Transformadores

El transformador más utilizado actualmente es el trifásico. Esto se debe a que la producción, distribución y consumo de energía eléctrica se realizan en corriente alterna trifásica. Entendemos por transformador trifásico aquel que es utilizado para transformar un sistema trifásico equilibrado de tensiones en otro sistema equilibrado de tensiones trifásico pero con diferentes valores de tensiones e intensidades.

Para conseguir ese propósito, podemos utilizar tres transformadores monofásicos, de manera que tendremos tres núcleos magnéticos independientes y conexionados como indica la figura inferior. Cada núcleo tendrá sus pérdidas de flujo.

Podemos, sin embargo, colocar cada arrollamiento en una columna de un núcleo magnético común, de manera que las pérdidas de flujo se minimicen y la estructura del transformador gane en resistencia y simplicidad.

En la actualidad es muy común encontrarnos con los transformadores eléctricos, basta con salir de nuestras casas y mirar en los postes del tendido eléctrico para poder observarlos, también en las subestaciones y plantas generadoras de electricidad. El transformador es una maquina eléctrica de las más utilizadas en el área de la ingeniería eléctrica, por lo que resulta indispensable su estudio. El transformador eléctrico monofásico consta generalmente de dos embobinados y se basa en el principio de la inducción electromagnética.

Básicamente existen 4 tipos de conexiones con los transformadores trifásicos, ya sea formado a partir de tres transformadores monofásicos o de un solo transformador trifásico. Las cuales son: Conexión estrella-estrella, estrella-delta, delta-delta, delta-estrella. Estas conexiones se usan tanto para elevar la tensión como para reducirla.

Este tipo de conexiones se utiliza mucho en autotransformadores, cuando se quiere recuperar la caída de tensión por longitud de los alimentadores, debido a cierta distancia del circuito alimentador se tiene una caída en el voltaje de suministro por lo que es necesario transformar esa energía para recuperar de alguna manera esas pérdidas para lo cual se utilizan estos transformadores con conexión delta-delta.

VENTAJAS:

 No tiene desplazamiento de fase

 No tiene problemas con cargas desequilibrada o armónicas

 Se puede quitar un transformador para mantenimiento o reparación y queda funcionando con dos transformadores pero como banco trifásico, cuando hablamos de un banco de transformadores monofásicos y seria el 58% de su 100% de trabajo (Delta abierta).

 Los desequilibrios motivados por las cargas en el secundario se reparten igualmente entre las fases del primario, evitando los desequilibrios de flujos magnéticos.

DESVENTAJAS:

 Cuando las cargas están desequilibradas los voltajes en las fases del trafo pueden desequilibrarse bastante.

 Los voltajes de terceros armónicos pueden ser muy grandes.

 No dispone de salida de neutro, tanto en el primario como en el secundario, con la consiguiente limitación en su utilización.

 Cada bobinado debe soportar la tensión de red (compuesta), con el consiguiente aumento del número de espiras.

 No se puede suministrar energía con cuatro conductores.

 Cuando opera con altas tensiones de línea, los costos de diseño de las bobinas son mayores.

Este tipo de conexión no presenta muchos inconvenientes, pues su utilización ha de ser adecuada a las características generales que presenta la conexión en triangulo y estrella. Es muy empleado como conexión para transformadores elevador al principio de la línea y no al final, porque cada fase del devanado primario ha de soportar la tensión entre fase de red.

VENTAJAS:

 No presenta problemas con las componentes en sus voltajes de terceros armónicos.

 Es muy útil para elevar el voltaje a un valor muy alto.

 Utilizando esta conexión en el lado de alta, se puede poner a tierra el neutro permitiendo que quede limitado el potencial sobre cualquier carga.

 Al producirse un desequilibrio en la carga, no motiva asimetría del flujo, por producirse un reparto entre las tres columnas del primario.

Las ventajas que esta conexión presenta y los escasos inconvenientes motivan la utilización de este transformador tanto en trasmisión como en distribución de energía.

DESVENTAJAS:  La falla de una fase deja fuera de operación al transformador.  No se dispone de neutro en el primario para conectarlo con la tierra. Esto no es precisamente un inconveniente, pues, por lo general en el circuito del primario del transformador hay una toma de tierra, sea en el generador, sea en el secundario del transformador elevador de tensión.

 El devanado en delta puede ser mecánicamente débil.

 Debido al desplazamiento que existe en las fases entre las mitades de los enrollamientos, que están conectados en serie para formar cada fase, los enrollamientos que están en estrella interconectadas, requieren de un 15.5% más de cobre, con el consiguiente aumento del aislamiento total.

 El tamaño del armazón, debido a las razones expuestas anteriormente, es mayor con el aumento consiguiente del coste del transformador.

La conexión ye – ye o estrella – estrella al igual que la triangulo – triangulo el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de línea primario multiplicado por

el inverso de la relación de transformación.

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