REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA

EDUCACIÒN SUPERIORINSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÌA DEL

OESTE “MARISCAL SUCRE”

Conexiones de transformador trifásico

Integrantes: CI: FREITES JABIEL 9.941.428

EDGAR DORTA 12.507.547 BARITO JORGE 15.545.393

EDWIN OSORIO 14.322.044 MACIO CARLOS

Caracas Junio del 2010.

Un transformador trifásico consta de tres transformadores, bien sea

separado o combinados sobre un núcleo. Los primarios y

secundarios de cualquier transformador trifásico pueden conectarse

independientemente en estrella (Y) o en delta (Δ). Esto da lugar a

cuatro principales conexiones posibles para un transformador

trifásico.

Tipos de Conexiones de transformador trifásico.

• Estrella – Estrella (Y-Y)

• Estrella – delta (Y- Δ)

• Delta – Estrella (Δ- Y)

• Delta – delta (Δ- Δ)

La clave para analizar cualquier banco de transformadores trifásicos es

estudiar uno solo de ellos. Cualquier transformador único en el banco se

comporta exactamente como el transformador monofásico.

Conexiones Estrella - Estrella.

DIAGRAMA DE CONEXIÓN

Las corrientes en los devanados en estrella son iguales a las corrientes en la línea. Si las tensiones entre línea y neutro están equilibradas y son sinuosidades, el valor eficaz de las tensiones respecto al neutro es igual al producto de 1/"3 por el valor eficaz de las tensiones entre línea y línea y existe un desfase de 30º entre las tensiones de línea a línea y de línea a neutro más próxima.

Relación de Transformación Estrella -Estrella

Diagrama fasorial conexión Estrella -Estrella

Relaciones fundamentales para esta conexión:

Las corrientes en los devanados primario y secundario son iguales a las de los correspondientes devanados para cada transformador:

Diagrama fasorial conexión Estrella -Estrella

Ventajas de la conexión Estrella -Estrella

Las tensiones entre línea y línea de los primarios y secundarios correspondientes

en un banco estrella-estrella, están casi en concordancia de fase.

Por tanto, la conexión en estrella será particularmente adecuada para

devanados de alta tensión, en los que el aislamiento es el problema principal,

ya que para una tensión de línea determinada las tensiones de fase de la

estrella sólo serían iguales al producto 1/ "3 por las tensiones en el triángulo.

Desventajas de la conexión Estrella -Estrella

1. Si las cargas en el circuito del transformador están desbalanceadas, entonces los voltajes en las fase del transformador se desbalancearán seriamente.

2.La tercera armónica no puede existir en forma de corriente, debidoA que no hay regreso por ella (solamente cuando se une el neutro del Primario con el neutro del generador, en el caso de plantas).

3.En caso de fallar uno de los transformadores por alguna razón noEs posible alimentar carga trifásica.

1.    Conectando sólidamente a tierra los neutros de los transformadores, en especial el neutro del devanado primario, esta conexión permite que los componentes aditivos de los terceros armónicos 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 conectado en delta al banco de transformadores. Con esto las componentes de voltaje de la tercera armónica en delta se sumarán y causarán un flujo de corriente circulante dentro del devanado. Esto suprime los componentes de voltaje de la tercera armónica de la misma manera que el hacer tierra con los neutros de los transformadores.

De esta técnica de corrección, una u otra deben usarse siempre que un transformador Y – Y se instale. Muy poco transformadores se usan pues el mismo trabajo puede hacerlo cualquier otro tipo de transformador trifásico.

Diagrama de Conexión Estrella - Delta.

En sistemas de potencia, la conexión Estrella- Delta se emplea para reducir voltajes, los devanados conectados en estrella se conectan al circuito de mas alto voltaje.

Diagrama Circuital Estrella - Delta.

Diagrama Fasorial Estrella - Delta.

Diagrama Fasorial Estrella - Delta.

Ventajas de la conexión Estrella - Delta.

1. La conexión Y- Δ no tienen problema con los componentes del tercer armónico en sus voltajes, ya que ellos se consumen en la corriente circulatoria del lado delta (Δ).

2. Esta conexión también es más estable con relación a las cargas desbalanceadas, puesto que el delta (Δ) redistribuye parcialmente cualquier desbalance que se presente.

3. Se usa generalmente para bajar de un voltaje alto a uno medio o bajo. Una razón de ello es que se tiene un neutro para aterrizar el lado de alto voltaje lo cual es conveniente.

Desventajas de la conexión Estrella - Delta.

Esta disposición tiene, sin embargo, un problema. En razón de la conexión delta (Δ), el voltaje secundario se desplaza a 30 grado con relación al voltaje primario del transformador. El hecho de que un desplazamiento de la fase haya ocurrido puede causar problemas al conectar en paralelo los secundarios de dos grupos de transformadores. Siendo uno de los requisitos para conectar en paralelo, que los ángulos de fase de los secundarios del transformador deben ser iguales.

Conexión Delta – Estrella

La conexión Delta – Estrella, de las mas empleadas, se utiliza en ,los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, los sistemas de distribución (a 4 hilos) Para alimentación de fuerza y alumbrado.

Diagrama Circuital Delta – Estrella.

Diagrama Vectorial Delta – Estrella.

Diagrama Vectorial Delta – Estrella.

Ventajas de la Conexión Delta – Estrella

1. La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y alumbrado.

1. La conexión delta-estrella, de las más empleadas, se utiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes de generación o de transmisión, en los sistemas de distribución (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y alumbrado.

Conexión Delta – Delta (Δ - Δ).

Esta conexión se emplea tanto para elevar la tensión como para reducirla.

Diagrama Circuital Delta - Delta.

Diagrama Fasorial Delta - Delta.

Diagrama Fasorial Delta - Delta.

Ventajas de la Conexión Delta – Delta

1. Se utiliza esta conexión cuando se desean mínimas interferencias en el sistema. Además, si se tiene cargas desequilibradas, se compensa dicho equilibrio, ya que las corrientes de la carga se distribuyen uniformemente en cada uno de los devanados.

2. La conexión delta-delta de transformadores se usa generalmente en sistemas cuyos voltajes no son muy elevados especialmente en aquellos en que se debe mantener la continuidad de unos sistemas.

3. En caso de falla o reparación de la conexión delta-delta se puede convertir en una conexión delta abierta-delta abierta.

Desventajas de la Conexión Delta – Delta

1. No dispone del cuarto hilo conductor de neutro .

2. Generalmente se utiliza para bajas tensiones.

Transformación trifásica Transformación trifásica utilizando dos transformadoresutilizando dos transformadores

Algunas de las conexiones más Algunas de las conexiones más importantes con dos transformadores importantes con dos transformadores

son:son:

• • l. Conexión Δ abierta (o V-V)l. Conexión Δ abierta (o V-V)

••2. Conexión Y abierta- 2. Conexión Y abierta- ΔΔ abierta abierta

••3. Conexión Scott-T3. Conexión Scott-T

••4. Conexión trifásica en T4. Conexión trifásica en T

La conexión Δ abierta (o V-La conexión Δ abierta (o V-VV))

••En ciertas situaciones no puede En ciertas situaciones no puede utilizarse un banco de utilizarse un banco de transformadores completo para transformadores completo para realizar una transformación trifásica. realizar una transformación trifásica. Por ejemplo, supóngase que un Por ejemplo, supóngase que un banco de transformadores Δ-Δ que banco de transformadores Δ-Δ que consta de transformadores consta de transformadores separados tiene una fase dañada que separados tiene una fase dañada que se debe retirar para su reparaciónse debe retirar para su reparación. .

Conexión de un transformador Conexión de un transformador en Δ abiertaen Δ abierta

Si los dos voltajes secundarios que permanecen son VA= V ∟0° Y VB= V ∟-120° V, entonces el voltaje que pasa a través de la abertura que dejó el tercer transformador está dado por:

Características de la conexión Características de la conexión delta abierta.delta abierta.

••Se mantiene el mismo voltaje que estaría Se mantiene el mismo voltaje que estaría presente si el tercer transformador estuviese presente si el tercer transformador estuviese conectado. conectado.

••A menudo, a la fase C se le llama fase fantasma.A menudo, a la fase C se le llama fase fantasma.

••Entonces, la conexión delta abierta posibilita que Entonces, la conexión delta abierta posibilita que un banco de transformadores siga funcionando un banco de transformadores siga funcionando con sólo dos de sus transformadores. con sólo dos de sus transformadores. Permitiendo que fluya cierta potencia aun Permitiendo que fluya cierta potencia aun cuando se haya removido una fase dañada.cuando se haya removido una fase dañada.

Cuánta potencia aparente puede suministrar el banco si se retira uno de sus tres transformadores?

Voltajes y corrientes en un banco de Voltajes y corrientes en un banco de transformador Δ-Δ. b) Δ abierto transformador Δ-Δ. b) Δ abierto

POTENCIA EN UN BANCO Δ-Δ

Si el voltaje nominal de un transformador en el banco es VФ y la corriente nominal es IФ entonces la potencia máxima que puede suministrar a la carga es:

El ángulo entre el voltaje V, Y la corriente l, en cada fase es 0°, por lo que la potencia total suministrada por el transformador es:

Debido a que falta una de las fases del Debido a que falta una de las fases del transformador, la corriente de línea de transformador, la corriente de línea de transmisión es igual a la corriente de fase en transmisión es igual a la corriente de fase en cada transformador y las corrientes y voltajes cada transformador y las corrientes y voltajes en el banco del transformador tienen un en el banco del transformador tienen un ángulo que difiere por 30°. ángulo que difiere por 30°. Para el transformador 1 el voltaje tiene un Para el transformador 1 el voltaje tiene un ángulo de 150° y la corriente tiene un ángulo ángulo de 150° y la corriente tiene un ángulo de 120°, por lo que la expresión para la de 120°, por lo que la expresión para la potencia máxima en el transformador potencia máxima en el transformador

Para el transformador 2, el voltaje tiene un ángulo de 30° y la corriente tiene un ángulo de 60°, por lo que la potencia máxima es:

Por lo tanto, la potencia máxima total para el banco delta abierta está dada por

La corriente nominal es la misma en cada transformador, sin importar si son dos o tres, y el voltaje es el mismo en cada transformador; por lo que la razón entre la potencia de salida disponible del banco delta abierta y la potencia disponible del banco trifásico normal es:

La potencia disponible que sale del banco delta abierta es sólo 57.7% del valor nominal del banco original.

Las conexiones delta abierta se utilizan ocasionalmente cuando se desea suministrar una pequeña cantidad de potencia trifásica a una carga monofásica. En tal caso, donde el transformador T2 es mucho más grande que el transformador TI.

La conexión Y abierta-delta La conexión Y abierta-delta abiertaabierta

La conexión ye abierta-delta abierta es muy La conexión ye abierta-delta abierta es muy parecida a la conexión delta abierta excepto en parecida a la conexión delta abierta excepto en que los voltajes primarios se derivan de dos fases y que los voltajes primarios se derivan de dos fases y el neutro. el neutro.

••Se utiliza para dar servicio a pequeños clientes Se utiliza para dar servicio a pequeños clientes comerciales que necesitan servicio trifásico en comerciales que necesitan servicio trifásico en áreas rurales donde no están disponibles las tres áreas rurales donde no están disponibles las tres fases. fases.

••Con esta conexión un cliente puede obtener el Con esta conexión un cliente puede obtener el servicio trifásico provisional hasta que la demanda servicio trifásico provisional hasta que la demanda haga necesaria la instalación de la tercera fase.haga necesaria la instalación de la tercera fase.

••Una gran desventaja de esta conexión es que debe Una gran desventaja de esta conexión es que debe fluir una corriente de retorno muy grande en el fluir una corriente de retorno muy grande en el neutro del circuito primario.neutro del circuito primario.

Nótese que esta conexión es idéntica a la conexión Y –Δ . excepto por la ausencia del tercer transformador y por la presencia del hilo del neutro

La conexión Scott-TLa conexión Scott-T••La conexión Scott-T es una manera de La conexión Scott-T es una manera de

obtener dos fases separadas 90° a partir obtener dos fases separadas 90° a partir de un suministro de potencia trifásica. de un suministro de potencia trifásica.

••La Scott-T consta de dos transformadores La Scott-T consta de dos transformadores monofásicos con idéntica capacidad. Uno monofásicos con idéntica capacidad. Uno tiene una toma en su devanado primario tiene una toma en su devanado primario a 86.6% de su voltaje a plena carga. La a 86.6% de su voltaje a plena carga. La toma de 86.6% del transformador T2está toma de 86.6% del transformador T2está conectada a la toma central del conectada a la toma central del transformador T1.transformador T1.

a) Diagrama de cableado; b) voltajes de entrada

trifásicos; c) voltajes en los

devanados primarios del transformador; d) voltajes secundarios

bifásicos.

La conexión T trifásicaLa conexión T trifásica

••La conexión Scott-T utiliza dos La conexión Scott-T utiliza dos transformadores para convertir transformadores para convertir potencia trifásica en potencia bifásica potencia trifásica en potencia bifásica con un nivel diferente de voltaje. con un nivel diferente de voltaje.

••Mediante una sencilla modificación de Mediante una sencilla modificación de esta conexión, los mismos dos esta conexión, los mismos dos transformadores pueden convertir transformadores pueden convertir potencia trifásica en potencia trifásica potencia trifásica en potencia trifásica con otro nivel de voltaje con otro nivel de voltaje

•En este caso, tanto el devanado primario como secundario del transformador T2 tienen una toma al 86.6% y las tomas están conectadas a las tomas centrales de los devanados correspondientes del transformador T1.•En esta conexión a T1 se le llama transformador principal y a T2se le llama transformador de conexión en T (teasertransformer

b) voltajes de entrada trifásicos; c) voltajes en los devanados primarios del transformador; d) voltajes en los devanados secundarios del transformador; e) voltajes secundarios trifásicos resultantes