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TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS

Introducción:

                         En la actualidad, la gran mayoría de los sistemas de distribución y generación de energía son sistemas trifásicos de CA. Por ello este capítulo del curso muestra el modo de utilización de los transformadores en este tipo de sistemas.

            En la presente exposición no se entrará en detalles, ya que estos pueden ser revisados por el estudiante en el libro de referencia mencionado.

            Es importante para el estudiante revisar los conceptos sobre circuitos trifásicos. Un pequeño resumen de estas definiciones se muestra ahora:   

Circuitos Trifásicos Simples

            En los siguientes circuitos se muestran las variaciones que sufren las corrientes y los voltajes al pasar de las líneas a las fases.

     1. Circuito Delta-delta

 

Sdelt-delt.gif (12727 bytes)

     2. Circuito Delta-estrella:

 

Sdel-est.gif (10914 bytes)

     3.Circuito Estrella-delta:

 

Sestr-delt.gif (12914 bytes)

     4.Circuito Estrella-estrella:          

 

Sestr-estr.gif (10301 bytes)

 

        Lo que se presentará a continuación son todos los tipos de conexiones para transformadores trifásicos: Delta-delta, delta-estrella, estrella-delta, estrella-estrella; también se mostrará mediante gráficas el cambio que sufren los valores de corriente y voltaje a lo largo de las líneas y fases del circuito.

Conexiones de Transformadores Trifásicos

            Un transformador trifásico está constituido por tres transformadores, que se encuentran separados o combinados sobre un solo núcleo. Los primarios y secundarios de cualquiera de ellos pueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar a un total de cuatro posibilidades de conexión en el transformador trifásico:

Conexión Delta-Delta: 
 
Características:
    -Los voltajes primarios de línea y de fase son iguales:

fig4.gif (963 bytes)

    -Las tensiones secundarias cumplen la siguiente relación:

fig2.gif (1026 bytes)

    -La relación entre tensiones de fase es:

fig6.gif (1005 bytes)

    -La relación entre los voltajes de línea es:

 

fig7.gif (1050 bytes)

 

Gráfica Explicativa:

 

STRD-Y14.gif (34698 bytes)

 

Conexión Delta-estrella:

Características:
    -Los voltajes de línea y de fase son iguales en el primario y en el secundario:

fig4.gif (963 bytes)
fig5.gif (963 bytes)

 

    -Los voltajes de línea de primario y secundario guardan la siguiente relación:

fig3.gif (1001 bytes)

Gráfica Explicativa:

STRE-D.gif (31886 bytes)

Conexión Estrella-delta:  

Características:
    -Los voltajes primarios de línea y de fase cumplen la relación:

fig1.gif (1022 bytes)

    -Las tensiones secundarias de línea y fase son iguales:

fig5.gif (963 bytes)

    -La relación de tensiones de fase es:

fig6.gif (1005 bytes)

    -La relación entre los voltajes de línea del primario y secundario es:

fig8.gif (1057 bytes)

Gráfica Explicativa:

 

STRE-D.gif (31886 bytes)

 

Conexión Estrella-estrella: 

Características:
    -Los voltajes de línea se relacionan con los voltajes de fase según las expresiones:

fig11.gif (1022 bytes)
fig22.gif (1026 bytes)

    -Los voltajes de línea de primario y secundario guardan la siguiente relación:

fig3.gif (1001 bytes)

Gráfica Explicativa:

STRe-e.gif (34038 bytes)

           Un caso particularmente especial es la conexión  Delta - abierta

            La clave para analizar cualquier banco trifásico consiste en visualizar uno solo de los transformadores del banco. Cualquier transformador individual del banco se comporta exactamente igual al transformador monofásico.

 Conexión Delta-abierta: 

            La nomenclatura a1a2-b1b2-c1c2 me indica que la parte izquierda representa el secundario del transformador (en una conexión Delta o Triángulo en el secundario) y la parte derecha representa un conjunto de cargas con impedancia Z que hemos colocado en este caso en configuración también Delta o Triángulo. Ya que es una conexión Dd, mas a la izquierda del secundario del transformador que se ha indicado líneas arriba está ubicado el primario del transformador que no se dibujó por razones de espacio.

            En este caso la tensión entre los puntos a1(c2) y b2(c1) sigue siendo la misma que la que se tendría si no se hubiese quitado el bobinado c1c2. Es decir, si con todo el sistema completo, la tensión de línea V c1c2 era U, luego, con el sistema sin el arrollamiento c1c2 la tensión de línea sigue siendo U.

            La explicación de esto reside en el hecho que se tiene que realizar una suma vectorial de voltajes para obtener el voltaje final resultante entre los puntos requeridos.

            En el gráfico precedente al anterior vemos tres vectores - correspondientes al voltaje en cada fase - que tienen un punto común y están separados 120º. Si tuviéramos el sistema completo al realizar la suma de voltajes en todo el triángulo obtendríamos 0. Y si realizamos una suma vectorial desde a1 hasta b2 se obtendrá el mismo voltaje que en un sistema sin el bobinado c1c2.

Libro Fuente: “MÁQUINAS ELÉCTRICAS” de Stephen J. Chapman

 

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