Generación de altas tensiones alternas

Se obtienen de modo similar a las altas tensiones para uso general, pero casi siempre en forma monofásica.

El orden de magnitud está comprendido entre 2 y 3000 kV y la frecuencia es la usual en generaci6n y distribución (50 o 60 Hz) o múltiplos de la misma (160 – 400 Hz) que se consiguen con un paso previo de elevación de frecuencia a base de con­vertidores y se emplean en ensayos de rigidez dieléctrica por tensión inducida en máquinas o aparatos con núcleo de hierro. La potencia de los equipos oscila entre 0,5 y 500 kW o más.

Hasta unos 200 kV la elevación de tensión suele hacerse en una etapa o escalón; es decir con un solo transformador. Para tensiones mayores por lo general es más económico emplear dos ó más transformadores conectados en cascada o cadena.

Las condiciones más importantes a satisfacer por estas instalaciones son las siguientes:

  • Que la tensión pueda regularse en forma continua desde cero hasta el valor má­ximo.
  • Que el elemento de regulación no deforme la onda de tensión (senoidal).
  • Que ofrezcan absoluta seguridad para las personas.

Queda pues descartada la regulación de la tensión de alimentación con un reóstato en serie con el primario, porque no parte de cero y, generalmente, deforma la onda, y entra en consideración algunas de las siguientes:

Alta Tensión - Figura 1

Los elementos de seguridad para las personas (operadores y extraños) más empleados son:

-Dispositivos que impiden la conexión de la instalación cuando las puertas del recinto en que se halla están abiertas y a su vez producen la desconexión de la misma si se ingresa a él después de conectada.

-Dispositivos que realizan igual cometido, o por lo menos impiden la alimentación del transformador elevador, si el regulador de tensión no está en cero.

Instalaciones de una etapa

Responden a la sencilla disposición esquematizada en la, fig. 2, en la que puede observarse que, un extremo del secundario y el núcleo se unen a tierra.

Describiremos como ejemplo un equipo para 80 kV, fig. 3. utilizado en ensayos de rigidez dieléctrica de máquinas y aparatos de 33 kV (se hacen con 2. Unom + 1000V).

Alta Tensión - Figura 2

Alta Tensión - Figura 3

 

Sus elementos fundamentales son: un transformador de 0,22 - 0,44/80 kV, cuyos primarios se conectan en paralelo para la tensión menor y en serie para la mayor; un regulador de tensión de bobina móvil en corto circuito (véase funcionamiento en E.T.E. T.VII) y un espinterómetro o explosor de esferas para medir la alta tensión.

Funciona de la siguiente manera: al cerrar el interruptor 1 se conecta el regulador de tensión a la fuente de alimentación a través de fusibles, operación que señala la lámpara indicadora de "B.T. conectada". El transformador de ensayos solo puede alimentarse si la puerta del local está cerrada y el regulador de tensión en cero (contactos CPu y CTD cerrados)

En estas condición, cuando se cierra el pulsador CON se energiza la bobina del contactor C, y se produce la conexión del primario a través de los contactos principales CP, en tanto el contactor se auto retiene por el contacto auxiliar CR, y las lámparas L2 y L3, indicadoras de “A .T. conectada", reciben tensión por el contacto auxiliar CS señalando que se ha efectuado la operación.

La resistencia R colocada en serie con el explosor de esferas, limita la corriente secundaria durante las descargas que hay que producir en este para a­justar la tensión al valor necesario para el ensayo (véase mas adelante) o las que pueden ocurrir en el material o aparato que se ensaya cuando se le aplica aquella. Generalmente tiene el valor de 1 ohm x volt de la tensión de ensayo (límites 0,5 a 2) y se construye con un tubo de vidrio lleno de agua pura. Cuando se produce una descarga aumenta la corriente primaria y el rele de máxima intensidad Re desconecta el transformador por apartamiento del contacto Gp, debiéndose llevar nuevamente a cero el regulador de tensión para poder re­conectarle.

La desconexión voluntaria se realiza abriendo el pulsador DES y la de seguridad al abrir la puerta del local.

Instalaciones de varias etapas en cascada

En la forma más común de conexión en cascada o cadena, todos los secundarios de les transformadores se conectan en serie, y cada primario se alimenta con parte de la tensión secundaria del transformador precedente. En la primera unidad se une a tierra un extremo del secun­dario y el núcleo, y en las siguientes un punto del secundario al núcleo. El ob­jeto de estas últimas conexiones es reducir el nivel de aislamiento de dichos arrollamientos respecto a masa, no obstante que la tensión aumenta de uno a otro respecto a tierra. Los núcleos de esos transformadores se encuentran pues a alta tensión respecto a tierra y deben aislarse debidamente, colocando las unidades sobre plataformas sustentadas por aisladores. A veces incluso la primera unidad tiene esa disposición, según puede observarse en el esquema del equipo de dos etapas para 500 kV que se muestra la fig. 4 (izquierda) como ejemplo de este tipo de conexión.

Otra forma de conexión, menos utilizada, emplea transformadores de tres arrollamientos, fig. 4 (derecha).

Alta Tensión - Figura 4

Mié, 25/10/2006 - 19:59