Grupo vectorial

En ingeniería eléctrica , un grupo vectorial , denominado oficialmente símbolo de conexión , es el método de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) para clasificar las configuraciones de los devanados de alta tensión (AT) y baja tensión (BT) de los transformadores trifásicos . La designación del grupo vectorial indica las configuraciones de los devanados y la diferencia de ángulo de fase entre ellos. Por ejemplo, un devanado de AT en estrella y un devanado de BT en triángulo con un adelanto de 30 grados se denotan como Yd11.

Los devanados de fase de un transformador polifásico pueden conectarse internamente en diferentes configuraciones, según las características requeridas. En un sistema de potencia trifásico, puede ser necesario conectar un sistema de tres hilos a uno de cuatro hilos, o viceversa. Por ello, los transformadores se fabrican con diversas configuraciones de devanado para satisfacer estos requisitos.

Las distintas combinaciones de conexiones de los devanados darán como resultado diferentes ángulos de fase entre las tensiones de los mismos. Los transformadores conectados en paralelo deben tener el mismo grupo vectorial; los ángulos de fase diferentes provocarán corrientes circulantes y otras perturbaciones en el sistema.

El grupo vectorial proporciona una forma sencilla de indicar cómo están dispuestas las conexiones de un transformador. En el sistema adoptado por la IEC, el grupo vectorial se indica mediante un código compuesto por dos o tres letras, seguidas de uno o dos dígitos numéricos. Las letras indican la configuración del bobinado de la siguiente manera:

• D o d: Devanado delta , también llamado devanado de malla. Cada terminal de fase se conecta a dos devanados, de modo que los devanados forman una configuración triangular con los terminales en los vértices del triángulo.
• Y o y: Bobinado en estrella (también llamado en Y). Cada terminal de fase se conecta a un extremo del bobinado, y el otro extremo de cada bobinado se conecta a un punto central común, de modo que la configuración se asemeja a la letra Y. El punto central puede conectarse fuera del transformador a un neutro del sistema.
• Z o z: Bobinado en zigzag o en estrella interconectada. Similar a un bobinado en estrella, pero dos bobinados de cada fase se disponen de forma que las tres ramas aparecen "dobladas" al dibujar el diagrama de fases. Los transformadores con bobinado en zigzag poseen características especiales y no se utilizan habitualmente donde estas características no son necesarias.
• N (mayúscula): indica que un neutro del sistema está conectado al lado de alta tensión.
• n (minúscula): indica que un neutro del sistema está conectado al lado de baja tensión.

En el código de grupo vectorial IEC, cada letra representa un conjunto de bobinados. El bobinado de alta tensión (AT) se designa con una letra mayúscula, seguido de los bobinados de media o baja tensión (BT) designados con una letra minúscula. Los dígitos que siguen a los códigos de letra indican la diferencia en el ángulo de fase entre los bobinados, tomando como referencia el bobinado de AT. El valor se expresa en unidades de 30 grados. Por ejemplo, un transformador con un grupo vectorial Dy1 tiene un bobinado de AT conectado en triángulo y un bobinado de BT conectado en estrella. El ángulo de fase del bobinado de BT está desfasado 30 grados con respecto al de AT.

Tenga en cuenta que el lado de alta tensión (AT) siempre precede al lado de baja tensión (BT), independientemente de cuál sea el devanado primario. Esto significa que el símbolo del grupo vectorial siempre comenzará con una letra mayúscula.

La rotación de fase siempre es en sentido contrario a las agujas del reloj (convención adoptada internacionalmente) e indica múltiplos de 30 grados de retraso para el devanado de baja tensión, utilizando el devanado de alta tensión como referencia.

Así, 1 = 30°, 2 = 60°, 3 = 90°, 6 = 180° y 12 = 0° o 360°.

Según la norma IEC60076-1, la notación es HV-LV en secuencia. Por ejemplo, un transformador elevador con un primario conectado en triángulo y un secundario conectado en estrella se sigue denominando 'Yd1'. El 1 indica que el devanado de baja tensión (LV) está desfasado 30 grados con respecto al de alta tensión (HV). ^{[ 1 ]}

Los transformadores fabricados según las normas ANSI normalmente no muestran el grupo vectorial en su placa de características, sino que se proporciona un diagrama vectorial para mostrar la relación entre el devanado primario y los demás devanados.

• Eliminación de armónicos : Conexión Dy: el devanado D anula los armónicos de tercer orden, impidiendo que se reflejen en el lado Wye.

• Operación en paralelo: Todos los transformadores deben tener la misma rotación de fase, grupo vectorial, ajuste de tomas y polaridad del devanado.

• Relé de falla a tierra: Un transformador Dd no tiene neutro. Para limitar las fallas a tierra en dichos sistemas, podemos usar un transformador con bobinado en zigzag para crear un neutro junto con el relé de falla a tierra.

En términos de rendimiento, no existe diferencia técnica entre un grupo vectorial (por ejemplo, Yd1) y otro con la misma interconexión para los devanados (por ejemplo, Yd11). El único factor que influye en la elección entre uno u otro es la fase del sistema, es decir, si partes de la red alimentadas por el transformador deben operar en paralelo con otra fuente. También es importante considerar si se dispone de un transformador auxiliar conectado a los terminales del generador.

• Energía eléctrica monofásica
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