No mundo dos transformadores, os termos "alimentación de bucle" e "alimentación radial" son máis comúnmente asociados co deseño de bujes HV para transformadores de montaxe sobre plataforma compartimentados. Estes termos, porén, non se orixinaron cos transformadores. Proceden do concepto máis amplo de distribución de enerxía en sistemas (ou circuítos) eléctricos. Un transformador chámase transformador de alimentación de bucle porque a súa configuración de buxe está adaptada a un sistema de distribución de bucle. O mesmo aplícase aos transformadores que clasificamos como alimentación radial: a súa disposición de bujes adoita ser adecuada para sistemas radiais.
Dos dous tipos de transformadores, a versión de alimentación de bucle é a máis adaptable. Unha unidade de alimentación de bucle pode acomodar configuracións de sistemas radiais e de bucle, mentres que os transformadores de alimentación radial case sempre aparecen nos sistemas radiais.
Sistemas de distribución de alimentación radial e en bucle
Tanto os sistemas radiais como os de bucle pretenden lograr o mesmo: enviar enerxía de media tensión desde unha fonte común (xeralmente unha subestación) a un ou máis transformadores reductores que serven unha carga.
A alimentación radial é a máis sinxela das dúas. Imaxina un círculo con varias liñas (ou radians) que parten dun punto central, como se mostra na Figura 1. Este punto central representa a fonte de enerxía, e os cadrados ao final de cada liña representan transformadores descendentes. Nesta configuración, cada transformador aliméntase desde o mesmo punto do sistema e, se a fonte de enerxía se interrompe para o mantemento ou se se produce un fallo, todo o sistema cae ata que se resolva o problema.
Figura 1: O diagrama anterior mostra transformadores conectados nun sistema de distribución radial. O punto central representa a fonte de enerxía eléctrica. Cada cadrado representa un transformador individual alimentado pola mesma fonte de alimentación.
Figura 2: Nun sistema de distribución de alimentación en bucle, os transformadores poden ser alimentados por varias fontes. Se se produce un fallo do cable de alimentación contra o vento da Fonte A, o sistema pode ser alimentado polos cables de alimentación conectados á Fonte B sen perda significativa de servizo.
Nun sistema de bucle, a enerxía pódese subministrar desde dúas ou máis fontes. En lugar de alimentar os transformadores desde un punto central como na Figura 1, o sistema de bucle que se mostra na Figura 2 ofrece dous lugares separados desde os que se pode subministrar enerxía. Se unha fonte de enerxía queda fóra de liña, a outra pode seguir fornecendo enerxía ao sistema. Esta redundancia proporciona continuidade do servizo e fai que o sistema de bucle sexa a opción preferida para moitos usuarios finais, como hospitais, campus universitarios, aeroportos e grandes complexos industriais. A Figura 3 ofrece unha vista en primeiro plano de dous transformadores representados no sistema de bucle da Figura 2.
Figura 3: O debuxo anterior mostra dous transformadores configurados con alimentación de bucle conectados entre si nun sistema de bucle coa opción de alimentarse desde unha das dúas fontes de alimentación.
A distinción entre sistemas radiais e de bucle pódese resumir do seguinte xeito:
Se un transformador recibe enerxía dun só punto dun circuíto, entón o sistema é radial.
Se un transformador é capaz de recibir enerxía de dous ou máis puntos dun circuíto, entón o sistema é un bucle.
Un exame detallado dos transformadores nun circuíto pode non indicar claramente se o sistema é radial ou en bucle; como sinalamos ao principio, tanto os transformadores de alimentación de bucle como os de alimentación radial pódense configurar para funcionar en calquera configuración de circuíto (aínda que, de novo, é raro ver un transformador de alimentación radial nun sistema de bucle). Un plano eléctrico e unha liña única é a mellor forma de determinar a disposición e a configuración dun sistema. Dito isto, cunha ollada máis atenta á configuración do buxo principal dos transformadores de alimentación radial e de bucle, moitas veces é posible sacar unha conclusión ben informada sobre o sistema.
Configuracins de buques de alimentacin radial e de bucle
Nos transformadores de montaxe sobre soporte, a principal distinción entre a alimentación radial e de bucle reside na configuración do buxo primario/HV (o lado esquerdo do armario do transformador). Nun primario de alimentación radial, hai un casco para cada un dos tres condutores de fase de entrada, como se mostra na Figura 4. Esta disposición atópase máis frecuentemente onde só se necesita un transformador para alimentar todo un sitio ou instalación. Como veremos máis adiante, os transformadores de alimentación radial úsanse a miúdo para a última unidade dunha serie de transformadores conectados con primarios de alimentación de bucle (ver Figura 6).
Figura 4:As configuracións de alimentación radial están deseñadas para unha alimentación primaria entrante.
As primarias de alimentación de bucle teñen seis casquillos en lugar de tres. A disposición máis común coñécese como bucle en V con dous conxuntos de tres casquillos escalonados (ver Figura 5): tres cascos á esquerda (H1A, H2A, H3A) e tres á dereita (H1B, H2B, H3B), como se indica. en IEEE Std C57.12.34.
Figura 5: Unha configuración de alimentación en bucle ofrece a posibilidade de ter dúas fontes primarias.
A aplicación máis común para un primario de seis casquillos é conectar varios transformadores de alimentación de bucle xuntos. Nesta configuración, a fonte de utilidade entrante lévase ao primeiro transformador da liña. Un segundo conxunto de cables vai desde os cascos do lado B da primeira unidade ata os cascos do lado A do seguinte transformador da serie. Este método de conexión en cadea de dous ou máis transformadores en fila tamén se denomina "bucle" de transformadores (ou "transformadores en bucle xuntos"). É importante facer a distinción entre un "bucle" (ou cadea de margaritas) de transformadores e alimentación de bucle no que se refire aos casquillos dos transformadores e aos sistemas de distribución eléctrica. A figura 6 describe un exemplo perfecto dun bucle de transformadores instalados nun sistema radial. Se se perde enerxía na fonte, os tres transformadores estarán fóra de liña ata que se restableza a alimentación. Teña en conta que un exame detallado da unidade de alimentación radial no extremo dereito indicaría un sistema radial, pero isto non estaría tan claro se só miramos as outras dúas unidades.
Figura 6: Este grupo de transformadores aliméntase dunha única fonte comezando no primeiro transformador da serie. A alimentación primaria transmítese a través de cada transformador da liña ata a unidade final onde termina.
Pódense engadir fusibles de baioneta do lado primario interno a cada transformador, como se mostra na Figura 7. A fusión primaria engade unha capa adicional de protección para o sistema eléctrico, especialmente cando varios transformadores conectados entre si están fusionados individualmente.
Imaxe 7:Cada transformador está equipado coa súa propia protección interna de sobreintensidade.
Se se produce un fallo secundario nunha unidade (Figura 8), a fusión primaria interromperá o fluxo de sobreintensidade no transformador averiado antes de que poida chegar ao resto das unidades, e a corrente normal seguirá circulando por diante da unidade con avaría. os transformadores restantes no circuíto. Isto minimiza o tempo de inactividade e consigna o fallo a unha única unidade cando varias unidades están conectadas entre si nun circuíto derivado. Esta configuración con protección interna contra sobrecorriente pódese utilizar en sistemas radiais ou de bucle; en calquera dos casos, o fusible de expulsión illará a unidade con avaría e a carga á que serve.
Figura 8: No caso de producirse un fallo no lado de carga nunha unidade dunha serie de transformadores, a fusión do lado primario illará a unidade con avaría dos outros transformadores do bucle, evitando máis danos e permitindo o funcionamento ininterrompido do resto do sistema.
Outra aplicación da configuración do buxo de alimentación de bucle é conectar dúas fontes de alimentación separadas (Feed A e Feed B) a unha única unidade. Isto é similar ao escenario anterior na Figura 2 e na Figura 3, pero cunha única unidade. Para esta aplicación, instálanse no transformador un ou máis interruptores selectores de tipo rotativo inmersos en aceite, o que permite que a unidade alterne entre as dúas alimentacións segundo sexa necesario. Algunhas configuracións permitirán cambiar entre cada fonte de alimentación sen perda momentánea de enerxía para a carga que se serve, unha vantaxe crucial para os usuarios finais que valoran a continuidade do servizo eléctrico.
Figura 9: O diagrama anterior mostra un transformador de alimentación de bucle nun sistema de bucle coa opción de alimentarse desde unha das dúas fontes de alimentación.
Aquí tes outro exemplo dun transformador de alimentación de bucle instalado nun sistema radial. Nesta situación, o gabinete principal só ten un conxunto de condutores aterrados nos cascos do lado A e o segundo conxunto de cascos do lado B remata con tapas illadas ou protectores de cóbado. Esta disposición é ideal para calquera aplicación de alimentación radial onde só se require un transformador nunha instalación. A instalación de dispositivos de protección contra sobretensións nos cascos do lado B tamén é a configuración estándar para o último transformador dunha cadea ou serie de unidades de alimentación de bucle (convencionalmente, a protección contra sobretensións está instalada na última unidade).
Figura 10: Aquí tes un exemplo dun primario de alimentación de bucle con seis casquillos onde os tres segundos cascos do lado B rematan con protectores de cóbado dianteiro mortos. Esta configuración funciona para un único transformador por si só, e tamén se usa para o último transformador dunha serie de unidades conectadas.
Tamén é posible replicar esta configuración cun principal de alimentación radial de tres casquillos utilizando insercións de paso (ou de alimentación) rotativos. Cada inserción de alimentación ofrécelle a opción de instalar unha terminación de cable e un descargador de cóbado frontal por fase. Esta configuración con insercións de alimentación tamén permite aterrar outro conxunto de cables para aplicacións do sistema de bucle, ou as tres conexións adicionais poderían usarse para alimentar enerxía a outro transformador nunha serie (ou bucle) de unidades. A configuración de alimentación con transformadores radiais non permite a opción de seleccionar entre un conxunto separado de casquillos do lado A e do lado B con interruptores internos no transformador, o que o converte nunha opción indesexable para os sistemas de bucle. Tal unidade podería usarse para unha solución temporal (ou de aluguer) cando un transformador de alimentación de bucle non está dispoñible, pero non é unha solución permanente ideal.
Figura 11: Pódense usar insercións de paso giratorios para engadir descargadores ou outro conxunto de cables de saída a unha configuración de buxo de alimentación radial.
Como se mencionou ao principio, os transformadores de alimentación de bucle utilízanse amplamente nos sistemas radiais xa que se poden equipar facilmente para operacións autónomos como se mostra na Figura 10, pero case sempre son a opción exclusiva para sistemas de bucle debido á súa forma de seis casquillos. disposición. Coa instalación de conmutación selector inmerso en aceite, pódense controlar varias fontes de alimentación desde o armario primario da unidade.
O principio con interruptores selectores implica romper o fluxo de corrente nas bobinas do transformador como un simple interruptor de acendido/apagado coa capacidade adicional de redirixir o fluxo de corrente entre os casquiños do lado A e do lado B. A configuración do interruptor selector máis fácil de entender é a opción de interruptor de tres posicións. Como mostra a Figura 12, un interruptor de encendido/apagado controla o propio transformador e os dous interruptores adicionais controlan as alimentacións do lado A e do lado B individualmente. Esta configuración é perfecta para as configuracións do sistema de bucle (como na Figura 9 anterior) que requiren seleccionar entre dúas fontes separadas en cada momento. Tamén funciona ben para sistemas radiais con varias unidades conectadas en cadea.
Figura 12:Un exemplo de transformador con tres interruptores individuais de dúas posicións no lado primario. Este tipo de conmutación de selector tamén se pode empregar cun único interruptor de catro posicións, non obstante, a opción de catro posicións non é tan versátil, xa que non permite a conexión/desactivación do propio transformador independentemente do lado A e do lado A. Alimentacións cara B.
A figura 13 mostra tres transformadores, cada un con tres interruptores de dúas posicións. A primeira unidade da esquerda ten os tres interruptores na posición pechada (on). O transformador do medio ten os interruptores do lado A e do lado B en posición pechada, mentres que o interruptor que controla a bobina do transformador está na posición aberta (apagada). Neste escenario, entrégase enerxía á carga á que serve o primeiro transformador e o último transformador do grupo, pero non á unidade central. Os interruptores individuais de on/off do lado A e do lado B permiten que o fluxo de corrente se transmita á seguinte unidade da liña cando o interruptor de acendido/apagado da bobina do transformador está aberto.
Figura 13: Ao utilizar varios interruptores selectores en cada transformador, a unidade do centro pódese illar sen perda de enerxía para as unidades adxacentes.
Hai outras configuracións de interruptores posibles, como un interruptor de catro posicións, que en certo modo combina os tres interruptores individuais de dúas posicións nun dispositivo (con algunhas diferenzas). Os interruptores de catro posicións tamén se denominan "interruptores de alimentación de bucle" xa que se utilizan exclusivamente con transformadores de alimentación de bucle. Os interruptores de alimentación de bucle poden usarse en sistemas radiais ou de bucle. Nun sistema radial, utilízanse para illar un transformador dos outros nun grupo como na Figura 13. Nun sistema de bucle, estes interruptores úsanse con máis frecuencia para controlar a enerxía dunha das dúas fontes de entrada (como na Figura 9).
Unha ollada máis profunda aos interruptores de alimentación de bucle está fóra do alcance deste artigo, e a breve descrición deles aquí utilízase para mostrar a parte importante que xogan os interruptores selectores de transformadores internos nos transformadores de alimentación de bucle instalados en sistemas radiais e de bucle. Para a maioría das situacións nas que se necesita un transformador de substitución nun sistema de alimentación de bucle, será necesario o tipo de conmutación descrito anteriormente. Tres interruptores de dúas posicións ofrecen a maior versatilidade e, por iso, son unha solución ideal nun transformador de substitución instalado nun sistema de bucle.
Resumo
Como regra xeral, un transformador de alimentación radial montado na almofada adoita indicar un sistema radial. Cun transformador montado na almofada de alimentación de bucle, pode ser máis difícil determinar a configuración do circuíto. A presenza de interruptores selectores internos inmersos en aceite adoita indicar un sistema de bucle, pero non sempre. Como se mencionou ao principio, os sistemas de bucle úsanse habitualmente onde se require a continuidade do servizo, como hospitais, aeroportos e campus universitarios. Para instalacións críticas como estas, case sempre será necesaria unha configuración específica, pero moitas aplicacións comerciais e industriais permitirán certa flexibilidade na configuración do transformador montado sobre plataforma que se está subministrando, especialmente se o sistema é radial.
Se é novo para traballar con aplicacións de transformadores montados en almofadas de alimentación radial e de bucle, recomendámosche que teñas a man esta guía como referencia. Non obstante, sabemos que non é completo, así que non dubide en poñerse en contacto connosco se tes preguntas adicionais. Tamén traballamos duro para manter o noso inventario de transformadores e pezas ben abastecido, así que avísanos se tes unha necesidade específica de aplicación.
Hora de publicación: 08-nov-2024