrían
adelantarse a este problema iniciando una conversación con
los fabricantes de transformadores que, por la experiencia de
los autores, en su mayoría están conscientes de este problema
y se encuentran trabajando diligentemente para resolver este
asunto de varias maneras. Más tomas para los cambiadores
de tomas bajo carga y diseños de núcleos con densidades
reducidas de flujos son algunas posibles resoluciones de este
problema. Sin embargo, actualmente existen varios transformadores
heredados en el sistema que enfrentan los desafíos
descritos en esta sección.
En el caso de los nuevos transformadores, es importante
entender estas consideraciones de diseño si se instala un
transformador en un lugar donde hay un crecimiento importante
de FED o se prevé que este crecimiento aumente en
el futuro. Para los transformadores existentes en lugares con
una alta penetración de FED, debe priorizarse el monitoreo
de armónicos en los transformadores en intervalos cortos
de tiempo durante todo el año, dependiendo de la geografía
y la penetración de FED. Además, los controles de tensión
Solicitud de
propuesta
Solicitud de
oferta
Negociación y consulta
de especificaciones
técnicas
Diseño
>10,000 KVA
44.9 %
figura 8. Valor promedio de exportación comercial global
de transformadores por capacidad de potencia (Fuente:
Oficina de Evaluación Tecnológica).
ieee power & energy magazine
55
IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2023

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2023
