El sistema trifásico se utiliza para generar, transmitir y distribuir energía eléctrica. Genera energía a gran escala para satisfacer las necesidades de industrias y establecimientos comerciales. Tres transformadores monofásicos idénticos se conectan adecuadamente o se combinan en un solo núcleo para formar un sistema trifásico.Sobre la base de varios tipos de necesidades industriales, los transformadores elevadores y reductores se emplean para generar, transmitir y distribuir la energía eléctrica.La construcción de un trifásico transformador La unidad es económica ya que consume menos material en comparación con la conexión de tres transformadores monofásicos individuales. Además, el sistema trifásico transfiere energía CA en lugar de CC y es fácil de construir.
¿Qué es un transformador trifásico?
Como se sabe, un transformador monofásico es un dispositivo que es capaz de transferir energía eléctrica de un circuito a uno o más circuitos basándose en el concepto de inducción mutua. Consta de dos bobinas, una bobina primaria y una secundaria, que ayudan a transformar la energía. La bobina primaria está conectada a un suministro monofásico, mientras que la secundaria está conectada a una carga.
De manera similar, un transformador trifásico consta de tres bobinas primarias y tres bobinas secundarias y se representa como trifásico o 3ɸ. Un sistema trifásico se puede construir utilizando tres transformadores monofásicos idénticos individuales, y dicho transformador trifásico se conoce como el banco de tres transformadores. Por otro lado, el transformador trifásico se puede construir en un solo núcleo. Los devanados de un transformador se pueden conectar en configuraciones delta o estrella. El funcionamiento del sistema trifásico es similar al de un transformador monofásico y normalmente se emplean en plantas de generación de energía.
Construcción de transformador trifásico
El diagrama de un transformador trifásico se muestra en la siguiente figura.
Diagrama de transformador trifásico
Un transformador trifásico de una sola unidad se usa ampliamente porque es más liviano, más económico y ocupa menos espacio que el banco de tres transformadores monofásicos. La construcción del transformador trifásico es de dos tipos: tipo núcleo y tipo carcasa.
Construcción de tipo de núcleo
En este tipo de construcción, hay tres núcleos y dos yugos. Cada núcleo tiene bobinados primarios y secundarios enrollados en espiral como se muestra en la figura. Cada pata del núcleo transporta devanados de alta y baja tensión. El núcleo está laminado para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas en el núcleo y el yugo. Ya que es más fácil laminar un devanado de baja tensión (LV) que el devanado de alta tensión (HV). Los devanados de BT se colocan cerca del núcleo con el aislamiento adecuado y conductos de aceite entre ellos, mientras que los devanados de AT se colocan por encima de los devanados de BT con el aislamiento adecuado y los conductos de aceite entre ellos.
Transformador tipo núcleo
Transformador tipo carcasa
El transformador de tipo carcasa trifásico se construye generalmente apilando tres transformadores monofásicos individuales. Tres fases de un transformador tipo carcasa son independientes del transformador tipo núcleo, mientras que cada fase tiene un circuito magnético individual. Estos circuitos magnéticos son paralelos entre sí y el flujo inducido por cada devanado está en fase. Se prefiere mucho el transformador tipo carcasa ya que las formas de onda de voltaje están menos distorsionadas.
Transformador tipo carcasa
Trabajo de transformadores trifásicos
La siguiente figura muestra el transformador trifásico, en el que tres núcleos se colocan a 120 ° entre sí. Esta figura se simplifica para mostrar solo los devanados primarios y su conexión a la fuente de alimentación trifásica. Tan pronto como se excita el suministro trifásico, las corrientes IR, IY e IB son transportadas por los devanados primarios y así inducen los flujos ɸR, ɸY y ɸB individualmente en cada núcleo. La pierna central llevará la suma de todos los flujos, y la pierna central combinará todas las piernas de un núcleo.
Por ejemplo, si la suma de las corrientes IR + IY + IB es cero en un sistema trifásico, entonces la suma de los tres flujos también se vuelve cero, lo que da como resultado que la rama central no lleve flujo. Por lo tanto, quitar la pata central no supone ninguna diferencia para otras condiciones del transformador.
Funcionamiento del transformador trifásico
Conexiones de transformador trifásico
A continuación se describen varias conexiones de transformadores trifásicos.
Configuración primaria | Configuración secundaria |
Wye | Wye |
Wye | Delta |
Delta | Wye |
Delta | Delta |
Las configuraciones Wye y Delta se aplican a transformadores trifásicos porque las conexiones Wye brindan la opción de tener múltiples voltajes, mientras que las configuraciones delta ofrecen alta confiabilidad. El diagrama de fases de Wye y Delta se da a continuación. Para la conexión en estrella, todos los puntos negativos o positivos de los devanados deben estar unidos. Sin embargo, en la conexión delta, las polaridades del devanado están conectadas de manera inversa. La diferencia de fase entre dos fases cualesquiera es 120˚.
Bobinados de fase
Conexión estrella-estrella
El diagrama de transformadores conectados Y-Y se muestra a continuación. Puede servir cargas monofásicas y trifásicas. A este respecto, todos los devanados que terminan con puntos están conectados a las fases A, B y C, mientras que los extremos que no son puntos están conectados para convertirse en los centros de la configuración 'Y'.
Conexión estrella estrella
Conexión estrella-delta
La conexión Y-Delta que se muestra en la figura siguiente muestra que los devanados secundarios (que se encuentran en la parte inferior de la figura) están conectados para formar una cadena. Los devanados con conexión de puntos en un lado están conectados con la conexión sin puntos del otro lado para formar el bucle 'Delta'.
Conexión Wye Delta
Conexión Delta-Wye
La conexión de Delta-Y se muestra en la siguiente figura. Este tipo de configuración permite que el secundario conectado en estrella conecte múltiples voltajes, como línea a línea o neutro. Como la configuración delta-estrella presenta un cambio de fase de 30˚ entre el primario y el secundario, no se puede utilizar para conectarse en paralelo con las configuraciones delta-delta e Y-Y.
Conexión Delta Wye
Conexión Delta-Delta
El diagrama de la conexión delta-delta se muestra a continuación. Estas conexiones se pueden realizar con tres transformadores monofásicos idénticos o con un transformador trifásico. Se prefiere la configuración delta-delta debido a su confiabilidad inherente.
Conexión Delta Delta
Ventajas / desventajas de un transformador trifásico
Las ventajas y desventajas de un transformador trifásico se analizan a continuación.
Ventajas de un transformador trifásico
- Necesita menos espacio para instalar y es más fácil de instalar
- Menos peso y tamaño reducido
- Mayor eficiencia
- Bajo costo
- El costo de transporte es bajo
Desventajas de un transformador trifásico.
- Toda la unidad se apaga en caso de falla o pérdida en cualquier unidad de un transformador, ya que las tres unidades comparten un núcleo común.
- Los costos de reparación son más altos
- El costo de las unidades de repuesto es alto
Preguntas frecuentes
1). Mencionar las aplicaciones del transformador trifásico
Los transformadores trifásicos se utilizan en redes eléctricas, transformadores de potencia y como transformadores de distribución.
2). ¿Cuáles son los tipos de transformadores trifásicos?
Los cuatro tipos de transformadores trifásicos incluyen: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) y Delta-Star (Dy)
3). ¿Qué sucede si un motor trifásico pierde una fase?
Si un motor trifásico pierde una fase durante la operación, el motor continúa funcionando a menor velocidad y experimenta vibraciones. La corriente también aumenta abruptamente en otras fases, lo que provoca un calentamiento interno de los componentes de un motor.
4). ¿Bajo qué condición delta / estrella funciona satisfactoriamente?
La conexión estrella-triángulo funciona satisfactoriamente con grandes cargas desequilibradas y equilibradas. Puede manejar componentes del tercer armónico debido a las corrientes circulantes en el delta.
5). Para la conexión Wye-Wye, ¿cuál es el cambio de fase?
El cambio de fase es de 0 grados.
Aunque la mayoría de las industrias prefieren un transformador monofásico, no es adecuado para grandes distribuciones de energía. Por lo tanto, las grandes industrias utilizan sistemas trifásicos para generar energía a gran escala.
En este artículo, discutimos varios beneficios y algunas desventajas que ofrece un Transformador trifásico . También nos enfocamos en un transformador trifásico y su construcción y varias configuraciones. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función del transformador trifásico?
