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Transformadores secos Zaragoza
Aplicación de tracción
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Índice
El producto
Transformadores de tracción
Transformadores especiales
Sobrecargas
Efecto de los armónicos en los transformadores
Diseño especial
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El producto
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
Desde 250 kVA hasta 40 MVA.

Alta tensión: hasta 72.5 kV.

Clases: E2, C2, F1.

Descargas parciales: <10 pC.

Aislamiento clase F ó H.

Sobrecargas según el servicio a aplicar.

6,12 pulsos ó seudo 24 pulsos.

Cambio de fase ( +7,5º +15º…).
El producto
Vacuum cast coil dry type
distribution transformer
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Transformadores de tracción I

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Transformadores usados en convertidores de frecuencia, que
alimentarán sistemas de tracción tales como:

Trenes.

Metros.

Tranvías.
Transformadores de tracción II

Aplicaciones

AC


DC

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Transformadores que alimentan sistemas alternativos de
intensidad.
Transformadores que alimentan sistemas directos de
intensidad.
Transformadores especiales

Los transformadores para aplicaciones de tracción son
transformadores no estándar debido a:
1. Sobrecargas debidas a demandas de servicio.
2. Armónicos de los rectificadores.
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Sobrecargas
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
Según la EN 50329.

Cada clase de servicio, se corresponde con un ciclo de sobrecarga.
Ciclo de sobrecarga I
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Clase de servicio de acuerdo a UNE EN 50329

Ejemplo de clase de servicio VI (potencia nominal en kVA) e
incremento de temperatura admisible en las bobinas.

Potencia nominal SN: 1000 kVA.
Duration
Power
Heating
kVA
(K)
2400
100
p.u of Ib
p.u of In
1.215
1
a
1
0.823
Cont
1975.2
80
b
1.5
1.234
2h
2961.6
120
c
3
2.468
60s
5923.2
120
(1)
Cada potencia a cada condición de sobrecarga, es referido al componente
fundamental de la potencia nominal. El test de calentamiento se debe realizar en la
potencia nominal (incluidos los armónicos habituales).
(2)
De acuerdo a la norma IEC 60905 el crecimiento de la temperatura de las
bobinas durante las sobrecargas, no debe superar 120 K.
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Efectos de los armónicos en los transformadores I

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Los armónicos son distorsiones en la red eléctrica que aparecen en
los múltiplos de la frecuencia de suministro. Cualquier equipo que
utiliza la electrónica para cambiar de una frecuencia y/o tensión a otra,
generará corrientes armónicas y en consecuencia, una distorsión de la
tensión.
Efectos de los armónicos en los transformadores II
Fuentes de corrientes armónicas
Cargas no lineales generan
armónicos
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
Rectificar la forma de onda de la
corriente, a su frecuencia nominal
o alguno de sus múltiplos, por
medio de dispositivos
electrónicos.

No-linear impedance:

Resistencias dependientes
de la intensidad: lámparas
fluorescentes, maquinas de
soldar, hornos de arco
eléctrico.

Inductancias dependientes
de tensión: transformadores
y reactores.

Conectar inductancias
saturables tales como
motores de inducción o
transformadores.
Efectos de los armónicos en los transformadores III



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Fuentes de tensiones armónicas

Caídas de tensión en impedancias del circuito debidas a las
corrientes armónicas.

La forma de onda de tensión generada, no es del todo sinusoidal
dependiendo del tamaño del generador, del número de polos, etc.
Efecto de las tensiones armónicas

Aumento de las pérdidas en vacío.

Aumento del nivel de ruido level.
Efecto de las corrientes armónicas

Aumento de las pérdidas en carga.

Sobrecalentamientos locales debidos a la distribución irregular de
las pérdidas de Foucault.

Sobre tensiones de resonancia.
Efectos de los armónicos en los transformadores IV

Evaluación de contenido de armónicos

Factor de la distorsión total de armónicos (THD):

Es el cociente entre el valor de la media cuadrática de la suma de todas las
componentes armónicas hasta un determinado orden, y la media cuadrática
de la componente fundamental.
2
THD 
 Qh 
  
 Q1 
h H
h2

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La limitación del factor de distorsión total de armónicos tiene como objetivo
prevenir la presencia simultanea de varias componentes armónicas con gran
amplitud.
Efectos de los armónicos en los transformadores V

Niveles de compatibilidad para armónicos de tensión.

De acuerdo a la IEC 61000-2-4 para ambientes de clase 3.
THD  10%

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También hay limitaciones para el valor individual:

Ordenes impares excluyendo los múltiplos de tres (3,9,15…)

Ordenes pares.

Ordenes impares múltiplos de tres.

Inter armónicos.
Diseños especiales I
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
Debido al flujo de las corrientes armónicas en ambos devanados,
alta tensión y baja tensión, aparecen pérdidas adicionales y
sobrecalentamientos, de modo que el transformador se debe
sobredimensionar de acuerdo a una mayor potencia equivalente.

Debido al flujo de corrientes armónicas a través de la red y de la
impedancia del transformador, existe una distorsión de tensión
(armónicos de tensión) en el núcleo magnético del transformador, que
podría saturarlo. Para evitar la saturación del núcleo magnético, éste
se debe sobredimensionar.
Diseños especiales II

Para evitar el acoplamiento capacitivo entre la alta tensión y la baja tensión, y
para evitar sobretensiones en los dispositivos electrónicos de potencia situados
en el lado de baja tensión, se recomienda colocar una pantalla electrostática
entre las bobinas del transformador.

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En algunos casos debido a los sistemas de flotador o alta du/dt, se necesitarían
unos mayores niveles de aislamiento en la baja tensión.
Diseños especiales IV
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
El número de espiras de las dos bobinas de baja tensión se debe
modificar, para alcanzar la relación de transformación entre estos dos
devanados.

La impedancia entre las dos bobinas de baja tensión, se debe ajustar
calculando y fabricando cuidadosamente las dimensiones de las
bobinas.
Diseños especiales V
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
El factor espaciado, es peor debido al hueco de aislamiento entre los
devanados, y debido al tamaño más grande del transformador.

Para garantizar el buen funcionamiento, la alta tensión se lleva a
cabo mediante dos circuitos paralelos con dos conmutadores, en
lugar de un solo circuito.
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