transformadores .pdf
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Este documento describe diferentes configuraciones de conexión para transformadores trifásicos, incluyendo conexión estrella, triángulo, zig-zag, D-d, Y-y, D-y y Y-d. Explica las ventajas y aplicaciones típicas de cada configuración, como su uso en transformadores de distribución, elevación o reducción de tensión en la red eléctrica.
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- 1. Los grupos de conexión de los Transformadores y sus aplicaciones Un transformador trifásico consta de tres transformadores monofásicos, bien sean separados (banco trifásico) o combinados sobre un mismo núcleo. Conexión estrella En la conexión estrella se unen en un mismo punto los tres extremos de los devanados que poseen la misma polaridad, existiendo dos formas básicas según se unan, (U, V, W) o bien (U', V', W'). Conexión triángulo
- 2. En la conexión en triángulo se unen sucesivamente los extremos de polaridad opuesta de cada dos devanados hasta cerrar el circuito. Según sea el orden de sucesión se obtienen dos configuraciones. Conexión zig-zag La conexión zig-zag en la práctica sólo se emplea en el lado de menor tensión. Consiste en subdividir en dos partes iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada rama se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, siguiendo un determinado orden cíclico. Conexión D - d Se utiliza mucho en transformadores de B.T., ya que se necesitan más espiras de menor sección. Esto es así porque la corriente por los devanados del transformador es un 58% menor que la de línea. Sin embargo la tensión que soportan es la propia tensión compuesta de la línea.
- 3. Como primario y secundario están en triángulo la relación de transformación será directamente la relación entre el número de espiras: • Ventajas La conexión D-d tiene la ventaja de que, en caso de avería, uno de los transformadores puede ser separado del conjunto sin que esto impida la continuidad en el funcionamiento del sistema trifásico, aunque con una potencia total menor. Conexión Y - y Para las conexiones estrella Y, la corriente de línea es la misma que la que circula por cada devanado del transformador. En cambio la tensión en bornes de una bobina del devanado es un 58% menor que la tensión compuesta: Como primario y secundario están en estrella, la relación de transformación será directamente la relación entre el número de espiras:
- 4. • Ventajas La conexión Y-y permite disponer del neutro tanto en el devanado de alta tensión como en el de baja, y conectar así el neutro del primario del transformador con el neutro de la fuente de energía (alternador). • Inconvenientes La conexión Y-Y debe evitarse a menos que se haga una conexión neutra muy sólida (de baja impedancia) entre el primario y la fuente de potencia. Si no se proporciona neutro, los voltajes de fase tienden a desequilibrarse severamente cuando la carga es desequilibrada. También surgen problemas con las armónicas terceras. Si es necesario tener una conexión Y-y con un neutro primario débil o sin uno, cada transformador de fase debe tener un tercer devanado además del primario y del secundario al que se llama "terciario". Este tercer devanado se conecta en triángulo y permite anular los problemas debidos a armónicos o a desequilibrios de cargas. Aunque no es necesario, estos devanados suelen disponerse con terminales hacia el exterior para aprovechar su potencia en servicios auxiliares (lámparas, ventiladores, bombas, etc.). • Aplicaciones Transformadores de distribución. Carga en neutro 10 % de carga nominal. Conexión D - y La conexión D-y se utiliza para elevar la tensión, ya que, además de la propia relación de transformación debida a las espiras, interviene el factor 3 que multiplica la tensión del secundario.
- 5. Esta conexión se utiliza mucho como transformador elevador en las redes de A.T. En este caso la alta tensión está en el lado de la estrella, lo cual permite poner a tierra el punto neutro, con lo que queda limitado del potencial sobre cualquiera de las fases a la tensión simple del sistema. También se usa mucho esta configuración en transformadores de distribución, colocando la estrella al lado de baja tensión. Esto permite alimentar cargas trifásicas y monofásicas (entre fase y neutro). • Aplicaciones Transformadores de distribución y de red Carga en neutro = carga nominal. Dy 11 es preferible a Yz5. Conexión Y - d La conexión Y-d se utiliza para reducir la tensión, ya que, además de la propia relación de transformación debida a las espiras, interviene el valor 3 para reducir la tensión del secundario.
- 6. Debido a este factor reductor añadido, esta conexión se usa en subestaciones de alta tensión reductoras, subestaciones de reparto y de distribución. • Ventajas No tiene problemas de armónicos de tensión. Se comporta bien ante cargas desequilibradas, ya que el triángulo redistribuye posibles desequilibrios. • Inconvenientes La conexión Y-d da como resultado un desplazamiento de fase de 30º entre los voltajes primarios y secundarios, lo cual puede dar inconvenientes al conectar en paralelo dos grupos de transformadores. • Aplicaciones Transformadores de distribución. Carga en neutro = carga nominal. Conexión Y - z La conexión zig-zag se emplea únicamente en el lado de B.T. Este montaje se utiliza en redes de distribución ya que permite el uso de un neutro en el secundario. Se comporta bien frente a desequilibrios de cargas. Debido a la composición de tensiones del lado secundario se requiere un 15% más de espiras que una conexión en estrella convencional. • Aplicaciones Transformadores de red. Carga en neutro = carga nominal. Potencia limitada a 630 kVA.