Transformadores

Para transformar una fuente de tensión trifásica se necesita, un banco de transformadores idénticos monofásicos como muestra la figura 13-25, o un único transformador polifásico que tenga los seis devanados (como muestra la fig. 12- 25) en un núcleo común de hierro. (En toda esta discusión usaremos transformadores monofásicos individuales, pero se deducen las mismas conexiones y resultados usandoarrollamientos individuales idénticos en un transformador polifásico.) Obsérvese que los transformadores individuales de la fig. 13-25 tienen los mismos valores nominales de potencia y de tensión de alta y baja. Obsérvese también que los transformadores tienen cada una de sus fases identificadas y marcadas adecuadamente de manera que el subíndice de número impar representa la polaridadinstantánea positiva(apartado 13-10) en ambos lados de alta y de baja tensión.
Figura 13-25. tres transformadores monofásicos idénticos (a, b, y c) con sus marcas de polaridad. Cada transformador tiene unos valores nominales de 1330/230 v, 10 kVA.

Supongamos que la tensión trifásica disponible para la excitación de los transformadores es 2300 v, 3 fases, alimentación de 60 Hz, como muestra la fig.13-26a. Las tres tensiones de línea están desplazadas 120º, como puede verse en la fig. 13-26a, y esta relación representa las tensiones entre los tres conductores de la fuente de alimentación: VAB, VBC, VCA, respectivamente, en las que cada una tiene un valor de 2300 V, algo superior a la tensión nominal del lado de alta de cada transformador. Esto, desde luego, obliga a que los transformadoresindividuales deban estar conectados en Y, como muestra la fig. 13-26b. Obsérvese que haciéndolo asi, debe tenerse cuidado para asegurar que la polaridad instantánea positiva (terminal H1) está conectada a la fuente mientras que el terminal H2 de cada transformador esta conectado a la unión común (N). Obsérvese que las bobinas de baja tensión (todavia sin conectar) se designan por a, b y c,respectivamente.
La relacion entre las tensiones de línea aplicadas por la fuente de alimentación y las tensiones de fase aparecen en bornes de las bobinas de alta tensión del transformador individual, se indican en la fig. 13-26c. (esta figura es muy importante y debe ser estudiada cuidadosamente.) La tensión (fase) aplicada sobre el primario del transformador A es
1330 L 30º V. La tensión de fase desde elborne B a N, aplicada sobre el transformador B, es 1330 L 150ºV. La tensión de fase desde el borne Cy N, aplicada sobre el transformador C, es
1330 L -90ºV. De acuerdo con la teoría clásica de los circuitos trifásicos la tensión de fase , Vp es
(13-46)

en donde VL es la tensión de línea.

Figura 13-26. Tensiones de línea y de fase trifásicas aplicadas a los lados de alta tensión detransformadores conectados en Y, y tensiones de fase inducidas en los lados de baja tensión.

Asi, las tensiones de fase que muestra la fig. 13-26c no sólo son menores sino que están desplazadas 30º respecto a las tensiones de línea. Obsérvese sin embargo que las tensiones de fase aplicadas sobre los 3 transformadores, a pesar del desfase de 30º, continúan desplazadas 120º entre sí de acuerdo con lateoria trifásica clásica. En consecuencia, la suma vectrotial de las tensiones de dos fases, es la tensión de línea, como se ve en la fig. 13-26c. Así, la tensión de línea VAB, es la suma vectorial de las tensiones entre H1, y H2 de la bobina A y HrH1 de la bobina B (inverso del vector B), ocmo muestran las figs. 13-26 b y c.
Como resultado de la transformación, las tensiones inducidas en lasbobinas de baja tensión, a, b y c, respectivamente, guardan la misma relacion entre sí que las tensiones de fase aplicadas en el primario, como muestra la fi. 13-26d. Es evidente que el primario de 1330 V debe estar conectado en Y a la alimentación de 2300 V de manera que no se exceda la tensión nominal de los arrollamientos de alta tensión del transformador. Esto, a su vez, impone la relación de...