Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas (Jan 2023)
Simulación de Sobretensiones Transitorias Rápidas en Transformador de Distribución tipo capa en MATLAB
Abstract
El transformador constituye uno de los elementos más importantes y utilizados del sistema de distribución, por lo que puede sufrir daños debido a las sobretensiones transitorias de frecuencia rápida ocasionadas por descargas atmosféricas o por la conexión/desconexión de los sistemas de alimentación. Vinculado con lo anterior, se desconoce el comportamiento de los materiales sólidos que forman el sistema de aislamiento por lo que el objetivo del presente artículo es analizar un modelo matemático para el estudio de las sobretensiones transitorias en los devanados de un transformador de distribución monofásico con devanado tipo capa. Para tal efecto, se tomaron las medidas geométricas y constructivas de los devanados, así como las propiedades dieléctricas de los materiales aislantes sólidos; se aplicó en el dominio de la frecuencia, el modelo de parámetros distribuidos basado en el método de la línea de transmisión multiconductora y, a partir del software Excel y MATLAB®, se ejecutaron los cálculos del modelo para la obtención de gráficas en el dominio del tiempo que representen la respuesta transitoria de las capas de los devanados a partir de la aplicación de una señal transitoria de voltaje. Los resultados mostraron que, al aplicar una señal transitoria impulsiva en el devanado de AT se presentó una sobretensión del 123% y 112% para la segunda y cuarta capa, respectivamente; mientras que para el devanado de BT se presentó una distribución de voltaje uniforme. De igual forma se, aplicó una señal transitoria oscilatoria (0,5us) en el devanado de AT donde se presentó una sobretensión del 138%; 125% y 111% en la segunda, cuarta y sexta capa, respectivamente, mientras que en BT se visualizó oscilaciones cercanas al valor de referencia.
