Tipos de Transformadores Trifásicos (página 2)

Transformadores de tipo poste.

Los transformadores
de este tipo constan de núcleo y bobinas montados, de
manera segura, en un tanque cargado con aceite; llevan
hacia fuera las terminales necesarias que pasan a través
de bujes apropiados.

Fig. 3

Los bujes de alto voltaje pueden ser dos,
pero lo más común es usar un solo buje
además de una terminal de tierra en la
pared del tanque conectada al extremo de tierra del devanado de
alto voltaje para usarse en circuitos de
varias tierras. El tipo convencional incluye solo la estructura
básica del transformador sin equipo de protección
alguna.

La protección deseada por sobre
voltaje, sobrecarga y cortocircuito se obtiene usando aparta
rayos e interrupciones primarias de fusibles montados
separadamente en el poste o en la cruceta muy cerca del
transformador. La interrupción primaria del fusible
proporciona un medio para detectar a simple vista los fusibles
quemados en el sistema primario,
y sirve también para sacar el transformador de la
línea de alto voltaje, ya sea manual, cuando
así se desee, o automáticamente en el caso de falla
interna de las bobinas.

Transformador auto
protegido.

Estos transformadores son similares a las unidades
monofásicas, con la excepción de que emplea un
cortocircuito de tres polos. El cortocircuito está
dispuesto de manera que abra los tres polos en caso de una
sobrecarga seria o de falla en alguna de las fases.

Fig. 4

Transformador de distribución auto protegido, del tipo poste
con capacidad para 25KVA, 12740Tierra Y/720-120/240 V,
elevación de 65°

Transformador auto protegido para
bancos de
secundarios. Está en otra variante en la que se
proporcionan los transformadores con los dos cortacircuitos
secundarios paras seccionar los circuitos de bajo voltaje,
confinar la salida de operación únicamente a la
sección averiada o sobrecargada y dejar toda la capacidad
del transformador disponible para alimentar las secciones
restantes. Estos también se hacen para unidades
monofásicas y trifásicas. Transformadores de
distribución del "tipo estación": estos
transformadores tienen, por lo general, capacidad para 250,333
ó 500KVA. Para la distribución a redes de bajo voltaje de
c.a. en áreas de alta densidad de
carga, hay transformadores de red disponibles en
capacidades aún mayores.

Fig. 5

Transformador de distribución auto protegido, del
tipo poste con capacidad para 25KVA, 12740Tierra Y/720-120/240 V,
elevación de 65°

Transformadores
trifásicos a vacío

Efecto que produce un terciario en una
conexión Triangulo.- El diseño
de los devanados terciarios está determinado por las
conexiones del sistema y los resultados que se espera obtener del
triángulo de terciarios.

Por ejemplo, si están aislados los neutros de los
primarios y los secundarios y el triángulo de terciarios
no alimenta a carga alguna, las únicas corrientes que
pueden circular por los devanados terciarios son los terceros
armónicos o corrientes de excitación de secuencia
cero y en consecuencia, los devanados pueden ser relativamente
finos. Sin embargo, el neutro de la estrella de alta
tensión suele estar puesto a tierra, y a veces lo
están ambos neutros. En estas condiciones las
averías de puesta a tierra de las líneas de alta
tensión pueden inducir corrientes muy intensas en el
terciario y éstos deberán poder soportar
el calentamiento y las fuerzas mecánicas ocasionadas por
ellas. A menudo, el triángulo de terciarios alimenta una
carga.

Por ejemplo circuitos auxiliares de una subcentral, o
condensadores
estáticos para regulación del factor de potencia y de la
tensión. En estas condiciones el triángulo de
terciarios debe soportar los efectos de cortocircuitos entre sus
propios terminales.

Tipos de transformadores trifásicos las fases
tienen independencia
magnética. –En los transformadores de columna existe
dependencia magnética. Como muestra la
figura, los flujos son mutuamente dependientes.

Fig. 6

Fig.11. Transformador tipo columna en que muestra
dependencia magnética

Al llegar al punto c, estos flujos se suman dando
origen a 3I0. Si uno de estos flujos varia, los otros
también lo hacen para compensar la suma 3I0.

En el caso de transformadores acorazados, existe
independencia magnética. Como se aprecia en la figura,
cada una de las bobinas tiene una circulación de flujo
independiente de otra.

Fig.7 Transformador tipo acorazado que
muestra independencia magnética.

Conexiones
trifásicas de transformadores

 Para relacionar las tensiones y las corrientes
primarias con las secundarias, no basta en los sistemas
trifásicos con la relación de
transformación, sino que se debe indicar los desfases
relativos entre las tensiones de una misma fase entre el lado de
Alta Tensión y el de Baja Tensión. Una manera de
establecer estos desfases consiste en construir los diagramas
fasoriales de tensiones y corrientes, conociendo: la
conexión en baja y alta tensión (estrella,
triángulo o zig-zag), las polaridades de los enrollados en
un mismo circuito magnético o fase, y las designaciones de
los bornes.

Consideraciones.-

• Los enrollados ubicados en una misma fase, se
  dibujan siempre paralelos y con las marcas de polaridad o de
  comienzo de enrollado en el mismo sentido.

• Los enrollados se dibujan ubicados formando
  ángulos entre sí, iguales a la diferencia de
  fase entre las tensiones que existen en ellos y, por
  comodidad se representan por un trazo.

• Para todos los casos se considera secuencia positiva
  en los sistemas trifásicos de tensiones a ambos lados
  del transformador.

• Se considera positivo el ángulo en que las
  tensiones secundarias atrasan a las tensiones respectivas del
  primario.

• A cada tipo de conexión trifásica se
  le asigna un subíndice numérico (entre 0 y 12)
  que indica porque múltiplo de 30º, el fasor
  voltaje del lado secundario atrasa al fasor voltaje del
  primario. Esto se denomina desplazamiento angular de la
  conexión.

Conexión Estrella (Y).- La conexión
estrella tiene voltajes de línea que se relacionan con los
voltajes de fase.

Fig.8(a) Conexión en
Estrella

Conexión
Estrella-Estrella (Y-Y).- En la
figura 3(b) se muestra la conexión de un transformador
trifásico ó de tres transformadores
monofásicos formando un banco
trifásico en conexión estrella tanto para el
primario como para el secundario. Se puede apreciar que para
obtener el circuito equivalente "por fase", basta con considerar
una de las tres fases, ya que existe un punto común
(neutro).

Fig. 8(b) Conexión
en Estrella-Estrella

Conexión Triangulo-Triangulo
(?- ?).- La Figura 4 muestra un transformador ó banco
trifásico en conexión estrella-estrella. Como se
observa, no es posible considerar una sola fase ya que no existe
un punto común. Si se cortocircuita el secundario; desde
el primario se ve el circuito, el que puede transformarse en una
estrella equivalente, donde se puede obtener un "punto
común" o "punto neutro". Este punto no es real; sin
embargo, permite considerar una sola fase del transformador
trifásico.

Fig.9

Conexión Triangulo-Estrella (?- Y).-
Bajo las mismas consideraciones anteriores,
el circuito equivalente por fase.

Fig.10

Conexión Estrella-Triangulo
(?-Y).- La conexión estrella-triangulo es contraria a
la conexión triangulo-estrella. En ambos casos, los
devanados conectados en estrella se conectan al circuito de
más alto voltaje, fundamentalmente por razones de
aislamiento. En sistemas de distribución esta
conexión es poco usual, salvo en algunas ocasiones para
distribución a tres hilos.

Fig.11

Conexión
Triangulo abierto.-   La
nomenclatura
a1a2-b1b2-c1c2 me indica que la parte izquierda representa el
secundario del transformador en una conexión
triángulo en el secundario y la parte derecha representa
un conjunto de cargas con impedancia Z que hemos colocado en este
caso en configuración también Delta o
Triángulo. Ya que es una conexión Dd, mas a la
izquierda del secundario del transformador que se ha indicado
líneas arriba está ubicado el primario del
transformador que no se dibujó por razones de
espacio.

Fig.12

Importancia de la
conexión a tierra de los neutros

La conexión a tierra de los neutros de los
transformadores trifásicos en su comportamiento
a vacio se radica en que por medio del neutro es posible la
circulación de las corrientes armónicas y con esto
se logra variar la distorsión de la señal de
entrada. De existir esta distorsión, también se
transmitirá al secundario y por ende, a las cargas
conectadas al transformador.

Conexiones de
transformadores trifásicos usando dos
transformadores

Algunas de las conexiones más importantes con dos
transformadores son 4:

1. La conexión ? abierta (o V-V)

2. Conexión Y abierta-? abierta

3. Conexión Scott-T

4. Conexión trifásica en T

La conexión triangulo abierta (o
V-V)

Conexión de un transformador en abierta o V-V. Muestra el
banco de transformadores en operación normal conectado a
una carga resistiva. Si el voltaje nominal de un transformador en
el banco es V? y la corriente nominal es I? 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:

En ciertas situaciones no puede utilizarse un banco de
transformadores completo para realizar una transformación
trifásica. Por ejemplo, supóngase que un banco de
transformadores triangulo-triangulo (?-?) que consta de
transformadores separados tiene una fase dañada que se
debe retirar para su reparación. La situación
resultante se muestra en la siguiente figura, si 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:

Éste es el mismo voltaje que estaría
presente si el tercer transformador siguiera ahí. A
menudo, a la fase C se le llama fase fantasma.

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

Fig. 13

En la siguiente figura se muestra un transformador con
delta abierta. Debido a que falta una de las fases del
transformador, la corriente de línea de transmisión
es igual a la corriente de fase en cada transformador y las
corrientes y voltajes en el banco del transformador tienen un
ángulo que difiere por 30°.

Para el transformador 1 el voltaje tiene un
ángulo de 150° y la corriente tiene un ángulo
de 120°, por lo que la expresión para la potencia
máxima en el transformador es:

Fig. 14

Transformador triángulo abierta

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:

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.

Después de todo, la potencia total que los dos
generadores juntos pueden producir equivale a dos tercios del
valor nominal del banco original. Para encontrar la respuesta se
debe examinar la potencia reactiva del banco delta abierta. La
potencia reactiva del transformador 1 es:

Entonces, un transformador produce potencia reactiva que
consume el otro. Este intercambio de energía entre los dos
transformadores es lo que limita la potencia de salida a 57.7%
del valor nominal del banco original en lugar del esperado
66.7%.

Las conexiones triangulo abierta se utilizan
ocasionalmente cuando se desea suministrar una pequeña
cantidad de potencia trifásica a una carga
monofásica. En tal caso, se puede utilizar la
conexión de esta figura, donde el transformador T2es mucho
más grande que el transformador TI.

Fig.15

La utilización de una conexión de
transformador en A abierta para suministrar una pequeña
cantidad de potencia trifásica y mucha potencia
monofásica. El transformador T2, es mucho mayor que el
transformador T1,

Conexión Estrella abierta- Triangulo
abierta

La conexión estrella abierta-triangulo abierta es
muy parecida a la conexión triangulo abierta excepto en
que los voltajes primarios se derivan de dos fases y el neutro.
Se utiliza para dar servicio a
pequeños clientes
comerciales que necesitan servicio trifásico en
áreas rurales donde no están disponibles las tres
fases.

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

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

Fig. 16

Diagrama de cableado de la conexión del
transformador estrella abierta-triangulo abierta.

La conexión Scott-T

La conexión Scott-T es una manera de obtener dos
fases separadas 90° a partir de un suministro de potencia
trifásica, consta de dos transformadores
monofásicos con idéntica capacidad. Uno tiene una
toma en su devanado primario a 86.6% de su voltaje a plena carga.
Están conectados como se muestra en la figura 2-43a. La
toma de 86.6% del transformador T2está conectada a la toma
central del transformador T1.

Fig. 17

La conexión T trifásica

La conexión Scott-T utiliza dos transformadores
para convertir potencia trifásica en potencia
bifásica con un nivel diferente de voltaje. Mediante una
sencilla modificación de esta conexión, los mismos
dos transformadores pueden convertir potencia trifásica en
potencia trifásica con otro nivel de voltaje.

En este caso, tanto el devanado primario como secundario
del transformador T2tienen 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
T1se le llama transformador principal y a T2se le llama
transformador de conexión en T.

Fig. 18

Transformaciones
trifásicos en paralelo

Fig. 19

Condiciones que debemos tener en cuenta:

• Que los desfases entre las tensiones primarias y
  secundarias sean los msimos en el transformador a acoplar en
  paralelo.

• Igual capacidad (con enfriamiento o sin
  enfriamiento) de devanados.

• Igual impedancia (referida a la misma base de
  voltaje y capacidad).

• Iguales voltajes lado alimentación y lado
  carga.

• Igual relación de transformación en
  vacío.

• Igual tipo de enfriamiento.

• Diseño para igual altura de operación
  sobre el nivel del mar.

• Igual tipo de aislamiento (igual temperatura de
  operación).

Las combinaciones primario-secundarias reunidas bajo el
mismo grupo dan un
ángulo igual entre la línea de uno y otro lado
respectivamente, y pueden acoplarse en paralelo sin
más que unir entre sí las terminales designadas con
la misma inicial.

La conexión de transformadores en paralelo se
hace necesaria debido a los incrementos de la demanda que superan
la capacidad existente o cuando los requerimientos de
confiabilidad y continuidad de operación lo exigen, este
es el caso, que si un transformador falla, el otro
continuará alimentando la carga sin
interrupción.

Cuando la demanda de energía se reduce
temporalmente, resulta más económico operar un
transformador pequeño cerca de su límite de
capacidad a plena carga que un transformador mayor a capacidad
reducida. Por lo que, cuando le demanda energética es muy
fluctuante resulta más provechoso la instalación de
dos o más transformadores en paralelo que utilizar un
transformador de gran capacidad. En estas condiciones el sistema
es más flexible porque tiene la posibilidad de agregar una
parte de los transformadores en paralelo cuando sea
necesario.

Dos transformadores monofásicos operarán
en paralelo si se conectan con la misma polaridad. Dos
transformadores trifásicos operarán en paralelo si
tienen el mismo arreglo en los devanados (por ejemplo, Y-delta),
están conectados con la misma polaridad, tienen la misma
rotación de fase y su desplazamiento angular es el
mismo.

Para conectar dos transformadores en paralelo, los
diagramas de tensión deben coincidir. Por supuesto, es
necesario que los dos transformadores tengan impedancia,
capacidad nominal y frecuencia similares. La división de
la corriente de carga, en proporción a las capacidades de
KVA de los transformadores en paralelo está determinada
por la igualdad de
sus voltajes nominales, relación de vueltas en los
devanados, porcentaje de impedancias y relaciones de su
reactancia a su resistencia.

Si estas condiciones no se cumplen, las corrientes de
carga no se pueden dividir proporcionalmente en las capacidades
nominales de KVA de los transformadores, y puede surgir una
diferencia de fase entre las corrientes.

Capacidad e Impedancia

Dos o más transformadores se pueden
paralelar siempre y cuando sus impedancias sean, en cierta
proporción, inversamente proporcionales a sus capacidades
y cuando la carga total a alimentar, no sobrepase la suma de los
KVA que puede proporcionar dicho acoplamiento.

Las fórmulas básicas para conectar en
paralelo dos o más transformadores son las
siguientes:

o bien:

St = S1 + S2 + S3 + … en KVA, en
donde:

Z1 Z2 Z3

St es la potencia en KVA del grupo, a tensión del
cortocircuito unitario en KVA.

Sg es la suma de las capacidades del grupo, en
KVA.

Zg Es la impedancia del grupo de transformadores
en por ciento.

Los transformadores trifásicos se clasifican en
tres grupos
según su desplazamiento angular, como se muestra en la
figura 20

Fig. 20 transformadores trifásicos
sin derivación

de los diagramas usuales de 3 a 6 fases se ilustran como los
grupos IV y V de la figura 21. Su construcción no implica mayores
complicaciones que las del método
para conexiones de 3 fases a 3 fases.

Fig. 21 transformadores de 6 fases sin
derivación.

 Para operar en paralelo, los
transformadores deben pertenecer al mismo grupo. Ningún
intercambio de terminales externos origina el cambio de un
grupo a otro. Entonces, si se tienen dos transformadores
delta-delta, uno de los cuales corresponde al grupo I y el otro
al grupo II, no pueden operar en paralelo. Si se sobrepusieran
los diagramas de la tensión de estos transformadores, los
diagramas de baja tensión no
coincidirían.

Sin embargo, todos los transformadores Y-delta o delta-Y
se pueden reducir a un mismo diagrama y,
por lo tanto clasificarse en un mismo grupo. Un banco Y-Y puede
operar en paralelo con un banco Y-Y similar o con un banco
delta-delta, pero ninguno de estos bancos puede operar paralelo
con un banco delta-Y o Y-delta

En la conexión de transformadores en paralelo,
con unidades nuevas o existentes, los factores importantes a
considerar son la economía, confiabilidad y continuidad de
operación.

La operación de transformadores en paralelo puede
ser necesaria debido a un incremento de la carga, mayor que la
capacidad de los transformadores existentes, por la necesidad de
tener disponible la mitad de la capacidad total de los
transformadores si falla una unidad o por la necesidad de que el
suministro no se interrumpa en caso de que falle un
transformador.

Los transformadores que operan en paralelo, deben tener
la misma relación vectorial, una relación de
vueltas aproximadamente igual y una impedancia igual o similar.
Si se van a adquirir nuevas unidades para operar en paralelo, se
deben indicar los requisitos en las especificaciones. Igualmente,
al adquirir un nuevo transformador para operar en paralelo con
una unidad existente, la impedancia y la capacidad nominal de KVA
de la unidad existente se deben poner en las
especificaciones.

Es aconsejable mostrar al fabricante el esquema
ilustrado en la placa de identificación y el número
de serie de la unidad existente. También, se debe indicar
si hay la previsión para equipo de enfriamiento en el
transformador existente.

Es recomendable pedir los diagramas de la placa de
identificación para aprobación, con la impedancia
de diseño indicada. La impedancia real probada se debe
grabar sobre la placa metálica de identificación.
La revisión de estos dibujos
asegurará la comprobación final, necesaria para la
operación apropiada de los transformadores en
paralelo.

Devanados

Los devanados de los transformadores.

     Los devanados de los
transformadores se pueden clasificar en baja y alta
tensión, esta distinción es de tipo global y tiene
importancia para los propósitos de el realización
práctica de los devanados debido a que los criterios
constructivos para la realización de los devanados de baja
tensión, son distintos de los usados para los devanados de
alta
tensión.         
Para los fines constructivos, no tiene ninguna importancia la
función
de un devanado, es decir, que sea primario o el secundario,
importa solo la tensión para la cual debe ser
previsto.

Otra clasificación de los devanados se puede
hacer con relación a la potencia del transformador, para
tal fin existen devanados para transformadores de baja potencia,
por ejemplo de 1000 a 2000 VA y para transformadores de media y
gran potencia. Los devanados para transformadores de
pequeña potencia son los más fáciles de
realizar. En este tipo de transformadores los devanados primario
y secundario son concéntricos y bobinado sobre un soporte
aislante único. Por lo general, se usan conductores de
cobre
esmaltado, devanados en espiral y con capas sobrepuestas. Por lo
general, el devanado de menor tensión se instala
más cerca del núcleo interponiendo un cilindro de
papel aislante y mediante separadores, se instala en forma
concéntrica el devanado de tensión mayor. Los
extremos de los devanados (denominados también principio y
final del devanador) se protegen con aislante de forma de tubo
conocido como "spaguetti".

Devanados para transformadores de
distribución.

En estos transformador, las diferencia entre las
tensiones primaria y secundaria es notable, por ejemplo, los
transformados para reces de distribución de 13200 volts a
las tensiones de utilización de 220/127 volts debido a
estas diferencias, se emplean criterios constructivo distintos a
os considerados en los transformadores pequeños de baja
tensión y se dividen en devanados de baja tensión y
de alta tensión.

Devanados de baja tensión.

Están constituidos por lo general, de una sola
espiral (algunas veces en dos o tres capas sobrepuestas), con
alambres rectangular aislado. El conductor se usa generalmente
para potencia pequeñas y tiene diámetros no
superiores a 3 o 3.5 mm. El aislamiento de los conductores,
cuando son cilíndricos, puede ser de algodón
o de papel, más raramente conductor esmaltado en el caso
que los transformadores que no sean enfriados por
aceite.

Para transformadores de mediana y gran potencia, se
recurre al uso de placa o solera de cobre aislada, el aislamiento
es por lo general de papel. En el caso de que las corrientes que
transporte el
devanado sean elevadas ya sea por vacilidad de
manipulación en la construcción o bien para reducir
las corrientes parásitas, se puede construir el devanado
don más de una solera o placa en paralelo.

Devanados de alta tensión.

Los devanados de alta tensión, tiene en
comparación con los de baja tensión, muchos
espiras, y la corriente que circula por ellos, es relativamente
baja, por lo que son de conductor de cobre de sección
circular con diámetro de 2.5 a 3.0 mm.

 Con respecto a las características
constructivas, se tienen variantes de fabricante a fabricante,
hay básicamente dos tipos, el llamado "tipo bobina"
formados de varias capas de condutores, estas bobinas tienen
forma discoidal, estas bobinas se conectan, por lo general, en
serie para dar el número total de espiras de una fase. El
otro tipo des el llamado "de capas" constituido por una sola
bobina con varias capas, esta bobina es de longitud equivalente a
las varias bobinas discoidales que constituirían el
devanado equivalente, por lo general, el número de espiras
por capa en este tipo de devanado, es superior al constituido de
varias bobinas discoidales.

Como aspectos generales, se puede decir que el primer
tipo (bobinas discoidales), da mayor facilidad de enfriamiento e
impregnarse de aceite, debido a que dispone canales de
circulación más numerosos, también tiene la
ventaja de que requiere de conductores de menor diámetro
equivalente al otro tipo, da mayor facilidad constructiva. Tiene
la desventaja de ser más tardado en su
construcción.

         
Las bobinas discoidales se conocen también como "tipo
galleta" en algunos casos, se forman cada una, de un cierto
número de conductores dispuestos en capas y aisladas estas
capas entre sí por papel aislante, cada bobina al terminar
se "amarra" con cinta de lino o algodón para darle
consistencia mecánica y posteriormente se les da un
baño de barniz y se hornean a una cierta temperatura,
con lo cual adquiere la rigidez mecánica necesaria. Cada bobina,
está diseñada para tener una tensión no
superior a 1000-1500 volts, por lo que para dar la tensión
necesaria para una fase, se deben colocar varias bobinas en
serie.

Posición de los devanados.

         La
disposición de los devanados en los transformadores, debe
ser hecha de tal forma, que se concilien en la mejor forma las
dos exigencias que son contrastantes entre sí, del
aislamiento y de la menor dispersión del flujo. La primera
requiere de la mayor separación entre devanados, en tanto
que la segunda, requiere que el primario s encuentra los
más cercano posible del secundario,. En la
práctica, se alcanza una solución conveniente del
problema con la disposición de los devanados dentro e los
siguientes tipos:

-     
Concéntrico.

-      Concéntrico
doble.

-      Alternado.

En el tipo concéntrico, cada uno de los devanados
está distribuido a lo largo de toda la columna el devanado
de tensión más baja se encuentra en la parte
interna (más cercano al núcleo) y aislado del
núcleo, y del de tensión más elevada, por
medio de tubos aislantes (cartón baquelizado, baquelita,
etc.).

En la disposición de concéntrico doble, el
devanado de tensión más de baja se divide en dos
mitades dispuestas respectivamente al interior y al exterior uno
de otro.

En el llamado tipo alternado, los dos devanados
están subdivididos cada uno en una cinta número de
bobinas que están dispuestas en las columnas en forma
alternada.

Las consideraciones que orientan desde el punto de vista
de diseño, la disposición de los devanados, son
aquellos referentes al enfriamiento, el aislamiento, la
reactancia de dispersión y a los esfuerzos
mecánicos.

Con relación a los aislamientos, la
solución más conveniente la representa el tipo
concéntrico simple, porque requiere de una sola capa
aislante entre los dos devanados, por lo que esta
disposición es ventajosa en el caso de tensiones
elevadas.

El llamado concéntrico doble tiene la
prerrogativa de dar lugar a la reactancia de dispersión
con valor de alrededor de la mitad de aquel relativo al
concéntrico simple. El tipo alternado, en cambio, permite
variar tales reactancias, repartiendo en forma distinta las
posiciones de las bobinas de los dos devanados. Para el esfuerzo
mecánico son mejor las disposiciones de tipo alternado,
pues permite que el transformador soporte mejor los esfuerzos
mecánicos.

Construcción de los devanados.

 Como se indicó anteriormente, los
conductores usados para la construcción de los devanados,
pueden ser de alambre circular (como un diámetro
comprendida entre 0.2 y 0.4 mm) o bien solera de distintas
medidas.

Según sea el tipo de las espiras de las bobinas,
se pueden construir en dos formas.

-      Helicoidal
continua.

-      Con bobinas separadas
(discoidales).

Las bobinas helicoidales se hacen, por lo general,
cuando el conductor empleado es de solera, lo único que se
debe tener cuidado es en la forma del aislamiento con respecto al
núcleo y eventualmente su constitución mecánica. Este tipo de
construcción tiene cierto  tipo de limitaciones, en
cuanto al aislamiento se refiere, aún cuando se puede
construir en varias capas, por lo que su práctica se
limita a los devanados de baja tensión.

La construcción de bobinas discoidales (para
devanados con bobinas separadas), generalmente se hace con el
mismo número de espiras por bobinas y de capas se hace de
manera que se limite la tensión máxima entre
espiras de capas adyacentes a una valor entre 200 y 300 volts,
con esto se espera que en general, y sólo en casos
excepcionales, el voltaje por bobina sea cuando mucho 1000 volts
entre capas separadas por papel aislante.

Con relación a la posición de  los
devanados, los transformadores son de dos tipos: de devanados
concéntricos y devanados alternados.

En el caso de los transformadores con devanados
concéntricos, estos, los devanados primario y secundario,
son completamente distintos y se encuentran montados uno dentro
del otro sabor el núcleo, estando, por razones de
aislamiento, principalmente el devanado de menor voltaje
más cerca del núcleo.

En transformadores de mayor potencia y sólo
excepcionalmente, se puede dividir el devanado de bajo voltaje en
dos partes, de manera que uno quede cercano al núcleo y la
otra se coloque sobre el devanado de alta tensión, es
decir, es un doble concéntrico.

La disposición de los devanados
concéntrica, es la que tiene un mayor campo de
aplicación.

Cualquiera que sea el tipo de devanado, la
construcción de las bobinas se hace normalmente sobre
moldes de madera o
metálicos montados sobre bobinadoras o devanadoras cuyo
tipo es distinto, dependiendo principalmente del tamaño de
bobinas por construir. En el caso de bobinas para transformadores
pequeños, que se pueden hacer en talleres de bobinado,
estas bobinas son de tipo manual, y eventualmente se pueden
llegar a usar tornos.

Cuando se termina de devanar una bobina, antes  su
montaje se le debe dar un tratamiento como secarla en
vacío para quitar posibles restos de humedad, y
también un proceso de
impregnación de barniz aislante y horneado a una
temperatura que depende del tipo de barniz y cuyo objetivo es
dar consistencia mecánica.

Aislamiento externo de los devanados.

Los devanados primario y secundario, deben estar
aislados entere sí, generalmente este aislamientos de por
medio de separadores de madera, baquelita o materiales
aislantes similares que además cumplan con funciones
refrigerantes.

Conclusiones

El ensayo de
transformadores trifásicos es de mucha importancia y nos
ah dando a entender su funcionamiento como está formado,
sus diferentes conexiones las cuales son muy diversas y muy
importantes como triangulo-triangulo, triangulo-estrella,
estrella-triangulo y así sucesivamente.

Podemos decir que los transformadores trifásicos
es un dispositivo que consta de tres fases, como lo indica el
nombre, que sirve para bajar el nivel de tensión, en
cualquiera de sus dos configuraciones, estrella o triangulo. Como
diferencia fundamental entre ambos es el tipo de conexión
de sus bobinas, en la conexión estrella tienes un punto
común que se llama neutro, y que absorbe la diferencia de
corriente que pueda llegar a circular por las fases, así
otorga protección.

Referencias

[1] www.tuveras.com/transformador/eltransformador.htm

[2]www.tuveras.com/eltrafotrifasico/eltrafotrifasico.htm#comienzo

[3] www.inele.ufro.cl/apuntes/05CONVERSION3.pdf

[4]
www.tuveras.com/eltrafotrifasico/eltrafotrifasico.

[5]
personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Trafos_Paralelo.pdf

[6] http://jaimevp.tripod.com/Electricidad/ParaleLO02.JPG

Autor:

Pedro José Jaramillo
Carrión

Verónica Tatiana Gallegos
Olaya

Universidad Politécnica
Salesiana

Cuenca – Ecuador