Ciencia e ingenieria

2.10 Transformadores trifásico
• Los transformadores para los circuitos trifásicos se pueden fabricar de dos maneras. • Una de ellas consiste simplemente en tomar tres transformadores monofásicos y conectarlos en un banco trifásico. • Otra, alternativa es construir transformadores trifásicos con tres grupos de devanados enrollados en un núcleo común. • En las figuras 2-36 y 2-37 se muestranestos dos tipos de construcción de transformadores.

• FIGURA 2-36 El banco trifásico de transformador compuesto por tres transformadores independientes.

FIGURA 2-37 Transformador trifásico construido sobre un núcleo de tres columna

Conexiones de transformadores trifásicos
• Los primarios y secundarios de cualquier transformador trifásico se pueden conectar dependientemente en ye (Y) o endelta (Δ). • Esto nos da un total de cuatro conexiones posibles en el banco de un transformador trifásico: • 1. Ye-ye (Y-Y) • 2. Ye-delta (Y-Δ) • 3. Delta-ye (Δ-Y) • 4. Delta-delta (Δ-Δ)

• La clave para analizar un banco trifásico es ver un solo transformador del banco. • Cualquier transformador en el banco se comporta exactamente como los transformadores monofásicos ya estudiados. • Laimpedancia, la regulación de voltaje, la eficiencia y los demás cálculos para los transformadores trifásicos se llevan a cabo con base en un criterio por fase, utilizando exactamente las mismas técnicas desarrolladas para los transformadores monofásicos.

• CONEXIÓN YE-YE. La figura 2-38a. En una conexión Y-Y, el voltaje primario en cada fase del transformador está dado por VФp=VLP/√3. • El voltajede fase primario se relaciona con el voltaje de fase secundario por medio de la relación de vueltas del transformador. • El voltaje de fase en el secundario está relacionado con la línea de voltaje en el secundario por VLS = √3VФs . • Por lo tanto, la relación de voltaje general en el transformador es:

• l. Si las cargas en el circuito del transformador no están equilibradas, entonces losvoltajes en las fases del transformador pueden llegar a desequilibrarse severamente. • 2. Los voltajes de terceras armónicas pueden ser grandes

• Tanto el problema de desequilibrio de voltajes como el de la tercera armónica se pueden resolver utilizando una de las dos técnicas siguientes: • 1. Conectando sólidamente a tierra los neutros de los transformadores, en especial el neutro del devanadoprimario. Esta conexión permite que los componentes aditivos de la tercera armónica causen un flujo de corriente en el neutro en lugar de acumular grandes voltajes. El neutro también suministra un camino de regreso para cualquier desequilibrio de corriente en la carga. • 2. Añadir un tercer devanado (terciario) conectado en d al banco de transformadores.

• FIGURA 2-38 Diagramas de conexión y decableado de un transformador trifásico: a) Y-Y; b) Y-Δ; c) Δ -Y; d) Δ-Δ

• CONEXIÓN YE-DELTA, figura 2-38b. En esta conexión, el voltaje de línea primario está relacionado con el voltaje de fase primario por VLP = √3VФP, mientras que el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de fase secundario VLS = VФs. • La relación de voltaje para cada fase es:

• Por lo que la relación generalentre el voltaje de línea en el lado primario del banco y el voltaje de línea en el lado secundario del banco es:

figura 2-38 b) Y-∆ (continuación)

• Este arreglo presenta un problema. Debido a la conexión, el voltaje secundario se desplaza 30° con respecto al voltaje primario del transformador. • El hecho de que se desplace una fase puede causar problemas en la puesta en paralelo de lossecundarios de dos bancos de transformadores. • Los ángulos de fase de los transformadores secundarios deben ser iguales si se desea ponerlos en paralelo, lo que quiere decir que se tiene que poner atención a la dirección del desplazamiento de fase de 30° en cada banco del transformador para ponerlos en paralelo.

• CONEXIÓN DELTA-YE. Figura 2-38c. • En una conexión ΔY, el voltaje de línea...