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Transformador trifásico
Profesor:
Ing. César Chilet
Devanadocon N1 espiras
Devanadocon N2 espiras
Aislante
3 transformadoresmonofásicos
ϕϕϕϕ1
ϕϕϕϕ2
ϕϕϕϕ3
ϕϕϕϕ1 ϕϕϕϕ2 ϕϕϕϕ3
Estructura básica de untransformador trifásico
ϕϕϕϕ1
ϕϕϕϕ2
ϕϕϕϕ3
ϕϕϕϕ=0
Se puedesuprimir
la columnacentral
La suma de los tres flujoses 0: se pueden unir
todas las columnas enuna columna central
Eliminando lacolumna central seahorra material y
peso del trans-formador
Transformador trifásico
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ϕϕϕϕ1 ϕϕϕϕ2 ϕϕϕϕ3
Transformador trifásicode 3 columnas
Si el sistema en el que trabaja el transformador es totalmente equilibrado suanálisis se puede reducir al de una fase (las otras son = desfasadas 120º y 240º)
El circuito equivalente que se utiliza es el mismo, con la tensión de fasey la corriente de línea (equivalente a conexión estrella – estrella)
En un transformador con tres columnasexiste una pequeña asimetría del circui-to magnético: el flujo de la columna cen-tral tiene un recorrido más corto y, portanto, de menor reluctancia.
La corriente de magnetización de esafase será ligeramente menor.
Transformador trifásico núcleoacorazado (5 columnas)
ϕϕϕϕ1 ϕϕϕϕ2 ϕϕϕϕ3
Las dos columnas laterales sirvencomo camino adicional al flujo. De estemodo, es posible reducir la sección y,
por tanto, la altura de la culata
Transformador trifásico
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Conexiones de transformadores
• Frecuentemente usado para reducir la tensión.
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• Conexión de los transformadores elevadores enlas centrales de generación
Conexiones de transformadores
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• Usados en media
tensión, uno de lostransformadorespuede ser removido yoperar en deltaabierto.
Conexiones de transformadores
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• Utilizado raramente, problemas con el desbalancey con los terceros armónicos.
Conexiones de transformadores
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Desfasaje entre devanados
• Las conexionesDy o Yd creandesfasaje entre
las tensionesde líneas delprimario ysecundario.
• Los desfasajesson múltiplo de30º.
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Grupo de conexión
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Grupo de conexión
• Es uno de los datos principales de untransformador, que nos dá la forma deconexionado y el desfasaje entre las tensiones de
línea.
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Grupo de conexión
• Se refiere a la forma como se conecta losdevanados primarios y secundarios.
• Por ejemplo el grupo de conexión Dy1
D y 1INDICE DE CONEXIÓN
El devanado de baja tensiónestá conectado en estrella.
El devanado de alta tensiónestá conectado en delta.
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Método del reloj
• La forma como se
conectan losdevanados deltransformador puedenser asociados a lasmanecillas de un reloj.
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Índice de conexión
• Indica el desfasaje que se produce entre lastensiones del primario y las tensiones delsecundario.
• En el ejemplo anterior el índice 1 señalaque existe un desfasaje entre las tensiones
del primario y secundario de: 1x30º=30º.
Dy1
Urs
URS
30°
Desfasaje
121
210
3
4
56
7
8
9
11Dy1
U
X
VW
Y
Z
u
x
v
yw z
U
X
V
Y
W
Z
u
x
v
y
w
z
Conexionado
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Grupos de conexión
• Se distinguen cuatro grupo deconexiones:
Grupo I : índices horarios 0, 4 y 8
Grupo II : índices 6, 10 y 2
Grupo III : índices 1 y 5
Grupo IV : índices 7 y 11
Si los índices horarios difieren en 4 u 8 (o sea120º o 240º), los transformadorespertenecerán al mismo grupo.
Paralelo
• Dos o más transformadores seconectarán en paralelo si se cumple: – Que ambos tengan igual relación de
transformación. – Que pertenezcan al mismo grupo de
conexión o que sean compatibles.
– Que las tensiones de cortocircuito seaniguales.
– Que la relación entre sus potenciasnominales no supere la relación 3 a 1.
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Paralelo del mismo grupo
11 Dy
R
S
T
r
t
s
7 Dy
Grupos compatibles
• Los transformadores con índices horarios 5y 11 son compatibles, tal como se muestra.
11 Dy
R
S
T
r
t
s
5 Dy
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Grupo de conexión
• En las tablasmostradas acontinuación,se detallan losgrupos deconexionesnormalizadospara
transformadores de potenciatrifásicos.
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Grupo de conexión
• debe tenerse encuenta que elesquema deconexionado esvalidosolamente en elcaso que losdevanadostengan el mismosentido dearrollamiento.
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Grupo de conexión
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Grupo de conexión
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Ensayos de rutina
• Medición de la relación de transformación, verificaciónde la polaridad y relación de fase.
• Ensayo de tensión aplicada a los devanados segúntensión de serie durante un minuto.
• Ensayo de tensión inducida con doble tensión nominaly como mínimo con el doble de la frecuencia nominaldurante un minuto.
• Ensayo de vacío.
• Ensayo de cortocircuito.• Medición de la resistencia de los devanados.
• Ensayo de pérdida de carga.
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Pruebas eléctricas
Los transformadores son probados de acuerdo a la normaIEC.
Pruebas de Rutina:
• Medida de la resistencia de los arrollamientos.• Medida de la relación de transformación.
• Control del grupo de conexión.
• Medida de la tensión de cortocircuito.
• Medida de las pérdidas en carga.
• Medida de las pérdidas sin carga y de la corriente deexcitación.
• Ensayo de la tensión inducida
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Pruebas eléctricas
• Ensayo de la tensión aplicada.
• Medida de la resistencia de aislamiento.
• Análisis fisicoquímico del aceite.
• Análisis Cromatográfico del aceite
Pruebas Tipo
• Prueba de calentamiento.• Prueba de tensión de impulso.
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Medida de la resistencia de losarrollamientos
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Medida de la relación de transformación
y polaridad
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Ensayos de Vacío
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Ensayo de cortocircuito
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Prueba de tensión aplicada
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Prueba de tensión aplicada
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Prueba de tensión inducida
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Prueba de tensión inducida
El autotransformador
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Se utilizan cuando se necesita una relaciónde transformación de 1,25 a 2. En ese casoson más rentables que los transformadores
Prescindiendo deN2 y conectandodirectamente
AUTOTRAFO
Ahorro de conductor: se emplean N2 es-piras menos.
Circuito magnético (ventana) de meno-res dimensiones.
Disminución de pérdidas eléctricas ymagnéticas.
Mejor refrigeración (cuba más pequeña).
Menor flujo de dispersión y corriente de
vacío. (Menor vcc).
VENTAJAS
Pérdida del aislamiento galvánico.
Mayor corriente de corto (Menor vcc).
Necesarias más protecciones.
INCONVENIENTES
Autotransformador
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Autotransformador elevador
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Autotransformador reductor
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Variac