En ingeniería eléctrica , se puede utilizar la convención de marcado de puntos, la convención de marcado alfanumérico o ambas para indicar la misma polaridad instantánea relativa de dos componentes mutuamente inductivos , como por ejemplo entre los devanados de un transformador . Estas marcas se pueden encontrar en las carcasas de los transformadores, junto a los terminales, los cables de los devanados, las placas de identificación, los diagramas esquemáticos y de cableado.
La convención es que la corriente que entra a un transformador en el extremo de un devanado marcado con un punto, tenderá a producir corriente que salga de otros devanados en sus extremos punteados. [ cita requerida ]
Mantener la polaridad adecuada es importante en los sistemas de protección, medición y control de sistemas de energía. Un devanado de transformador de instrumentos invertido puede anular los relés de protección , brindar mediciones de energía y potencia inexactas o dar como resultado la visualización de un factor de potencia negativo . Las conexiones invertidas de los devanados de transformadores en paralelo provocarán corrientes circulantes o un cortocircuito efectivo . En los circuitos de señal, las conexiones invertidas de los devanados de transformadores pueden dar como resultado un funcionamiento incorrecto de los amplificadores y sistemas de altavoces, o la cancelación de señales que se supone que deben sumarse.
Se dice que los cables de los devanados primario y secundario tienen la misma polaridad cuando la corriente instantánea que entra en el cable del devanado primario da como resultado una corriente instantánea que sale del cable del devanado secundario como si los dos cables fueran un circuito continuo. [1] [2] En el caso de dos devanados enrollados alrededor del mismo núcleo en paralelo, por ejemplo, la polaridad será la misma en los mismos extremos: Una corriente repentina (instantánea) en la primera bobina inducirá un voltaje opuesto al aumento repentino ( ley de Lenz ) en la primera y también en la segunda bobina, porque el campo magnético producido por la corriente en la primera bobina atraviesa las dos bobinas de la misma manera. La segunda bobina, por lo tanto, mostrará una corriente inducida opuesta en dirección a la corriente inductora en la primera bobina. Ambos cables se comportan como un circuito continuo, una corriente entrando en el primer cable y otra corriente saliendo del segundo cable.
Se utilizan dos métodos para indicar qué terminales presentan la misma polaridad relativa. Se puede utilizar un punto o una designación alfanumérica. Las designaciones alfanuméricas suelen tener la forma H 1 para los primarios y X 1 para los secundarios (e Y 1 , Z 1 si hay más devanados).
A diferencia de los transformadores monofásicos, los transformadores trifásicos pueden tener un desfase debido a diferentes configuraciones de bobinado (por ejemplo, un primario conectado en estrella y un secundario conectado en delta), lo que da como resultado un desfase de múltiplo de 30 grados entre las designaciones de los aisladores H1 y X1. El grupo de vectores en la placa de identificación del transformador brinda información sobre dicho desfase.
Se dice que los transformadores tienen polaridad "aditiva" o "sustractiva" según la disposición física de sus terminales y la polaridad de los devanados conectados a ellos. La convención que se utiliza para los transformadores norteamericanos es que, de cara al lado de alta tensión del transformador, la terminal H1 está a la derecha del observador. Un transformador se denomina "aditivo" si, conceptualmente, conectar la terminal de alta tensión a la terminal de baja tensión adyacente da como resultado una tensión total entre las otras dos terminales que es la suma de las tensiones nominales de alta y baja tensión, cuando el devanado de alta tensión se excita a la tensión nominal. Las terminales H1 y X2 son físicamente adyacentes. En la disposición "sustractiva", las terminales H1 y X1 son adyacentes, y la tensión medida entre H2 y X2 sería la diferencia entre las tensiones nominales de alta y baja tensión. [3] Los transformadores de distribución montados en postes se fabrican con polaridad aditiva, mientras que los transformadores de instrumentos se fabrican con polaridad sustractiva. Cuando las marcas están ocultas o son sospechosas, se puede realizar una prueba interconectando los devanados y excitando el transformador, y midiendo los voltajes. [4]
Los transformadores trifásicos que se utilizan en los sistemas de energía eléctrica tienen una placa de identificación que indica las relaciones de fase entre sus terminales. Puede ser en forma de diagrama fasorial o mediante un código alfanumérico para mostrar el tipo de conexión interna (en estrella o en triángulo) para cada devanado.
La caída de tensión desde el extremo punteado al extremo sin puntos de una bobina, inducida por una corriente i que fluye en el extremo punteado de la otra bobina, es M di / dt . Si se supone que M es positivo, las cuatro marcas de la figura 10-3a. corresponden exactamente y pueden intercambiarse libremente. Lo mismo es válido para las cuatro marcas de la figura 10-3b.