Hoja de cálculo del factor ‘1/K’ de desclasificación por armónicos en Transformadores

Los transformadores utilizados específicamente para el confinamiento y control de los armónicos en una determinada zona de la instalación, no son transformadores convencionales, ya que estos sufrirían un calentamiento excesivo (mayores pérdidas), sufrirían un alto factor de desclasificación, y en el peor de los casos podrían llevar al transformador a su destrucción.

Estos transformadores se construyen con unos materiales y características especiales para este fin, ya que han de estar preparados para poder soportar en permanencia los efectos de los armónicos, con la misión de mantener unas prestaciones mínimas de calidad de tensión. Las principales características y soluciones adoptadas para este tipo de transformadores son:

• Sobredimensionamiento de los conductores primarios para soportar las corrientes de circulación reflejadas de los armónicos “triplen”.
• Las secciones del neutro y sus conexiones se dimensionan para una corriente doble de la de línea.
• El núcleo está diseñado para una menor densidad de flujo. Se emplea menor cantidad de material, pero de mejor calidad, por ejemplo acero magnético M6.
• Las pérdidas por corrientes de Foucault en los conductores de los transformadores se pueden reducir empleando varios conductores paralelos aislados entre sí. A veces se utilizan conductores de tipo fleje y otras técnicas de interpolación y transposición de conductores.
• Tienen una capacidad térmica especial.

Por tales circunstancias, un transformador convencional no puede ni debe funcionar a su potencia nominal y debe o cambiarse por otro de mayor potencia o disminuirse la carga. El transformador se “desclasifica” asociándole una potencia equivalente.

La potencia equivalente de un transformador es la correspondiente a la sinusoidal que provoque las mismas pérdidas que las producidas con la corriente no sinusoidal aplicada. Esta potencia equivalente es igual a la potencia basada en el valor eficaz de la corriente no sinusoidal multiplicada por el factor “K”.

Este factor “K” se define como aquel valor numérico que representa los posibles efectos de calentamiento de una carga no lineal sobre el transformador y está definido en las normas UNE EN 50541-2 y UNE EN 50464-3.

En el caso en que un transformador en servicio se desee cargar posteriormente con corrientes armónicas, un factor reductor “1/K” debe ser aplicado a la potencia asignada.

Para facilitar el cálculo del factor de desclasificación “1/K” se adjunta una hoja de cálculo en la que solo se deberá introducir, haciendo doble clic en el centro de la página Word para que se transforme en Excel, los siguientes datos:

• La intensidad correspondiente al rango de armónico en la columna B. (medida realizada justo en la salida del secundario del transformador).
• La potencia del transformador en la casilla I6.
• La tensión nominal de placa del transformador en la casilla I7.

Esto es todo, la hoja de cálculo proporciona el factor 1/K en la casilla I11 y la potencia máxima exigible al transformador en la casilla I12, adicionalmente el software también facilita la tasa total de distorsión armónica THDi (a plena carga del transformador) en la casilla I10 y su espectro armónico.

Se agradece al ingeniero Andrés Granero por el valioso aporte.

Descargar Hoja de cálculo en el siguiente enlace:
Tasa de desclasificacion armonica-AndresGranero