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Conexiones y Relación de Transformación de los transformadores Trifásicos
Introducción
Sabemos que la relación entre las tensiones de un transformador primarias y secundarias en vacío, coincidan con bastante aproximación con la relación existente entre el número de espiras primarias y secundarias. También se echa de ver, dada la finalidad propia de esta máquina, que la medida de la relación de transformación es de todo punto fundamental.
A fin de evitar inútiles pérdidas de tiempo, y dinero, caso de error en la construcción de los devanados, se suele proceder a la medida de la relación de transformación con anterioridad al proceso de secado y al montaje definitivo, debiendo luego repetir el ensayo una vez terminado el transformador.
Los métodos principales son los siguientes:
· Método directo.0
· Método indirecto.
· Método por proyección.
Tecnología previa
Las tres fases de cada bobinado tanto del primario como del secundario pueden ser conectadas entre sí, en estrella, triángulo y zig-zag, dando lugar a diferentes clases de transformadores.
En un transformador trifásico se conoce con el nombre de relación de transformador compuesta al cociente que resulta de dividir los valores de las tensiones de las líneas primarias y secundarias cuando el transformador trabaja en vacío.
mc=V1/V2
Recibe el nombre de transformación de un transformador el valor del cociente que resulta de dividir los números de espiras de los bobinados primarios y secundarios.
m=N1/N2
Transformador triángulo-triángulo, ( Dd.)
En esta clase de transformadores, el bobinado primario y secundario están conectados en triángulo, resultando las tensiones de línea y de fase iguales.
mc = V1/V2 = E1/E2 = m
expresión que indica que mc = m.
Transformador estrella-estrella, ( Yy )
En esta clase de transformadores, las tres fases de ambos bobinados están conectados en estrella, siendo la tensión de línea 3 veces mayor que la tensión de fase.
expresión que indica que mc = m .
Transformador triángulo- estrella, ( Dy ):
En esta clase de transformadores, las tres fases del bobinado primario están conectadas en triángulo, mientras que las del bobinado secundario lo están en estrella.
expresión que se indica que la relación
mc es 
menor que la relación m.
Transformador estrella- triángulo, ( Yd )
En esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario están conectados en estrella y las del secundario en triángulo.
expresión que indica que la relación de transformación mc es
veces mayor que la relación de transformación m.
Transformador estrella - zig- zag, ( Yz )
Se consigue la conexión zig-zag descomponiendo cada fase del bobinado secundario en dos mitades, las cuales se colocan en columnas sucesivas del núcleo magnético y arrollada en sentido inverso y conectado los finales en estrella.
Objetivos
Estudio de las distintas conexiones y relaciones de transformación de los transformadores trifásicos.
Puntos claves
Saber realizar las distintas conexiones de los transformadores trifásicos, además de calcular su relación de transformación sabiendo el tipo de conexión.
Herramientas necesarias
Alicates universales, destornilladores.
Materiales utilizados
· 2 voltímetros de CA.
· 1 transformador trifásico.
· Bananas de conexión.
Fases del proceso de trabajo
· Estudio de las distintas conexiones y relaciones de transformación de los transformadores trifásicos.
· Realización práctica de cada tipo de conexión y cálculo de su realización de transformación.
· Completar la tabla de medidas.
Anexo : Presentamos algunos de los inconvenientes y ventajas que se nos presentan a la hora de ejecutar las siguientes conexiones: Conexión estrella-estrella, conexión estrella- triángulo, conexión estrella- zigzag, conexión triángulo-triángulo, conexión truiángulo-estrella,
Conexión estrella-estrella
Inconvenientes : El principal inconveniente de la conexión estrella-estrella es el desequilibrio de tensiones en la línea conectada al primario, que aparece cuando hay fuertes desequilibrios en la carga secundaria.
Así el transformador estrella-estrella, con neutro en ambos devanados, al sobrecargar una fase en el secundario, aumentará proporcionalmente la corriente en la fase del devanado de la misma columna del primario y por tanto, provocará un caída de tensión mayor en un conductor de línea que en los otros dos.
Si el transformador sólo dispone de neutro en el secundario , todavía es mayor el desequilibrio, puesto que una sobrecarga en el secundario provoca otra en el primario, que al carecer de neutro , hace que circule por las otras dos fases , sin que hayan variado las corrientes del secundario de estas fases . Un fuerte aumento de éstas, sin estar compensadas motiva una asimetría en los flujos y por tanto, un desequilibrio en las ff. ee. mm. Del primario y del secundario.
Ventajas: Una ventaja muy interesante que presenta este transformador es la posibilidad de sacar neutro, tanto en el lado de baja tensión como en el lado de alta tensión. El neutro permite obtener dos tensiones, como es el caso de líneas de distribución o bien de conectarle a tierra como medida de seguridad en cierto tipo de instalaciones.
En general, puede afirmarse que este tipo de transformadores es más utilizado para pequeñas potencias, ya que, además de las ventajas citadas, son más económicos. Por aplicarse un tensión a cada fase VL/3 y por consiguiente , disminuir el número de espiras aunque ha de aumentarse la sección de los conductores , por circular la corriente de línea por cada fase. Por otra parte, el aumento de sección de conductores favorece la resistencia mecánica a los esfuerzos de cortocircuito.
Conexión estrella - triángulo
Inconvenientes: No dispone de salida de neutro y por tanto, no tendrá utilidad en redes de distribución a dos tensiones. Por el mismo motivo, tampoco podrá conectarse a tierra el secundario. Cualquier interrupción en alguna fase del secundario deja fuera de funcionamiento el transformador
Aunque el primario puede conectarse a tierra como medida de protección de la línea , no es aconsejable, por dar lugar a la aparición de armónicos, siempre perjudiciales.
Ventajas: En el funcionamiento con cargas desequilibradas, como sucede en el transformador
