Cálculo de la impedancia de secuencia cero del transformador Zig-Zag tipo núcleo de tres columnas utilizando el método de elementos finitos

Abstract

En el presente trabajo se calcula la impedancia de secuencia cero de un transformador Zig-Zag de puesta a tierra de 9.959 MVA para 60 segundos, 34.5 kV, tipo núcleo de tres columnas aplicando el método de elementos finitos. Se realiza un análisis magneto dinámico para estudiar el transformador de puesta a tierra en el dominio de la frecuencia. Para ello se construyen modelos en 2D y 3D, que se resuelven a través de las formulaciones de potenciales vectoriales y escalares. Una vez estudiado el comportamiento del campo magnético se utiliza la técnica del almacenamiento de la energía magnética para calcular el valor de la impedancia de secuencia cero. Los resultados obtenidos al aplicar el método de elementos finitos fueron validados de manera experimental en laboratorio. En los últimos años el diseño clásico de estos transformadores de puesta a tierra no se ha modificado. Por tanto, este trabajo presenta la solución de un problema planteado por un fabricante mexicano de transformadores, lo que representa una excelente relación entre el binomio universidad-empresa.

In the present work, the zero sequence impedance, of a three column core type grounding Zig-Zag transformer of 9.959 MVA , 34.5 kV is calculated applying the finite element method. A magneto-dynamic analysis is performed to study the grounding transformer in the frequency domain. 2D and 3D models are built, which are solved through the formulations of vector and scalar potentials. Once the behavior of the magnetic field has been studied, the magnetic energy storage technique is used to calculate the value of the zero sequence impedance. The results obtained by the finite element method were experimentally validated in the laboratory. In recent years the classical design of these grounding transformers has not changed. Therefore, this work presents the solution of a problem posed by a Mexican manufacturer of transformers, which represents an excellent relationship between the university-company binomial.