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Transformador trifsico

Profesor: Ing. Csar Chilet

Devanado con N1 espiras

Devanado con N2 espiras

Aislante

3 transformadores monofsicos

12

3

1 2 3

Estructura bsica de un transformador trifsico

12

3

=0

Se puede suprimir

la columna central

La suma de los tres flujos es 0: se pueden unir

todas las columnas en una columna central

Eliminando la columna central se ahorra material y peso del trans-

formador

Transformador trifsico

2

1 2 3

Transformador trifsico de 3 columnas

Si el sistema en el que trabaja el transformador es totalmente equilibrado su anlisis se puede reducir al de una fase (las otras son = desfasadas 120 y 240)

El circuito equivalente que se utiliza es el mismo, con la tensin de fase y la corriente de lnea (equivalente a conexin estrella estrella)

En un transformador con tres columnas existe una pequea asimetra del circui-to magntico: el flujo de la columna cen-tral tiene un recorrido ms corto y, por tanto, de menor reluctancia.

La corriente de magnetizacin de esa fase ser ligeramente menor.

Transformador trifsico ncleo acorazado (5 columnas)

1 2 3

Las dos columnas laterales sirven como camino adicional al flujo. De este modo, es posible reducir la seccin y,

por tanto, la altura de la culata

Transformador trifsico

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Conexiones de transformadores

Frecuentemente usado para reducir la tensin.

3

5

Conexin de los transformadores elevadores en las centrales de generacin

Conexiones de transformadores

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Usados en media tensin, uno de los transformadores puede ser removido y operar en delta abierto.

Conexiones de transformadores

4

7

Utilizado raramente, problemas con el desbalance y con los terceros armnicos.

Conexiones de transformadores

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Desfasaje entre devanados

Las conexiones Dy o Yd crean desfasaje entre las tensiones de lneas del primario y secundario.

Los desfasajes son mltiplo de 30.

5

9

Grupo de conexin

10

Grupo de conexin

Es uno de los datos principales de un transformador, que nos d la forma de conexionado y el desfasaje entre las tensiones de lnea.

6

Grupo de conexin

Se refiere a la forma como se conecta los devanados primarios y secundarios.

Por ejemplo el grupo de conexin Dy1

D y 1INDICE DE CONEXIN

El devanado de baja tensinest conectado en estrella.

El devanado de alta tensinest conectado en delta.

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Mtodo del reloj

La forma como se conectan los devanados del transformador pueden ser asociados a las manecillas de un reloj.

7

ndice de conexin

Indica el desfasaje que se produce entre las tensiones del primario y las tensiones del secundario.

En el ejemplo anterior el ndice 1 seala que existe un desfasaje entre las tensiones del primario y secundario de: 1x30=30.

Dy1

UrsURS

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 conexin

Se distinguen cuatro grupo de conexiones:

Grupo I : ndices horarios 0, 4 y 8

Grupo II : ndices 6, 10 y 2

Grupo III : ndices 1 y 5

Grupo IV : ndices 7 y 11

Si los ndices horarios difieren en 4 u 8 (o sea 120 o 240), los transformadores pertenecern al mismo grupo.

Paralelo

Dos o ms transformadores se conectarn en paralelo si se cumple: Que ambos tengan igual relacin de transformacin.

Que pertenezcan al mismo grupo de conexin o que sean compatibles.

Que las tensiones de cortocircuito sean iguales.

Que la relacin entre sus potencias nominales no supere la relacin 3 a 1.

9

Paralelo del mismo grupo

11Dy

R

S

T

r

t

s

7Dy

Grupos compatibles

Los transformadores con ndices horarios 5 y 11 son compatibles, tal como se muestra.

11Dy

R

S

T

r

t

s

5Dy

10

19

Grupo de conexin

En las tablas mostradas a continuacin, se detallan los grupos de conexiones normalizados para transformadores de potencia trifsicos.

20

Grupo de conexin

debe tenerse en cuenta que el esquema de conexionado es valido solamente en el caso que los devanados tengan el mismo sentido de arrollamiento.

11

21

Grupo de conexin

22

Grupo de conexin

12

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Ensayos de rutina

Medicin de la relacin de transformacin, verificacin de la polaridad y relacin de fase.

Ensayo de tensin aplicada a los devanados segn tensin de serie durante un minuto.

Ensayo de tensin inducida con doble tensin nominal y como mnimo con el doble de la frecuencia nominal durante un minuto.

Ensayo de vaco.

Ensayo de cortocircuito.

Medicin de la resistencia de los devanados.

Ensayo de prdida de carga.

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Pruebas elctricas

Los transformadores son probados de acuerdo a la norma IEC.

Pruebas de Rutina:

Medida de la resistencia de los arrollamientos.

Medida de la relacin de transformacin.

Control del grupo de conexin.

Medida de la tensin de cortocircuito.

Medida de las prdidas en carga.

Medida de las prdidas sin carga y de la corriente de excitacin.

Ensayo de la tensin inducida

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Pruebas elctricas

Ensayo de la tensin aplicada.

Medida de la resistencia de aislamiento.

Anlisis fisicoqumico del aceite.

Anlisis Cromatogrfico del aceite

Pruebas Tipo

Prueba de calentamiento.

Prueba de tensin de impulso.

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Medida de la resistencia de los arrollamientos

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Medida de la relacin de transformacin y polaridad

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Ensayos de Vaco

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Ensayo de cortocircuito

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Prueba de tensin aplicada

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Prueba de tensin aplicada

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Prueba de tensin inducida

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Prueba de tensin inducida

El autotransformador

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Se utilizan cuando se necesita una relacin de transformacin de 1,25 a 2. En ese caso son ms rentables que los transformadores

Prescindiendo de N2 y conectando directamente

AUTOTRAFO

Ahorro de conductor: se emplean N2 es-piras menos.

Circuito magntico (ventana) de meno-res dimensiones.

Disminucin de prdidas elctricas y magnticas.

Mejor refrigeracin (cuba ms pequea).

Menor flujo de dispersin y corriente de

vaco. (Menor vcc).

VENTAJAS

Prdida del aislamiento galvnico.

Mayor corriente de corto (Menor vcc).

Necesarias ms protecciones.

INCONVENIENTES

Autotransformador

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Autotransformador elevador

19

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Autotransformador reductor

38

Variac