3.1-Transf. Trifasicos,Aspectos Construct. Cto Equivalente

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TRANSFORMADORES TRIFASICOS Los transformadores son maquinas eléctricas estáticas que tienen la mision de transmitir mediante un campo magnético alterno, la energía eléctrica de un sistema con determinada tensión a otro sistema con tension deseada que alimenta a una determinada carga.

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TRANSFORMADORES TRIFASICOS

Los transformadores son maquinas eléctricas estáticas que tienen la mision de transmitir mediante un campo magnético alterno, la energía eléctrica de un sistema con determinada tensión a otro sistema con tension deseada que alimenta a una determinada carga.

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TRANSFORMADORES TRIFASICOS

Llamado también transformadores de tres columnasesta conformado por tres juegos de devanados arrollados sobre un núcleo común en que a cada juegocorresponde a una fase del sistema luego a cada fase lecorresponde una columna del nucleo.

Los transformadores, para circuitos trifásicos se pueden construirse de dos maneras una de ellas es sencillamente tomando tres transformadores monofásicos y conectándolos en grupo trifásicos, otra alternativa es haciendo un transformador trifásico que consiste en tres juegos de devanados arrollados sobre un nucleó común.

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TIPOS DE TRANSFORMADORES TRIFASICOS

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TRANSFORMADOR DE POTENCIA

Se utilizan para substransmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de generación y en grandes usuarios.

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TRANSFORMADOR DE POTENCIA

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TRANSFORMADOR DE POTENCIA

Características Generales: Se construyen en potencias normalizadas

desde 1.25 hasta 20 MVA Tensiones de 10KV, 22.9, 66 y 132 kV Frecuencias de 50 y 60 Hz.

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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

Se denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos.

Aunque la mayoría de tales unidades están proyectadas para montaje sobre postes.

La variación de tensión, se realiza mediante un conmutador exterior de accionamiento sin carga

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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería,explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

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TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION MONTAJE EN

PISO

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TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA

EPOXIDescripción: Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica

en media tensión, en lugares donde los espacios reducidos y los requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la utilización de transformadores refrigerados en aceite.

Son de aplicación en grandes edificios, hospitales, industrias, minería, grandes centros comerciales y toda

actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

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TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA

EPOXI

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Características Generales: Son refrigerados en aire con aislación clase F,

utilizándose resina epoxi como medio de protección de los arrollamientos, siendo innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación.

Potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA Tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV Frecuencias de 50 y 60 Hz.

TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA

EPOXI

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Aspectos constructivos: trafos trifásicos

Aspectos constructivos: trafos trifásicos 5000 kVABaño de aceite

5000 kVABaño de aceite

2500 kVABaño de aceite2500 kVABaño de aceite

1250 kVABaño de aceite1250 kVABaño de aceite

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11 22 33

Transformador trifásico de 3 columnas

Transformador trifásico de 3 columnas

En un transformador con tres columnas existe una pequeña asimetría del circuito magnético: el flujo de la columna central tiene un recorrido más corto y, por tanto, de menor reluctancia.

En un transformador con tres columnas existe una pequeña asimetría del circuito magnético: el flujo de la columna central tiene un recorrido más corto y, por tanto, de menor reluctancia.

La corriente de magnetización de esa fase será ligeramente menor.La corriente de magnetización de esa fase será ligeramente menor.

Transformador trifásico núcleo acorazado (5 columnas)

Transformador trifásico núcleo acorazado (5 columnas)

11 22 33

Las dos columnas laterales sirven como camino adicional al flujo. De este modo, es posible reducir la sección y, por tanto, la altura de la

culata

Aspectos constructivos: trafos trifásicos

Aspectos constructivos: trafos trifásicos

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Aspectos constructivos: trafos trifásicos

Aspectos constructivos: trafos trifásicos

En aceite

Seco

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R

𝑗𝑋 1𝑅1

𝐼𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1

𝐼 𝑟1

g1

𝑌 1

𝐼𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1𝐼 𝑟1

g1

𝑌 1

𝐼𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1

𝐼 𝑟1

g1

𝑌 1

N

T

S

𝑅1 𝑗𝑋 1

𝑗𝑋 1𝑅1

𝑉 1

𝑉 1

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

𝐼 1 𝑁1

𝑁1𝑁1

𝐼 ′ 2𝑁 2

𝑁 2𝑁 2

𝑍 𝐿𝑍 𝐿

𝑍 𝐿𝑍 𝐿

𝑍 𝐿𝑍 𝐿

𝑗𝑋 2

𝑗𝑋 2

𝑗𝑋 2

𝑅2

𝑅2

𝑅2

𝑉 2/ 𝑓

nn

r

s

t

N

Circuito Equivalente Exacto de un transformador trifásico conexión Yy

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R

𝑗𝑋 1/ 𝑓𝑅1 / 𝑓

𝐼 𝑒1/ 𝑓

𝑏1 / 𝑓

𝐼𝑚1/ 𝑓

𝐼 𝑟1 /𝑓

g1 / 𝑓𝑌 1/ 𝑓

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

𝐼 1/ 𝑓𝑁1

𝐼 ′ 2 / 𝑓

N

𝑁 2 𝑍𝐿𝑍𝐿

𝑗𝑋 2/ 𝑓𝑅2/ 𝑓

𝑉 2/ 𝑓

r

n

Circuito equivalente por fase de un transformador trifásico conexión Y-Y

Circuito equivalente por fase de un transformador trifásico conexión Y-Y

Para resolver problemas de transformadores trifásicos lo hacemos usando elCircuito equivalente por fase.

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Circuito equivalente por fase referido al primario de un

transformador trifásico conexión Y-Y

Circuito equivalente por fase referido al primario de un

transformador trifásico conexión Y-Y

𝑎2 𝑍 𝐿𝑎2 𝑍 𝐿

𝑎 𝑓2𝑅2/ 𝑓𝑗𝑎 𝑓

2 𝑋 2 / 𝑓𝑅1 / 𝑓 j

= Ī 𝑒1 / 𝑓

Ī𝑚1/ 𝑓Ī 𝑟1/ 𝑓

g1 / 𝑓 𝑏1 / 𝑓

𝑌 1/ 𝑓

Ī 1/ 𝑓

=

𝐼 ′ 𝐿/ 𝑓=𝐼𝐿/ 𝑓

𝑎 𝑓

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

R

N

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𝑍 𝑒𝑞1/ 𝑓=(𝑅1/ 𝑓+𝑎𝑓

2 𝑅2 / 𝑓 )+ 𝑗 (𝑋 1/ 𝑓+𝑎 𝑓2 𝑋 2/ 𝑓 )

𝑅𝑒𝑞1/ 𝑓=𝑅1 / 𝑓 +𝑎 𝑓

2𝑅2𝑋𝑒𝑞1 / 𝑓=𝑋 1 / 𝑓 +𝑎 𝑓

2 𝑋 2/ 𝑓

𝑎 𝑓2𝑅2/ 𝑓𝑗𝑎 𝑓

2 𝑋 2 / 𝑓𝑅1 / 𝑓 j

= Ī 𝑒1 / 𝑓

Ī𝑚1/ 𝑓Ī 𝑟1/ 𝑓

g1 / 𝑓 𝑏1 / 𝑓

𝑌 1/ 𝑓

Ī 1/ 𝑓

𝑎2 𝑍 𝐿𝑎2 𝑍 𝐿

𝐼 ′ 𝐿/ 𝑓=𝐼𝐿/ 𝑓

𝑎 𝑓

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

R

N

Circuito equivalente aproximado por fase referido al primario de un transformador

trifásico conexión Y-Y

Circuito equivalente aproximado por fase referido al primario de un transformador

trifásico conexión Y-Y

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𝑅𝑒𝑞1/ 𝑓j

=Ī 𝑒1 / 𝑓

Ī𝑚1/ 𝑓Ī 𝑟1/ 𝑓

g1 / 𝑓 𝑏1 / 𝑓

𝑌 1/ 𝑓

Ī 1/ 𝑓

𝑎2 𝑍 𝐿𝑎2 𝑍 𝐿

𝐼 ′ 𝐿/ 𝑓=𝐼𝐿/ 𝑓

𝑎 𝑓

𝑍 𝑒𝑞1/ 𝑓=(𝑅1/ 𝑓+𝑎𝑓

2 𝑅2 / 𝑓 )+ 𝑗 (𝑋 1/ 𝑓+𝑎 𝑓2 𝑋 2/ 𝑓 )

𝑅𝑒𝑞1/ 𝑓=𝑅1 / 𝑓 +𝑎 𝑓

2𝑅2 𝑋𝑒𝑞1 / 𝑓=𝑋 1 / 𝑓 +𝑎 𝑓2 𝑋 2/ 𝑓

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

R

N

Circuito equivalente aproximado por fase referido al primario de un transformador

trifásico conexión Y-Y

Circuito equivalente aproximado por fase referido al primario de un transformador

trifásico conexión Y-Y

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En el Caso que el transformador tenga conexión triangulo se recomienda hacerla conversión de triangulo a estrella con el fin de poder obtener el cto equivalentepor fase y asi simplificar su solución

𝑧𝑌=𝑧∆3

𝐼 𝑒𝑦=√3 𝐼 𝑒∆ 𝑌 𝑦=3𝑌 ∆

𝑏𝑦=3𝑏∆

𝑅𝑌=𝑅∆

3

𝑋𝑌=𝑋∆

3

𝑁1

𝑁1𝑁1

Para su solución se debe calcular los parámetros en delta y luego hallarlos en estrellahaciendo uso de las siguientes formulas:

𝐼 𝑟𝑦=√3 𝐼 𝑟∆

𝐼𝑚𝑦=√3 𝐼𝑚∆

gy = 3g

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R

𝑗𝑋 1𝑅1

𝐼𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1

𝐼 𝑟1

g1𝑌 1

𝐼 𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1𝐼 𝑟1

g1

𝑌 1

𝐼 𝑒1

𝑏1

𝐼𝑚1𝐼 𝑟1

g1

𝑌 1

T

S

𝑅1 𝑗𝑋 1

𝑗𝑋 1𝑅1

𝑉 1

𝑉 1

𝐼 1

𝑗𝑋 2𝑅2

r

s

t

Circuito Equivalente de un transformador trifásico conexión

𝑗𝑋 2 𝑅2

𝑗𝑋 2𝑅2

Para el calculo de transf. conectados en triangulo es conveniente llevarlos a estrella Y parapoder obtener el cto por fase entre una linea y neutro

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R 𝐼 𝑒1 𝑦

𝑏1 𝑦

𝐼𝑚1 𝑦

𝐼 𝑟1 𝑦

g1 𝑦

𝑌 1 𝑦

𝐼 𝑒1 𝑦

𝑏1 𝑦

𝐼𝑚1 𝑦

𝐼 𝑟1 𝑦

g1 𝑦

𝑌 1

𝐼𝑒1

𝑏1 𝑦

𝐼𝑚1 𝑦𝐼 𝑟1 𝑦

g1 𝑦

𝑌 1

N

T

S

𝑉 1

𝑉 1

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

𝐼 1𝑦 𝑁1

𝑁1𝑁1

𝐼 ′ 2 𝑦𝑁 2

𝑁 2𝑁 2

𝑗𝑋 2𝑦

𝑗𝑋 2𝑦

𝑗𝑋 2𝑦

𝑅2𝑦

𝑅2𝑦

𝑅2𝑦

𝑉 2/ 𝑓

n

r

s

t

N

Circuito equivalente transformado a estrella

𝑅1 𝑦𝑗𝑋 1𝑦

𝑅1 𝑦𝑗𝑋 1𝑦

𝑗𝑋 1𝑦𝑅1 𝑦

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𝑧1𝑌=𝑧 1∆

3𝐼 𝑒1𝑦=√3 𝐼 𝑒1∆

𝑌 1 𝑦=3𝑌 1∆

𝑏1 𝑦=3𝑏1∆

𝑅1𝑌=𝑅1∆

3

𝑋 1𝑌=𝑋 1∆

3

𝐼 𝑟 1 𝑦=√3 𝐼𝑟 1∆

𝐼𝑚1𝑦=√3 𝐼𝑚1∆

g1y = 3g1

R 𝐼 𝑒1 𝑦

𝑏1 𝑦

𝐼𝑚1 𝑦

𝐼 𝑟1 𝑦

g1 𝑦

𝑌 1 𝑦

N

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

𝐼 1𝑦 𝑁1

𝐼 ′ 2 𝑦𝑁 2

𝑗𝑋 2𝑦𝑅2𝑦

𝑉 2/ 𝑓

n

𝑅1 𝑦𝑗𝑋 1𝑦

Circuito equivalente por fase transformado a estrella

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𝑧1𝑌=𝑧 1∆

3𝐼 𝑒1𝑦=√3 𝐼 𝑒1∆

𝑌 1 𝑦=3𝑌 1∆

𝑏1 𝑦=3𝑏1∆

𝑅1𝑌=𝑅1∆

3

𝑋 1𝑌=𝑋 1∆

3

𝐼 𝑟 1 𝑦=√3 𝐼𝑟 1∆

𝐼𝑚1𝑦=√3 𝐼𝑚1∆

g1y = 3g1

Circuito equivalente por fase referido al primario transformado a

estrella

𝑎𝑦❑2 𝑍𝐿𝑎𝑦❑2 𝑍𝐿

𝑎𝑦2 𝑅2 𝑦𝑗𝑎𝑦

2 𝑋 2 𝑦𝑅1 𝑦 j

= Ī 𝑒1 𝑦

Ī𝑚1 𝑦Ī 𝑟1 𝑦

g1 𝑦 𝑏1 𝑦

𝑌 1 𝑦

Ī 1𝑦

𝑉 1/ 𝑓=𝑉 1

√3

R

N

𝑎𝑦=𝑉 1 𝑓𝑦

𝑉 2 𝑓𝑦