1. Transformadores Trifásicos
Patricio Javier Guaraca
Pato3118@hotmail.com
Pablo Javier Zumba
Pabloxx_91@hotmail.es
Andrés Esteban Guzhñay
andi_esteban08@hotmail.com
Universidad Politécnica Salesiana
Ingeniería Electrónica
 En la construcción de los transformadores trifásicos
pueden existir muchas formas de conectar los núcleos
I. RESUMEN y por ende los devanados del primario y secundario.
Los transformadores trifásicos son de diversos Puede estar constituido de 2 formas:
tipos, pudiendo ser formados desde 3
transformadores monofásicos, o con la construcción 1.- Por 3 transformadores monofásicos
de uno solo trifásico. independientes.
Cuando se tienen un transformador trifásico se 2.- Un único transformador trifásico
pueden tener una gran variedad de formas de
construcción y de disposición del núcleo, ajustándose Este último toma las siguientes configuraciones:
cada una a las diferentes necesidades de los usuarios
y muchos de los cuales ya se ha dejado de fabricar. - De Columnas:
a) Con las culatas en estrella
II. INTRODUCCIÓN
b) con las culatas en triángulo continuo
La utilización de los transformadores trifásicos es c) Con las culatas en triángulo Bifurcado
muy variada, sobre todo en lo que hace referencia a d) De dobles columnas
las redes de distribución eléctrica.
- Acorazado:
Para su utilización en la industria se debe tener en
cuenta varios factores muy importantes en lo que a) Con los núcleos en estrella
concierne a la forma de su construcción, puesto que b) De eje común
se pueden tener una gran variedad de núcleos, los c) Mixto o de cinco columnas
cuales nos brindar diferentes beneficios, pero al
mismo tiempo cada uno presenta ciertas Transformadores Monofásicos Independientes
imperfecciones.
Son transformadores con sus circuitos magnéticos
Las diferentes formas en las que se puede conectar independientes; es decir no hay interferencia entre sus
los transformadores presentan propiedades flujos, cada transformador toma energía de la red y
individuales variantes en función del tipo de núcleo sus secundarios alimentan al sistema trifásico.
usado o dependientes en sí de las características
propias de cada conexión. Aspectos importantes a Estos transformadores llevan al menos 2 bornes de
estudiar constituyen los terceros armónicos de alta y dos de baja y su montaje se realiza en cajas
corriente, las tensiones simples y compuestas. individuales, las perdidas en el hierro a vacio son
bastante elevadas puesto que se necesita una gran
cantidad de hierro para la construcción de los 3
III. TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS núcleos.
Al usar un banco de transformadores se puede
tener varias alternativas de conexión ya sea triangulo
en el primario y estrella en el secundario o viceversa,
de esta forma la relación de voltajes no solo depende

2. del número de vueltas de los devanados sino también
de la manera en la que estén conectados.
Los transformadores monofásicos pueden ser ya
sea de columnas o acorazados, a más de una variante
no muy utilizada que posee una chapa dispuesta en
forma radial.
Figura [2], flujos desfasados 120°
Luego de tener esta nueva configuración se acorta
la culata 2 para tener una configuración plana de los
núcleos que es bastante sencilla, resultando a su vez
más económica.
Figura [1], transformador de chapas radiales
Si entre las secciones existe un aislamiento y una
conexión en paralelo, se puede duplicar la tensión en
baja poniendo a las bobinas en serie.
Puede funcionar a tensiones mucho más reducidas, Figura [3], nueva disposicion de las columnas
sin tener la necesidad de modificar el devanado, sin
embargo esto producirá una corriente de Como en la mayoría de los transformadores
magnetización mucho mayor, se reducirán las trifásicos se pueden conectar internamente entre los
perdidas en el hierro, tendrá un menor rendimiento y arrollamientos ya sea en estrella, triangulo o sus
no habrá calentamiento considerable. respectivas combinaciones.
En las condiciones normales para poder elevar la Reduciéndose de esta manera el numero de bornes,
capacidad de los transformadores es necesario ya solo serán necesarios tres primarios y tres
solamente la implementación de una correcta secundarios, de igual manera se usa menos aceite
refrigeración, ya sea colocándolo en un baño de aceite puesto que el tamaño del transformador ya se reduce.
o con una ventilación forzada utilizando aire o en su
defecto agua.
Transformador Único
Su funcionamiento se basa en el análisis de los 3
transformadores monofásicos fusionándoles para de
esta forma aprovechar de mejor manera sus flujos y Figura [4], disposición final del núcleo
reducir su tamaño.
Transformadores de columnas con las culatas en
Transformador de columnas con las culatas en triángulo Continuo
estrella
Se basa en 3 transformadores monofásicos pero
Las culatas de los núcleos tienen una conexión conectados en triángulo.
magnética en estrella, suprimiendo la columna central
puesto que el flujo (φ) que pasa por esa columna se
anula ya que corresponde a la suma de los demás
flujos sinusoidales, iguales y desfasados 120°.

3. Figura [4], Transformador Trifásico en columnas
Figura [5], Culatas en triangulo Bifurcado
Esta configuración hace que la relación entre el
Trifásico de doble columna
flujo de una columna Фn y el de una de las culatas Фy
sea la misma que la que existe entre las corrientes de
Son 3 transformadores monofásicos colocados en
línea y las de fase.
hilera, apoyados entre sí por sus culatas; invirtiendo
cada 2 transformadores los devanados, para que los
 n  3 y flujos se sumen, los mismos que se desfasan 120º.
ec[1]
n  
n     y ec[4]

y  ec[2]
3 Todas las secciones tienen la misma inducción
A pesar de la reducción de volumen de hierro, el Se economiza material, a pesar de lo cual no es muy
montaje de este tipo de transformador es bastante usada.
complicado, debido a que tiene una forma anular con
sus núcleos con chapas radiales; resultando así muy
difícil dar continuidad al circuito magnético.
Razón por la cual su uso se ha ido abandonando,
hasta que en la actualidad ya no se ven
transformadores de esta naturaleza.
Transformador de columnas con las culatas en
triángulo bifurcado
Para mejorar las condiciones de construcción con
relación al triángulo continuo este tipo de Figura [6], Transformador Trifásico de dobles columnas
transformadores dividen en 2 cada columna por lo que
el flujo no se distribuye en muy buenas condiciones Transformador Acorazado con Núcleo en estrella
por las ramas, obligándole a seguir un camino a pesar
de esto el flujo es el mismo en las ramas. Consiste en colocar cada una de las columnas de
los transformadores monofásicos de tal manera que
 sus núcleos estén conectados en estrella.
y  ec[3]
3 Las culatas exteriores sin embargo quedan
Para que la sección sea la apropiada para la conectadas en triangulo y el flujo que circula por ellas
cantidad de flujo, se debe aumentar la cantidad de es:
hierro aproximadamente un 15% más de sección.

Este tipo requiere más material que el de triángulo y 
continuo y su construcción es relativamente más 3
sencilla, sin embargo no se usa, debido a que al ec[5]
compararlo con el de columnas ordinario este último
sigue ofreciendo mayores ventajas.

4. Su construcción es muy complicada puesto que se refrigerante incombustible de silicona para obtener
dificulta bobinar por el espacio que se tiene para cada mayor seguridad.
bobina.
Figura [9], Transformador Trifásico Aéreo
Figura [7], Acorazado con núcleo en estrella
Transformador auto protegido
Transformador Acorazado de eje común
En este tipo de transformadores emplea un
Tiene tres núcleos colocados en un mismo eje y el cortocircuito de 3 polos que permita la protección del
central esta devanado en sentido contrario a los transformador puesto que ante cualquier sobrecarga o
demás, lo que hace que los flujos se sumen en cada falla en cualquiera de las fases los polos se abren.
dos culatas que se unan. Su uso es relativamente
frecuente.
Figura [8], Acorazado de eje común
Transformadores Mixtos o de 5 columnas Figura [10], Transformador autoprotegido
Relación entre los elementos de una
Debido a que en los transformadores de columnas transformación trifásica.
plano para reducir las pérdidas en el hierro se debe
aumentar de forma considerable la sección de las En el momento en el que se colocan los
culatas, llegando a tener dichos transformadores transformadores en paralelo, se deben tener en cuenta
alturas muy grandes. ciertos aspectos sumamente importantes como son:
Para contrarrestar este inconveniente se ha optado a.- Polaridad propia de un devanado
por reducir la sección de las culatas y en su lugar
colocar dos columnas auxiliares exteriores a los Nos indica la relación de signos entre el flujo y las
devanados. magnitudes eléctricas, la corriente que circula por uno
de sus devanados puede ser de sentido variable y se
Transformador trifásico aéreo puede tomar cualquiera de los 2 sentidos como
Son colocados en los postes para la distribución de positivo.
energía eléctrica, usan como aislante por lo general
aceite mineral mas sin embargo en ocasiones se usa Si la corriente circula en el sentido convenido es
positiva y la f.e.m. tiende a producir una corriente
positiva, con esta convención de signos ya no se tiene

5. una polaridad arbitraria, sino que esta viene dada por positivo, determinándose de esta manera el signo del
la regla de Maxwell: “El flujo será positivo cuando flujo para ese determinado circuito magnético; el
avance por el núcleo como se desplazaría un tornillo próximo devanado se debe colocar a 180° que es el
de rosca normal cuya cabeza girase en el sentido desfase de la corriente que circula sobre él con
positivo de la corriente”. respecto al devanado tomado como positivo.
Observando en la figura [13], si dos bobinas se
conectaran a las fases 1 y 2 del sistema trifásico
mostrado, la corriente de la segunda estaría retrasada
120° con relación a la primera o en su defecto
adelantada según el sentido que se tome como
positivo de la misma.
Figura [11], Relación entre los sentidos positivos del
flujo y la corriente
b.- Polaridad Relativa de los terminales
primarios y Secundarios de una misma fase.
Si dos arrollamientos de una misma fase comparten Figura [13], Desfases de un sistema Trifásico
un mismo flujo, cada uno de los cuales posee su
propia polaridad con respecto al flujo común, uno vez d.- Relación de fases entre el sistema Primario y
que se establece la polaridad de cualquiera de ellos la Secundario
otra queda definida automáticamente.
Nos brinda la posibilidad de interconectar de
La polaridad pues de dos devanados, un primario y distinto modo los devanados primarios de un lado y
otro secundario de una fase son de la misma polaridad los secundarios de otro e inclusive cada grupo de ellos
cuando se encuentran igualmente situados respecto al entre sí.
sentido positivo en uno u otro devanado
respectivamente. Lo cual nos conduce a tener una oposición de fases
entre uno y otro sistema, entre los vectores de su
fuerza electromotriz desfasados (180°).
Figura [12], Relación de polaridad entre los devanados Figura [14], oposición de fases entre sistemas de
primario y secundario de una misma fase. conexión
c.- Desfases del Sistema Pero también puede existir una un desfase nulo
cuando la conexión es similar en los dos sistemas, y
Dentro de los transformadores trifásicos se pueden las fases de la f.e.m. son las mismas
dar desfases entre las corrientes que circulan por sus
devanados, estableciendo en si a uno de ellos como

6. gran magnitud en la implementación de
transformadores mientras que la conexión Zig-Zag es
únicamente utilizada en aplicaciones de baja tensión.
Si en una carga secundaria puede existir desequilibrio
como es el caso de las redes de distribución es
necesario que los devanados primarios y secundarios
sean acoplados en distintos tipos de conexiones, en el
caso antes mencionado se empleará un acoplamiento
triángulo estrella o estrella zigzag
.
Conexiones triángulo –triángulo.- En esta conexión
Figura [15], desfase nulo
cada devanado debe soportar la tensión de línea.
e.- Sentido de rotación Disminuye la tensión por fase del transformador
produce inconveniente cuando las cargas entre fases y
El sentido de rotación de las fases esta dado por la el neutro no son equilibradas.
forma de conexión de los devanados a la red primaria
de alimentación; puesto que un transformador
trifásico no posee un sentido propio de las fases.
Figura [17], Conexión D/d
Debido a la carencia de neutro no permite la
Figura [16], efecto de invertir del sentido de giro de las protección de puesta tierra ni la alimentación de redes
fases. mixtas de luz y fuerza a cuatro hilos, lo antes descrito
limita su campo de aplicación.
Sin embargo al cambiar el sentido de rotación se
altera también el desfase de la f.e.m. del secundario Si se interrumpe el funcionamiento de un devanado
con respecto a la del primario. (Fig 18) puede seguir alimentándose la red trifásica a
potencia reducida, con una tensión compuesta V e
intensidad de línea J igual a la de una fase. Teniendo
IV. CONEXIONES DE TRANSFORMADORES en consideración a I como la corriente de fase y a
TRIFÁSICOS la capacidad secundaria en trifásico, la capacidad
en trifásico, se reduce en la proporción:
Las formas en los que los transformadores trifásicos
pueden ser conectados son las siguientes:
ec[5]
a) Conexión Abierta
b) Conexión Triángulo Los resultados antes expuestos nos conllevan a decir
c) Conexión Estrella que aún si el consumo es disminuido en un 58% de la
d) Conexión Zig-Zag capacidad nominal el servicio está asegurado.
Las conexiones de tipo abierto son aplicadas
únicamente en al caso de que presenten
transformadores suplementarios o adicionales. La
conexión estrella y triangulo las que se emplean en

7. VLP = VFP ec[7]
VLS = VFS ec[8]
VLP / VLS = VFP / VFS = m ec[9]
Aplicación
Figura [18], Funcionamiento D/d
Debido a las desventajas antes mencionadas su campo
Formas de Conexiones posibles de empleo de reduce a aplicaciones que requieran
potencias pequeñas con intensidades de elevadas y
Teóricamente son posibles cuatro tipos de tensiones bajas.
conexiones, se encuentran regidas bajo dos
condiciones: Conexión Estrella – Estrella.- Esta conexión es
preferida para sistemas que requieren altas tensiones.
1. Los terminales de línea primario y secundario Permite obtener un neutro para la alimentación de las
redes de baja tensión en servicios de luz y fuerza.
pueden ser homólogos o de distinta polaridad
Facilita la adhesión de protección mediante la puesta a
2. La sucesión de estos terminales en el circuito tierra del lado de alta tensión.
interno puede ser la misma para ambos sistemas o
inversa.
La primera condición no posee sentido práctico ya
que estando enlazada la salida de un devanado con la
entrada de otro hay siempre dos terminales de distinta
polaridad conectados y solo con cambiar la
designación de la fase a la que se supone pertenece el
terminal común para transformarlo de positivo a Figura [20], Conexión Y/y
negativo o viceversa. A continuación damos a
conocer las posibles conexiones: Si se da el caso en el que se desconecta una de las
fases, el funcionamiento del sistema trifásico queda
deshabilitado, resultando uno monofásico. Si U es la
tensión sencilla, V la compuesta, I la corriente, la
capacidad secundaria en trifásico y en
monofásico, la desconexión de uno de los devanados
reduce la capacidad como se muestra a continuación:
El resultado obtenido hace imposible su
Figura [19], Desfasamientos en un sistema
D/d
funcionamiento trifásico.
Si analizamos detenidamente llegamos a la conclusión Este tipo de conexión produce dos clases de
la que a y b son idénticos al igual que c y d, dándo desfasamientos:
como resultado únicamente dos conexiones posibles:
a en donde no se presenta desfase entre el primario y 1. Neutros primario y secundario en terminales
el secundario y d donde existe un desfase de 180. En homólogos.
el sistema de conexión CEI estas son conocidas como 2. Neutros primarios y secundarios en terminales
D0 y D6. en distinta polaridad.
Las relaciones de transformación son las siguientes.
Con la primera condición los diagramas vectoriales de
VFP / VFS = m ec[6] ambos sistemas están en fase y con la segunda en

8. oposición, dando como resultado las siguientes
variantes de conexión: la primera donde no existe un
desfamiento(Yy0) y la segunda con un desfasamiento
de 180 grados(Yy6). Fig 21
Figura [21], Desfasamientos en un sistema
Y/y
Las relaciones d transformación de la presente
conexión son:
Figura [22], Desfasamientos en un sistema
Y/d
VFP / VFS = m ec[10]
VLP / VLS = (3 * VFP) / (3 * VFS) = m ec[11]
Las relaciones de transformación son:
Aplicación
Su campo de aplicación es en el que se requiere VFP / VFS = m ec[12]
transmitir medianas potencias a elevadas tensiones,
conectadas a tierra un solo punto de la red de alta y VLP / VLS = (3 * VFP) / VFS ec[13]
para alimentar pequeñas instalaciones con neutro
secundario no muy cargado. VLP / VLS = (3 * m) ec[14]
Conexión estrella triangulo.- Esta conexión presenta
conectado a los devanados primarios en estrella y a Aplicación
los del secundario en triángulo, dando como resultado
tensiones más adecuadas en los devanados. Si se Es la conexión más apropiada para la reducción de
produce alguna alteración en alguna de las fases el voltajes en los transportes y distribución de energía
funcionamiento de todo el sistema colapsa. El tercer que no precisan neutro secundario. Es empleada en
armónico de corriente magnetizante circula sin transformadores reductores de centrales y estaciones
dificultad por los devanados secundarios sin generarse transformadoras.
sobretensiones por defectos de excitación.
Conexión triangulo – estrella.- Esta es la
La falta de neutro en el secundario no permite la transformación elevadora por excelencia. El fallo en
conexión a tierra del mismo ni la alimentación de uno de los devanados deshabilita todo el
circuitos que empleen cuatro hilos. funcionamiento de todo el sistema.
El desequilibrio en la carga secundaria es distribuido
en las mismas proporciones en cada una las fases.
La conexión más empleada es la Yd0, aunque también
está presente Yd11. Sin importar la forma de
conexión de los devanados entre sí siempre se puede
obtener un desfasamiento de 30 grados entre las
fuerzas electromotrices del primario y secundario. Fig
22 Figura [23], Conexión D/y

9. El desequilibro de cargas secundarias es neutralizado
magnéticamente en las tres fases sin crear una
sobreexcitación por la circulación de corriente.
La red secundaria recibe protección gracias a la
puesta a tierra del neutro.
En el triangulo primario se establece el tercer
armónico de corriente magnetizante, evitando el
tercer armónico de tensión interna, sin afectar a la red
secundaria.
Como podemos observar en la figura x las conexiones
Figura [24], Conexión Y/z
posibles son:
Como se puede observar en la figura 39 la fuerza
- Desfase de 30 grados(Yd1)
electromotriz entre el neutro n y el terminal a se
- Desfase de 150 grados (Yd5)
componen de la suma no aritmética de y , como
- Desfase de -30 grados (Yd11)
resultado se obtiene un aumento de espiras en los
- Desfase de -150 grados (Yd7)
devanados igual a 1.155. Un desequilibrio en las
cargas no produce mayor variación en las tensiones
De los grupos de conexión antes mencionada los más
que las generadas internamente.
empleados son Yd5 y Td11.
Los terceros armónicos de corriente no se encuentran
Las relaciones de transformación son:
presentes en esta conexión.
El devanado secundario ofrece cuatro posibilidades
VFP / VFS = m ec[15]
distintas de conexión, dos de ellas se generan en el
VLP / VLS = VFP / (3 * VFS) ec[16] neutro y otras dos en el que se relacionan con el orden
sucesivo de interconexión secundaria entre las dos
VLP / VLS = m /3 ec[17] mitades de cada fase, dado como resultado las
siguientes conexiones:
Aplicación - Desfase de 30 (Yz1)
- Desfase de 150(Yz5)
Su principal aplicación es la de elevadora para las
líneas de transporte. - Desfase de -30(Yz11)
- Desfase de -150(Yz7)
Conexión estrella – zigzag.- La presente conexión
genera que la corriente que circula por cada Las conexiones de mayor aplicación son Yz5 y Yz11.
conductor activo del secundario afecte de manera
simultánea a dos fases primarias por las que han de En esta conexión se consideran las siguientes
pasar corrientes que se compensarán mutuamente con relaciones de transformación:
las del secundario. Esto se llevará a cabo dividiendo
los devanados secundarios en dos mitades, VFP / VFS = m ec[18]
conectándose en serie mitades de dos fases
consecutivas, uniéndolas por los terminales
VLP / VLS = 3 VFP / (3 3 VFS/2) ec[19]
homólogos. Fig 24. VLP / VLS = 2 m /3 ec[20]
Aplicación
El campo de aplicación de estas conexiones se
reduce en transformadores reductores de distribución
con una potencia de 400KVA.

10. V. CONCLUSIONES
Los transformadores trifásicos son maquinas
eléctricas de gran utilidad dentro de la industria, así
como también en la distribución de energía.
Su clasificación se basa esencialmente en la utilidad
que se le dé a los mismos, teniendo de esta manera
una amplia gama de transformadores a disposición de
los usuarios los cuales deberán tener en cuenta varios
factores a la hora de su elección.
Lo que más se tiene presente al momento de la
adquisición de uno de estos transformadores es sin
duda el factor económico, así como también su
rendimiento.
De las formas más sencillas del transformador
trifásico sin duda la mas económica es el que esté
constituido por un solo transformador pues además
resulta mucho más pequeño y liviano; sin embargo al
trabajar con un banco de transformadores se puede
tener la opción, de que uno de ellos puede usarse
como reemplazo del otro.
La designación del tipo de conexión a realizarse en
una instalación se la debe realizar basa en el estudio
del la magnitud de las tensiones a manejarse, ya que
este es un factor variante en cada en cada una de las
conexiones presentadas en el presente ensayo y cada
una conlleva una eficiencia diferente dependiendo de
la aplicación.
VI. BIBLIOGRAFÍA Y PÁGINAS WEB
 Teoría, cálculo y construcción de
transformadores, Juan Corrales Martín, 5ta
edición, Editorial Labor, SA. Barcelona
 Máquinas Eléctrica, Stephen J Chapman, 4ta
Edición, Mcgraw Hill Interamericana
Editores, SA De CV.
 http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador
 http://www.unicrom.com/tut_adaptacion-
impedancia-transformador.asp
 http://www.monografias.com/trabajos36/maq
uinas-electricas/maquinas-electricas.shtml

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