Impedancia de cortocircuito uk: qué significan el 4 % o el 6 % para su instalación
La tensión de impedancia decide la corriente de falla, la caída de tensión y la operación en paralelo. Por qué los transformadores de distribución de hasta 630 kVA tienen uk = 4 %, las unidades más grandes 6 %, y cómo utilizar la cifra en el diseño de equipos de conmutación.
En una hoja de datos de PNACHO encontrará uk = 4 % para unidades sumergidas en aceite de hasta 630 kVA y uk = 6 % por encima de eso y para todas las unidades de resina fundida. Pocos parámetros son tan importantes para el diseño de los equipos de conmutación de baja tensión – y pocos son tan a menudo ignorados.
Definición
La impedancia de cortocircuito (tensión de impedancia) es la tensión primaria, expresada como un porcentaje de la tensión nominal, que impulsa la corriente nominal a través del transformador cuando el secundario está en cortocircuito. Se mide en la prueba de rutina a una temperatura de referencia de 75 °C. Combina la parte resistiva (pérdidas de carga) y – mayormente – la reactancia de fuga entre los devanados.
Consecuencia 1: corriente de falla en el lado de BT
Con una red de media tensión infinitamente fuerte, la corriente de cortocircuito simétrica máxima en los terminales de baja tensión es simplemente
Ik = In / uk
| Clasificación (0.42 kV) | Corriente nominal de BT In | uk | Corriente de falla máxima de BT Ik |
|---|---|---|---|
| 250 kVA | 344 A | 4 % | 8.6 kA |
| 630 kVA | 866 A | 4 % | 21.7 kA |
| 1 000 kVA | 1 375 A | 6 % | 22.9 kA |
| 1 600 kVA | 2 199 A | 6 % | 36.7 kA |
| 2 500 kVA | 3 437 A | 6 % | 57.3 kA |
El cuadro de baja tensión, sus barras colectoras y los interruptores automáticos deben estar clasificados para esta corriente (más la contribución de los motores). Por eso la impedancia aumenta al 6 % en clasificaciones más grandes: a 4 % un transformador de 2 500 kVA entregaría 86 kA – más allá de la mayoría de los equipos de conmutación estándar.
Consecuencia 2: caída de tensión bajo carga
La misma impedancia causa una caída de tensión a través del transformador cuando fluye corriente. A plena carga con cos φ = 0.8, la caída es aproximadamente 0.8 × ur + 0.6 × ux; para una unidad de 630 kVA con uk = 4 % (ur ≈ 0.7 %, ux ≈ 3.9 %) eso es aproximadamente 2.9 % – dentro del ±5 % que la mayoría de las instalaciones toleran, pero vale la pena verificar para alimentadores de BT largos y para plantas fotovoltaicas, donde la tensión aumenta durante la generación.
Consecuencia 3: operación en paralelo
Los transformadores en paralelo comparten la carga en proporción inversa a su impedancia. Práctica de la IEC: el uk de las unidades no debe diferir más del 10 % entre sí, y la relación de potencia no debe exceder 3:1. Una unidad de 630 kVA (4 %) y una de 1 000 kVA (6 %) pueden ser conectadas en paralelo solo si se acepta que la de 630 kVA funcione sobrecargada primero.
El cambiador de tomas cambia la relación, no la impedancia. Dos transformadores en diferentes posiciones de toma en paralelo producen una corriente circulante – ajuste ambos a la misma toma.
¿Se puede cambiar uk?
Sí, dentro de límites. Una impedancia más alta (por ejemplo, 6 % en lugar de 4 % en un 630 kVA) reduce la corriente de falla y le permite reutilizar un cuadro de distribución existente; una impedancia más baja reduce la caída de tensión. Ambos son devanados personalizados con un tiempo de entrega más largo. Los valores estándar en las páginas de productos de PNACHO-O y PNACHO-D siguen la IEC 60076-5 y las especificaciones habituales de los operadores de red, por lo que se ajustan a los equipos de conmutación estándar sin recalculación.
Lectura adicional: What does medium voltage transformer ratio mean? (energeks.com, EN) · Co oznacza przekładnia transformatora średniego napięcia? (energeks.pl, PL)
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