Conexiones trifásicas en transformadores.
Existen dos posibilidades para
conectar el devanado primario y secundario de un transformador que son en delta
o en estrella. Y dependiendo de su conexión el transformador puede ser
conectado en estrella-estrella, delta-delta, estrella-delta y delta-estrella.
Para no escribir los nombres completos se usa la D para nombrar la conexión en
delta y la Y para nombrar la estrella; para usar esta nomenclatura se sabe que
el devanado de alta tensión se nombra con la letra mayúscula y el de baja
tensión con minúscula, por ejemplo, en la conexión Dd se sabe que el devanado
de alta tensión está conectado en delta y el devanado de baja tensión también
está en delta. La conexión Dy se sabe que el devanado de alta tensión está en
delta y el secundario en estrella. Las conexiones que se analizarán en este post son:
Conexiones en delta-delta
Conexión Delta Estrella.
Conexiones estrella delta.
Conexiones estrella estrella
Conexiones en delta-delta.
En la figura 1 se puede observar una conexión Dd donde al terminal A de alta tensión está conectada el principio de la bobina de la columna izquierda y el final de la bobina del centro; esto implica que la corriente que entra por este terminal es la corriente IAB. La corriente de fase IA está adelantada 30° con respecto a la corriente de línea IAB y es la encargada de producir la corriente Ia en el lado de baja tensión. La corriente de línea Iab está formada por la resta de Ia y Ib. El terminal a en el lado de baja tensión está conectado al principio de la bobina de la columna de la izquierda y al final de la bobina del centro, lo que implica que la corriente que sale por el terminal a es Iab, si se observa el diagrama fasoria entre la corriente Iab e IAB se aprecia que el desfase es de 0° que corresponde a una donexiónDd0.
Figura 1 Conexión Dd0.
En la figura 2 se puede ver que
el terminal A esta conectada al principio de la bobina de la columna de la izquierda
y el principio de la bobina del centro, lo que implica que la corriente que
entra por el terminal es IAB; la corriente de fase IA
crea la corriente Ia en el lado de baja tensión y esto se logra
gracias al análisis de la regla de la mano derecha e izquierda. Al terminal a
en el lado de baja tensión se conecta el final de la bobina de baja tensión de
la izquierda y el principio de la bobina de la columna del centro, lo que
implica que por ahí fluye la corriente de línea Iab que se dirige
hacia la carga. En el diagrama fasorial de la misma figura se puede observar
que la corriente IAB en el lado de alta tensión y la corriente Iab
en el lado de baja tensión están desfasadas 180° y esta conexión se denomina
Dd6.
Conexión Delta Estrella.
En el lado de alta tensión de la figura 3 se puede observar que al terminal A están conectado el principio de la bobina de la izquierda y el final de la bobina de la derecha. Esto implica que por el terminal A entra la corriente IAC, el flujo ;es producido por la componente IA de la corriente de línea y está atrasada 30° con respecto a la de línea. La corriente Ia es producida por IA y está en fase, como la corriente de fase y de línea en una conexión en Y es la misma. Observando el diagrama fasorial de la conexión, se puede observar que la corriente Ia está atrasada 30° con respecto a IAC y a esta conexión se le llama Dy11.
Figura 3 Conexión Dy11.
Una segunda conexión Dy se forma cuando a la conexión de la figura 4 ya no se alimenta por el principio de la bobina de la columna de la izquierda sino por el final. En la figura 4, se puede observar que al terminal A están conectados el final de la bobina de la izquierda y el principio de la bobina del centro, lo que implica que por el terminal A fluye la corriente IAB. La corriente de fase IA de la corriente de línea IAB crea la corriente en el secundario Ia y entre ellas hay un desfase de 180°. Si se observa el diagrama fasorial de la figura 4 se puede apreciar que entre la corriente IAB e Ia hay un desfase de 210° y a la conexión se le llama Dy7.
Figura 4 Conexión Dy7.
Una tercera conexión Dy se puede observar en la figura 5,
en esta se puede observar que al terminal A está conectado al principio de la
bobina de la columna izquierda y el final de la bobina del centro. Esto implica
que por el terminal A está entrando la corriente IAB, la corriente
de fase IA crea la corriente Ia y como en el secundario
la corriente de línea y de fase son la misma, además si, se observa su diagrama
fasorial, se puede afirmar que el desfase que existe entre IAB e Ia
es de 30° y la conexión se denomina Dy7.
Figura 5 Conexión Dy1
En la figura 6 se puede observar una cuarta conexión Dy, en este caso si se analiza el terminal A se puede observar que se tiene conectada el final de la bobina de la columna izquierda, y el principio de la bobina de la derecha. Esto conlleva que la corriente de línea IAC entra por el terminal A, solo la componente IA es quien crea la corriente en el secundario Ia. Si se analiza el secundario se puede ver que la corriente entra por el principio de la bobina de la izquierda. En el diagrama fasorial se puede observar que existe un desfase de 150° ente la corriente IAC e Ia y la conexión se designa como Dy5.
Figura
Conexión Dy5.
Conexiones estrella delta.
Un tercer grupo de conexión lo forman la conexión Yd que
especifica que el devanado de alta tensión está conectado en estrella y el de
baja tensión está conectado en delta. Para las cuatro posibles conexiones
especificadas en esta sección, el neutro se forma a partir de las conexiones de
los finales y la corriente IA entra por el principio de la bobina de
la izquierda, esto crea un flujo magnético que apunta hacia arriba obedeciendo
la regla de la mano derecha.
En las dos figuras siguientes (7 y 8) se puede observar la
conexión en delta del devanado de baja tensión, donde el principio de la bobina
de la izquierda se conecta al terminal a, el final de la misma al terminal b;
el principio de la bobina del centro se conecta al terminal b y el final al
terminal c; el principio de la bobina de la derecha se conecta al terminal c y
el final al terminal a.
En una primera conexión del devanado secundario se puede observar que la carga está conectada a los principios de la bobina secundaria, también se puede observar que por el terminal de conexión a circula la corriente de línea Iac. La corriente de fase Ia obedece la regla de la mano izquierda con respecto al flujo principal y se puede observar que esta corriente sale por el principio de la bobina; este principio está conectado con el final de la bobina c, lo que implica que la corriente que circula por la carga es la corriente Iac. Al realizar el diagrama fasorial de la conexión se puede apreciar que la corriente IA está en fase con la corriente Ia, y que la corriente Ia junto con Ic crean la corriente Iac, por lo tanto, entre la corriente IA e Iac hay un desfase de 30° y la conexión se llama Yd1.
Figura
Conexión Yd1.
Una segunda conexión del secundario Yd se puede obtener
cuando a la carga de la conexión anterior se conecta al final de la bobina y no
al principio como en la figura anterior. En este caso el terminal a están
conectados el final de la bobina a y el principio de la bobina b, esto permite
que la corriente que circula por la carga sea Iab, pero la corriente
de línea entra por el final de la bobina. En este caso la corriente IA
crea el flujo magnético y su relación obedece la regla de la mano derecha, a su vez, el flujo ;induce la corriente Ia que sale por
el principio de la bobina de baja tensión. Como la carga está alimentada por
las corrientes de las fases a y b, el ángulo entre IA y Iab
está desfasado 150° lo que implica que la conexión es Yd5.
Figura 8.
Conexión Yd5.
En las dos figuras siguientes (9 y 10) se puede observar un
cambio en la conexión delta del devanado de baja tensión, donde el principio de
la bobina de la izquierda se conecta al terminal a, el final de la misma al
terminal c; el principio de la bobina del centro se conecta al terminal b y el
final al terminal a; el principio de la bobina de la derecha se conecta al
terminal c y el final al terminal b.
Una tercera conexión del secundario se puede observar en la
figura 9 en esta se puede apreciar que la corriente IA está en fase
con Ia y estas están relacionadas por el flujo magnético En la figura también se puede observar que el
terminal a del secundario está conectado al principio de la bobina en la
columna de la izquierda y al final de la bobina de la columna del centro; esto
implica que por este terminal está circulando la corriente Iab que
apunta hacia la carga. Como la corriente de línea que circula por la carga está
formada por las corrientes de fase Ia y –Ib se puede
apreciar en el diagrama fasorial que el ángulo de desfase entre las corrientes
IA y Iab es de 330° y a esta conexión se le llama Yd11.
Figura 9. Conexión Yd11.
En la figura 10 se puede observar que el terminal a al lado de la carga está conectado al final de la bobina de la columna de la izquierda y al principio de la bobina de la columna de la derecha. La corriente que circula por este terminal es Iac y la corriente entra hacia el transformador. En el diagrama fasorial se puede observar que el desfase entre la corriente IA e Iac es de 210° y la conexión se llama Yd7.
Figura 10 Conexión Yd7.
Conexiones estrella estrella.
La figura 11 se puede ver una conexión Yy0 donde la
corriente en el primario se aplica por los principios del lado de alta tensión
y la carga se conecta a los principios del devanado secundario. Al alimentarse
el transformador, la tensión de fase VA se aplica al devanado
primario y esta tensión crea la corriente IA que entra por el
principio de la boina de AT, por medio de la regla de la mano derecha se
puede decir que el campo magnético; apunta hacia
arriba. El campo; crea la corriente Ia (obedece la
ley de la mano izquierda) en el secundario la cual sale por el principio de la
bobina. En el diagrama fasorial de la derecha se puede observar que el desfase
que existen entre IA e Ia es de cero grados, lo que
califica esta conexión como Yy0.
Figura 11 Conexión Yy0.
En la figura 12 se puede ver una segunda conexión Yy de los
transformadores trifásicos. En este caso la tensión de fase VA se
genera cuando se aplicada de línea VAB; la corriente entra por los
principios y los finales forman el neutro del sistema, la corriente IA crea el
flujo que apunta hacia arriba de acuerdo a la regla
de la mano derecha. En el secundario los principios se unen para crear el punto
neutro o de retorno de corriente y la carga se conecta a los finales del
devanado, como la corriente entra por los finales, a esta conexión se le puede
llamar Yy6 y esta información se puede corroborar con el diagrama fasorial de
la derecha donde se puede observar que el desfase entre IA e Ia
es de 180°.
Figura 12 Conexión Yy6.
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