IMPEDANCIA HOMOPOLAR EN TRANSFORMADORES.

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La norma UNE-EN 60076-1 define la impedancia en sistemas trifásicos. Se distinguen dos conceptos: la impedancia homopolar, relevante en cortocircuitos, que es simétrica a la rotación de fases, y la impedancia de secuencia cero, vital en desequilibrios de la carga o del sistema. Hay dos tipos de reactancias de secuencia homopolar y las pruebas en campo validan estos conceptos.

▶ Según la norma UNE-EN 60076-1, se define como la impedancia (expresada en ohmios/fase) a la frecuencia asignada entre los bornes de línea de un arrollamiento trifásico en estrella o zig-zag conectados juntos, y su borne neutro.

Corrientes homopolares

Dado que para que existan las corrientes homopolares es preciso que el sistema tenga hilo de neutro, esta impedancia sólo tendrá un valor diferente de infinito en transformadores trifásicos que tengan sus arrollamientos conectados en estrella o zig-zag.


📌 DEFINICIÓN DE IMPEDANCIA HOMOPOLAR.


Para el caso de la figura, la impedancia de cada fase individual será tres veces el valor medido.
Zo = 3. U/I
Donde:
U = Tensión aplicada (fase-neutro)
I = Corriente en el neutro.

La impedancia de secuencia homopolar consta, de dos componentes: la resistencia de secuencia homopolar (Ro) y la reactancia de secuencia homopolar (Xo).

Aunque la parte resistiva de las impedancias homopolares es bastante mayor que en las impedancias de secuencia directa; aun así la parte resistiva es mucho menor que la inductiva (Ro<<Xo), por lo que la parte resistiva puede ser despreciada y se habla de impedancia de secuencia homopolar en términos de reactancia de secuencia homopolar.

ACLARACIÓN: La impedancia homopolar y la impedancia de secuencia cero son conceptos diferentes, aunque ambos están relacionados con el análisis de sistemas de energía eléctrica, como transformadores.

Impedancia Homopolar:

Es la componente de impedancia de un sistema de potencia que es simétrica con respecto a la rotación de fases.
En el contexto de transformadores, la impedancia homopolar es relevante cuando se estudian las condiciones de cortocircuito.
Representa la respuesta del sistema ante una falla de secuencia cero (también conocida como falla homopolar).

Impedancia de Secuencia Cero:

Es la impedancia de un sistema eléctrico bajo condiciones de desequilibrio en el que una de las secuencias (positiva, negativa o cero) está presente.
En el caso de transformadores, la impedancia de secuencia cero es importante en situaciones donde hay desequilibrios en la carga o en el sistema.

En resumen, aunque ambos conceptos están relacionados con el análisis de sistemas eléctricos en condiciones desequilibradas, la impedancia homopolar se centra en la simetría de la falla de secuencia cero, mientras que la impedancia de secuencia cero aborda más ampliamente los desequilibrios en el sistema

▶ Se podrá hablar básicamente, dos tipos de reactancias de secuencia homopolar para un arrollamiento:

1. Reactancia a circuito abierto vista desde un arrollamiento, cuando los terminales del resto de arrollamientos se mantienen a circuito abierto.

2. Reactancia de cortocircuito vista desde un arrollamiento, cuando los terminales de otro de los arrollamientos se tienen cortocircuitado.
La definición dada para la impedancia homopolar es aplicable a ambos tipos de reactancias.

Las conclusiones más significativas que se pueden obtener de la comparación de los ensayos realizados en campo con los ensayos obtenidos de fábrica son:
🔸 Los ensayos en campo con al menos un arrollamiento cortocircuitado arrojan resultados muy semejantes a los obtenidos en fábrica. Estos casos con un arrollamiento cortocircuitado o con el triángulo cerrado se comportan de forma lineal.
🔸 En los casos en los que todos los arrollamientos no energizados están abiertos, el transformador se comporta de una forma no lineal y las diferencias entre las impedancias a secuencia homopolar obtenidas en fábrica y las medidas en campo son mayores.

Evidentemente, en campo no se llega a medir con una tensión similar a la de fábrica.


Fuente; Tesis, Estefanía Reyes Ruiz Universidad Carlos III Madrid

Agradecimiento especial por su difusión a: César Gala García | Ingeniero Mecánico Electricista

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