¿Qué es un transformador en zigzag?

Un transformador en zigzag es un dispositivo trifásico que produce un punto de referencia a tierra a partir de una línea de alimentación trifásica de tres cables. Se incluye en la categoría de transformadores trifásicos y utiliza un diseño especial que deriva un nuevo conjunto de vectores trifásicos a partir de los vectores trifásicos existentes que impulsan una conexión en estrella o en Y. Para describir el transformador zigzag trifásico, puede ser útil observar una analogía simple monofásica y bifásica.

Con una línea eléctrica monofásica, parece que no hay necesidad de derivar el punto de tierra porque el nivel neutral se mantiene en todas las condiciones. Cuando el cable con corriente monofásica tiene fallas o está libre de fallas, el cable neutro siempre tiene el mismo potencial. Aunque el alimentador de potencia de doble fase rara vez se usa, su principio es un buen caso para describir el papel del transformador de puesta a tierra en zigzag. En caso de que existiera, el alimentador de doble fase usaría dos cables vivos cada uno con un desplazamiento de fase vectorial de 180 grados del otro. Si se consideran los transformadores eléctricos de doble fase, una distribución de doble fase de corriente alterna (VCA) de 110 voltios utilizaría dos cables vivos de 110 VCA, cada uno con 110 VCA a neutro.

En el ejemplo anterior, a continuación se considera que la línea neutral o de tierra no se ha puesto a disposición. Cabe señalar que se puede acceder al punto neutro en el lado del generador, donde es una derivación central en la salida del devanado del generador de 110-0-110 VCA. El desafío es producir un cable neutro aguas abajo en la distribución. Nuevamente, la contraparte de doble fase del transformador en zigzag tendrá dos devanados con una conexión común a neutro, y los otros extremos del devanado se conectarán a los dos cables con corriente. Habrá una diferencia de potencial cero entre el zigzag neutral a tierra si la carga en cada fase del alimentador de doble fase está equilibrada; de lo contrario, habrá un voltaje distinto de cero en el zigzag neutral a tierra.

El transformador en zigzag, que es una conexión en estrella o en Y, regenera una salida trifásica mediante el uso de voltajes de dos fases a la vez. Cuando se han realizado todas las combinaciones de dos fases, los vectores trifásicos resultantes son convergentes en un único punto neutro de referencia. Dentro del transformador en zigzag hay dos conjuntos de devanados para cada fase, un devanado interno y un devanado externo, que están enrollados en sentido opuesto para la oposición del flujo. Para cada núcleo, el devanado interno se toma de la siguiente fase de la secuencia. Cuando las cargas se equilibran en cada una de las tres fases, el punto neutro del transformador en zigzag tiene el mismo potencial que tierra, pero cuando hay una falla en una fase o un desequilibrio en las cargas de fase, habrá un voltaje en El punto neutral.