ingeneria mecanica

1. UNIVERSIDAD SAN LUIS GONZAGA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
ELECTRICA Y ELECTRONICA
Transformadores (
sesión 14)

2. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES
TRIFASICOS
Las conexiones de un transformador trifásico son iguales a las de un banco de transformadores
monofásicos estudiados anteriormente. Estos son desde el punto de vista eléctrico iguales a las
combinaciones monofásicas aunque constructivamente y desde el punto de vista del cto magnetico
Difieren notablemente.

3. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES
TRIFASICOS
IDENTIFICACION DE TERMINALES
PRIMARIO
SECUNDARIO
U V W
X Y Z
u
x
v w
z
y

4. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES
TRIFASICOS
Esquema Eléctrico para efectuar los diferentes tipos de conexiones
U X
u x
V Y
v y
W Z
w z
R
S
T
r
s
t
Como podemos ver este esquema eléctrico es igual al de un banco de transformadores monofásicos
estudiados anteriormente, a manera de repaso veamos estas formas de conexión.

5. Formas de conexión de transformadores
trifasicos

6.  El primario y secundario estan conectados en Y.
 Se emplea esta conexión principalmente cuando es necesario tener el punto neutro
accesible y cuando las tensiones son muy elevadas.
 Tiene además la ventaja de proporcionar dos tensiones diferentes, Tensión de Línea y
Tensión de Fase.
Primario en
estrella
Secundario en
estrella
U X
u x
V Y
v y
W Z
w z
R
S
T
r
s
t
N
n
CONEXION ESTRELLA-ESTRELLA Y-Y

7. N
R
S
T
PRIMARIO
RELACIONES DE TENSIÓN Y CORRIENTE
n
r
s
t
SECUNDARIO
Relación de transformación

8. CONEXION ESTRELLA-ESTRELLA Y-Y

9. U X
u x
V Y
v y
W Z
w z
R
S
T
r
s
t
Primario en
triángulo
Secundario en
Triángulo

10. R
S
T
PRIMARIO
RELACIONES DE TENSIÓN Y CORRIENTE
r
s
t
SECUNDARIO
Relación de transformación

12. 10KV 20KV 10KV
Esta conexión es muy usada en una línea de transmisión de alta tensión para elevar la
tensión.

13. U X V Y W Z
R
S
T
Primario en
triángulo
u x v y w z
r
s
t
n
Secundario en
estrella

14. R
S
T
PRIMARIO
RELACIONES DE TENSIÓN Y CORRIENTE
n
r
s
t
SECUNDARIO
Relación de transformación

16. U X V Y W Z
R
S
T
N
Primario en
estrella
u x v y w z
r
s
t
Secundario en
triángulo

17. N
R
S
T
PRIMARIO
RELACIONES DE TENSIÓN Y CORRIENTE
r
s
t
SECUNDARIO
Relación de transformación

19. TRANSFORMADORES TRIFASICOS
VALORES POR UNIDAD

20. TRANSFORMADORES TRIFASICOS
VALORES POR UNIDAD
El sistema por unidad puede aplicarse a los transformadores trifásicos tal como se hizo
con los monofásicos.
Para la solución de problemas en valores por unidad de un transf. Trifasicos es necesario
Considerar valores bases de fase (monofásicos) estando el transformador conectado en estrella
POTENCIA BASE DE FASE
VOLTAJE BASE DE FASE
CORRIENTE BASE DE FASE
……….(1)
……….(2)
……….(3)
De (3)
En conexión estrella los valores bases de corriente
en monofásico y trifásico son iguales

21. IMPEDANCIA BASE POR FASE
2 2
2
2
2 2
CORRIENTE BASE POR FASE
Las impedancias base por fase y trifásica son iguales
Las corriente base trifásica es igual
a la corriente base por fase
En conclusión si asumimos como
Valores Bases trifásicas los valores
Nominales es decir :

22. Los valores bases por fase serian :
En conclusión si asumimos como Valores Bases trifásicas los valores
nominales es decir :

23. IMPEDANCIA EQUIVALENTE UNITARIA
El siguiente es un circuito equivalente por fase referido al primario de la prueba de
cortocircuito:
Por definición de valor por unidad :
La impedancia equivalente por unidad
Es igual a la tensión de cortocircuito
Por unidad

24. RESISTENCIA EQUIVALENTE POR UNIDAD
La resistencia equivalente por unidad es igual a las perdidas en el cobre por unidad
REACTANCIA EQUIVALENTE POR UNIDAD
SECUENCIA DE TRANSFORMACION DE UN SISTEMA TRIFASICO A
SU EQUIVALENTE MONOFASICO
z
z
z
z
R
S
T
v
v
Sistema trifásico 3Ø
R
N
Sistema monofásico 1Ø Equivalente monofásico en
Por unidad

25. Designación de los grupos de conexión de
un transformador trifásico
según las normas (especialmente CEI) las conexiones de un transformador trifásico
Se designara según el siguiente orden :
1) La conexión de ALTA TENSION se designara por una letra mayúscula :
Y si es conexión estrella
D si es conexión triangulo
2) La conexión en baja tensión se designara por una letra minúscula:
y : si es estrella
d : si es triangulo

26. Designación de los grupos de conexión de
un transformador trifásico
3) Se designara el ANGULO DE DESFASAJE de las tensiones del lado de alta
y baja .
ANGULO DE DESFASAJE = INDICE HORARIO x 300 = n X 300
Puesto que los ángulos de desfasaje de las conexiones son múltiplos de 300
nos permite utilizar el METODO DEL RELOJ para designar dichos ángulos
ya que sabemos que el ángulo que forma la manecilla de un reloj cuando estos
Indican los índices horarios es siempre 30° por lo que el metodo del reloj indicara
El desfasaje expresado en el índice horario.
Un transformador cuya placa de característica lleva la denominación:
Ejemplo :
Significa : Primario conectado en triangulo
Secundario conectado en estrella
Indice Horario : 6 , siendo el ángulo de desfasaje entre el voltaje
primario y secundario 1800

27. Diagrama vectorial de las formas de
conexión de un transformador trifásico
a) En el caso de la Conexión TRIANGULO existen dos formas posibles de
de cerrar el triangulo
TRIANGULO DERECHO DIAGRAMA VECTORIAL

28. TRIANGULO IZQUIERDO DIAGRAMA VECTORIAL
Diagrama vectorial de las formas de
conexión de un transformador trifásico

29. b ) En el caso de la conexión ESTRELLA existen dos formas posibles
de cerrar la estrella
ESTRELLA DIRECTA
DIAGRAMA VECTORIAL
Diagrama vectorial de las formas de
conexión de un transformador trifásico

30. ESTRELLA INVERSA DIAGRAMA VECTORIAL
Diagrama vectorial de las formas de
conexión de un transformador trifásico

31. Determinacion del Indice Horario por el
Metodo del Reloj
Al aplicar el método del reloj debemos seguir las sgtes reglas o pasos :
1) El vector voltaje de una de las fase del primario apuntara a las «0» Horas
2) El vector voltaje del secundario será paralelo al de su fase del respectivo
primario cuyo sentido puede ser el mismo o la inversa dependiendo de la
conexión fisica, la cual se deduce en el mismo proceso.
(Es decir las conexiones triángulos y estrella directa tendrán el mismo sentido,
la conexión estrella inversa tendrá sentido contrario)
La aplicacion de estos pasos los podemos notar en los siguientes ejemplos

32. Ejemplo N0 1 Hallar el índice Horario de la conexión Triangulo Derecho-Estrella Directa
Diagrama vectorial
triangulo Derecho
Diagrama vectorial
Estrella Directa
0
1
3
6
9
2
4
5
7
8
9
10
11
n= 1
El indice horario es el que se encuentra
entre las dos flechas de las fases U del
primario y la fase u del secundario, siguiendo
el sentido horario.

33. 0
1
3
6
9
2
4
5
7
8
9
10
11
Hallar el índice horario del triangulo Izquierdo- estrella directa
Diagrama vectorial
Triangulo izquierdo
Diagrama vectorial
Estrella Directa
n= 11

34. Condiciones para la puesta
en paralelo
Los transformadores trifasicos pueden conectarse en paralelo siempre y cuando
reúnan ciertas condiciones:
AT
T-1 T-2
BT

35. REPARTO DE CARGAS
Se refiere a la cantidad de potencia que entrega cada transformador
cuando están conectados en paralelo.
AT
T-1 T-2
BT
CARGA

36. REPARTO DE CARGAS
AT
T-1 T-2
BT
CARGA
…..(1)
…..(2)
…..(3)

37. CASOS DE REPARTO DE CARGAS
:
AT
T-1 T-2
BT
CARGA
Cuando los transformadores tienen igual
tensión de cortocircuito , igual
potencia nominal,igua lrelacion , igual
Frecuencia , igual indice horario

38. CASOS DE REPARTO DE CARGAS
:
AT
T-1 T-2
BT
CARGA
Cuando tienen diferente tensión de
cortocircuito y potencia nominales
Iguales, frecuencias iguales,relacion
Iguales ,indice horario iguales.

39. CASOS DE REPARTO DE CARGAS
3er CASO :
AT
T-1 T-2
BT
CARGA
Cuando los transformadores tienen
igual tensión de corto circuito y
Potencia nominales diferentes
El reparto de carga esta en proporción
a sus potencia nominales

40. Paralelo de
transformadores con
diferentes índices horario
En la practica existe urgencia de poner en paralelo transf. Trifasicos de distinto
Indice horario esto se realiza haciendo modificaciones en las conexiones de uno
De ellos hasta obtener igugualdad en los indices horarios
Los métodos para realizar cambio del indice horario son los siguientes:
a) METODOS EXTERNOS
b) METODOS INTERNOS
METODOS EXTERNOS
Se refiere a variar el orden enque se conectan los bornes del transformadora las lineas
Obteniéndose otros índices horario se aplican dos metodos :
* Corrimiento Cíclico
* Permutación

41. Método de corrimiento
cíclico
El nuevo índice horario dependerá si hacemos el c.c. hacia la derecha o izquierda
Y si la efectuamos en el lado primario o el lado secundario.
El siguiente cuadro visualiza el proceso de corrimiento cíclico

42. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 0 y 4
U V W
u v w
(0) (4)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n+4
Lado : Primario
1er C.C.
Conexión
inicial
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado

43. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 2 y 6
U V W
u v w
(2) (6)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n+4
Lado : Primario
1er C.C.
Conexión
inicial
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado

44. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 4 y 8
U V W
u v w
(4) (8)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n+4
Lado : Primario
1er C.C.
Conexión
inicial
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado

45. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 6 y 10
U V W
u v w
(6) (10)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n+4
Lado : Primario
1er C.C.
Conexión
inicial
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado

46. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 2 ,6 y 10
U V W
u v w
(2) (10)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n+8 =10
Lado : Primario
2do C.C.
Conexión inicial
n=2
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado
U V W
u v w
(6)
Indice Horario : n+4 =6
Lado : Primario
1er C.C.

47. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 6 y 2
U V W
u v w
(6) (2)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
Indice Horario : n-4
Lado : Primario
1er C.C.
Conexión inicial
n=6
* El corrimiento cíclico se
hace solo a un lado

48. Método de Permutacion
La permutacion de las conexiones externas de un transformador consiste en sustituir
La alimentacion electrica de un sistema directo RST por otro sistema inverso RTS y
Se logra intercambiando las conexiones de un par de lineas del sistema trifasico en los
Bornes del transformador lograndose de esta manera el cambio de desfasaje. Se podra
Comprobar que la permutacion solo afecta para los indices impares como 1 y 11 ,
5 y 7 .
El siguiente cuadro visualiza el proceso de permutacion
EFECTO DE PERMUTACION SOBRE EL INDICE HORARIO
PRIMARIO SECUNDARIO
BORNES TRANSFORMADOR
PERMUTACION
CONEXIÓN INICIAL
U V W
R S T
R T S
u v w
r s t
r t s
La permutacion se efectua en el primario y secundario

49. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 1 y 11
U V W
u v w
(1) (11)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w

50. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores con indice horario 5 y 7
U V W
u v w
(5) (7)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w

51. GRUPOS DE
ACOPLAMIENTO
La marcha en paralelo de transformadores con diferentes indices se puede realizar
Formando grupos de acoplamiento se puede clasificar cuatro grupos de acoplamiento
GRUPO I : indice horario 0,4,8
GRUPO II indice horario 2,6,10
GRUPOI III : indice Horario 1,5
GRUPO IV : indice horario 7,11
MARCHA EN PARALELO DE TRANSF. DEL MISMO GRUPO DE ACOPLAMIENTO
La marcha en paralelo de los transf. Del mismo grupo de acoplamiento es posible
Ya que se observa que la diferencia entre los indices horarios en un mismo grupo
Es siempre igual a 4 u 8 o sea 120 o 240 grados que es el que corresponde al desfasaje
Entre dos fases en una red trifasica. Para la marcha en paralelo de transf. Del mismo
Grupo de acoplamiento se aplicara el metodo de corrimiento ciclico.

52. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores del grupo I
U V W
u v w
(0) (8)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
U V W
u v w
(4)

53. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores del grupo II
U V W
u v w
(2) (10)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w
U V W
u v w
(6)

54. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores del grupo III
U V W
u v w
(1) (5)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w

55. Ejemplo : Puesta en paralelo de transformadores del grupo IV
U V W
u v w
(7) (11)
R
s
T
r
S
t
U V W
u v w

56. Transformadores con tres
arrollamientos
Son transformadores
especiales utilizados en
alta potencia. Constan
de un primario y dos
secundarios
Mediante una sola
máquina se obtienen
dos niveles de tensión
diferentes
 (t)
N
1
N
2
N2’
V1
V2
V2’
SÍMBOLOS