Este documento describe los diferentes tipos de transformadores trifásicos, incluyendo su construcción, conexiones y usos. 1) Los transformadores trifásicos se pueden construir con tres transformadores monofásicos o con un solo núcleo que aloja los tres devanados. 2) Los devanados pueden estar conectados en configuraciones delta-delta, estrella-delta, o estrella-estrella. 3) Los transformadores trifásicos se utilizan para la transmisión de energía, distribución y aplicaciones industriales.

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NANOTECNOLOGIA Y LA ELECTRONICA
Christian Espejo Quezada.
Universidad Politécnica Salesiana
Cuenca, Ecuador
cespejo@est.ups.edu.ec
de salida o de entrada no dependerá solo de la
relación de los devanados sino también de la
Resumen—Los transformadores trifásicos son manera en que estos estén conectados.
maquinas de gran utilidad en la transmisión de
energía eléctrica, pero también para otros fines
como la obtención de un valor de tensión para
alimentar una fabrica o planta industrial, en
este trabajo se explica la construcción, tipos .
Conexiones de estos transformadores.
1. INTRODUCCIÓN[1]
Los transformadores trifásicos son unas de las
maquinas mas usadas al igual que los motores, los
transformadores puede ser de gran ayuda en la
transmisión de energía eléctrica de centrales
eléctricas a subestaciones y luego a la red
eléctrica que encontramos en nuestras ciudades.
Figura1. Banco de transformadores monofásicos YNyn0.
Esta Maquina requiere un complejo estudio para
El banco de transformadores monofásicos es una
saber su construcción y su funcionamiento, es por
de las formas de construir u transformador
esto que se ha desarrolladlo este trabajo para
trifásico, pero en la mayoría de los casos resulta
enfocar de manera rápida lo que es un
mucho mas costoso es por esto que la forma mas
transformador trifásico.
común de construcción es un transformador con un
mismo núcleo en el cual se alojan los bobinados
para que sea un transformador trifásico.
2. FORMAS CONSTRUCTIVAS
Se puede construir un transformador trifásico
mediante tres transformadores monofásicos, hay Figura2. Transformador trifásico de 3 columnas.
que tener en cuenta que los voltajes y las
corrientes que se utilizan deberían ser las de fase
del primario y del secundario. La potencia de fase 2.1. POR SU NÚCLEO.
es la tercera parte de la total.
2.1.1. TIPO NÚCLEO.
Los devanados primarios y secundarios, pueden
ser conectados de distintas El tipo núcleo tiene tres columnas ubicadas
maneras,(combinaciones de estrella, triangulo y paralelamente, unidas en sus partes inferior y
zig--zag). superior por medio de láminas de metaldispuestas
de forma horizontal como se ve en la figura.
Depende del tipo de conexión, se tendrá distintas
características técnicas, es por esto que la tensión

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2.2. POR SUS DEVANADOS
La forma de los devanados dependen en gran
parte del nivel de voltaje que estos van a manejar,
es por esto que se los puede clasificar en
bobinados de baja y alta tensión
Figura 3. Transformador trifásico de tipo núcleo. 2.2.1. DEVANADOS DE ALTA TENSIÓN.
Sobre cada columna se devana el conductor Los transformadores de alta tensión son usados
primario y secundario de la fase correspondiente. especialmente en líneas de distribución en el cual
Existe un desequilibrio debido a las corrientes ingresa 22000V al primario y se obtiene 220V al
magnetizantes de las tres fases que son distintas secundario, donde se puede prestar atención una
entre sí, dado a que el circuito magnético de la gran contradicción de tensiones razón por la cual
columna central es corto que las columnas los criterios de diseño son diferentes a los usados
laterales. Este desequilibrio tiene influencia en los transformadores de baja tensión.
solamente para las condiciones de operación en
vacío. Estos tienen muchas más espiras que los
devanados de baja tensión. Son compuesto de dos
2.1.2. TIPO ACORAZADO. maneras: la primera se conoce como tipo bobina y
está formado de varias capas de cable, estas
Sobre cada columna se devana el conductor bobinas tienen forma discoidal y se conectan en
primario y secundario de la fase correspondiente. serie para obtener el total de espiras de una fase;
Existe un desequilibrio debido a las corrientes la segunda forma de construcción es la de capas,
magnetizantes de las tres fases que son distintas que es una sola bobina con varias capas
entre sí, dado a que el circuito magnético de la
columna central es corto que las columnas 2.2.2. DEVANADOS DE BAJA TENSIÓN.
laterales. Este desequilibrio tiene influencia
solamente para las condiciones de operación en Son aquellos que trabajan en baja tensión están
vacío. constituidos de dos o tres capas sobrepuestas de
Sobre cada columna se devana el conductor espiras, estas espiras están encerradas entre sí
primario y secundario de la fase correspondiente. por papel o más habitualmente se usan cables
Existe un desequilibrio debido a las corrientes esmaltados.
magnetizantes de las tres fases que son distintas
entre sí, dado a que el circuito magnético de la 2.3. DISPOSICIÓN DE LOS DEVANADOS.
columna central es corto que las columnas
laterales. Este desequilibrio tiene influencia En el transformador los devanados deben estar
solamente para las condiciones de operación en colocados de manera que se encuentren bien
vacío. aislados y que eviten en todo lo posible la difusión
del flujo. Esto se logra de mejor manera cuando
existe un buen alejamiento entre las espiras de la
bobina y ubicando al primario lo más cerca posible
del secundario. Para alcanzar estos requerimientos
tenemos estos tres tipos de disposición de
devanados:
2.3.1. DEVANADO CONCÉNTRICO SIMPLE.
Donde cada uno de los devanados está distribuido
a lo largo de toda la columna del núcleo, el
devanado de tensión más baja se encuentra en la
parte interna, más cerca del núcleo y aislado de
este, mientras que el de tensión más elevada,
Figura 4. Transformador trifásico tipo acorazado. sobrepuesto a este pero debidamente aislados.

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2.3.2. DEVANADO ALTERNADO.
En este tipo cada uno de los dos devanados está
subdividido en cierto número de bobinas que están
dispuestas en las columnas en forma alternada.
2.3.3. DEVANADO CONCÉNTRICO DOBLE.
Es aquel que se consigue cuando el devanado de
menor tensión se divide en dos mitades dispuestas
correspondientemente al interior y al exterior uno
de otro. Esta configuración de devanado tiene la
ventaja de que el valor de la reactancia de
dispersión es la mitad del valor de la reactancia de
dispersión que produce el concéntrico simple, Figura 6. Transformador de potencia.
mientras que el tipo alternado, en cambio, permite
variar tales reactancias, repartiendo en forma
distinta las posiciones de las bobinas de los dos
devanados. 3.2. TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN.
Se les denomina así a los transformadores de
potencia igual o inferior a 500 kVA y de tensiones
iguales o inferiores a 67 kV, tanto monofásicos
como trifásicos. Aunque la mayoría de estas
unidades están proyectadas para montaje sobre
postes.
Se fabrican en potencias normalizadasdesde 25
hasta 1000 kVA y tensionesprimarias de 13.2, 15,
25, 33 y 35 kV. Se proveen en frecuencias de 50-
60 Hz. La variación de tensión, se realizamediante
un conmutador exterior deaccionamiento sin carga.
Figura 5. Devanado trifásico.
3. TIPOS DE TRANSFORMADORES
TRIFÁSICOS.
Existen diversos tipos de transformadores
trifásicos que son utilizados en distintas áreas a
continuación veremos algunos de estos
transformadores.
3.1. TRANSFORMADOR DE POTENCIA.
Se utiliza para transmisión de energía eléctrica en Figura 7. Transformador de distribución.
alta y media tensión. Se las encuentra en
Subestaciones, Centrales de generación eléctrica,
etc. 3.3. TRANSFORMADORES HERMÉTICOS DE
Se construyen en potencias normalizadas desde LLENADO INTEGRAL.
1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y
132 kV. y frecuencias de 50 y 60 Hz. Se utilizan en intemperie o interior paradistribución
de energía eléctrica en mediatensión, siendo muy
útiles en lugares dondelos espacios son reducidos.
Son deaplicación en zonas urbanas, industrias,

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minería, explotaciones petroleras, grandescentros
comerciales y toda actividad querequiera la
utilización intensiva de energíaeléctrica.
Su principal característica es que al no
llevartanque de expansión de aceite no
necesitamantenimiento, siendo esta
construcciónmás compacta que la tradicional.
Sefabrican en potencias normalizadas desde100
hasta 1000 kVA, tensiones primarias de13.2, 15,
25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50y 60 Hz
Figura 10. Transformador subterráneo
4. SISTEMA EN POR UNIDAD.
Las líneas de transmisión de energía eléctrica
se operan a niveles de kilovoltios (kV), esta es
Figura 8. Transformador de llenado integral la unidad más conveniente para expresar estas
tensiones. Debido a que se transmite una gran
cantidad de potencia (kW o MW).
Es por esta razón que estos valores se los
expresa frecuentemente en por ciento o en por
3.4. TRANSFORMADORES RURALES.
unidad de un valor base o valor de referencia.
Están diseñados para instalación mono poste en
redes de electrificaciónsuburbanas monofásicas,
bifásicas y trifásicas, de 7.6, 13.2 y 15 kV.En redes 4.1. CAMBIO DE BASE.
trifásicas se pueden utilizar transformadores
trifásicos o comoalternativa 3 monofásicos. Por lo general los fabricantes expresan las
impedancias de transformadores y de otras
máquinas eléctricas en por unidad o en
porcentaje, tomando como base el voltaje
nominal y la potencia aparente nominal de la
máquina.
Como en los problemas aparecen involucrados
diferentes aparatos con distintas cantidades
nominales, es necesario expresar las
impedancias en tanto por unidad, respecto a
otra base.
4.2. VENTAJAS DEL SISTEMA EN TANTO POR
Figura 9. Transformador rural
UNIDAD.
3.5. TRANSFORMADORES SUBTERRÁNEOS. Los valores en por unidad, base propia,
característicos de máquinas similares,
Transformador de construcción adecuada para ser aunque de tamaños muy diferentes, varían
instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo muy poco.
ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión
de cualquier naturaleza. En los transformadores, la impedancia
Potencia: 150 a 2000KVA equivalente en por unidad es
Alta Tensión: 15 o 24,2KV independiente del lado a que está referida.
Baja Tensión:
216,5/125;220/127;380/220;400/231V En los cálculos se manejan cantidades que
están en un margen estrecho alrededor de

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la unidad (condiciones normales), lo que 6.3. CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA.
permite comprobar los valores por
inspección. Las corrientes en los devanados en estrella son
iguales a las corrientes en la línea. Si las
tensiones entre línea y neutro están
5. TAPS. equilibradas y son sinuosidades, el valor eficaz
de las tensiones respecto al neutro es igual al
Los "taps" no son mas que derivaciones de producto de 1/ 3 por el valor eficaz de las
alguno de los bobinados del transformador, a tensiones entre línea y línea y existe un desfase
veces para cambiar el voltaje de entrada, o de 30º entre las tensiones de línea a línea y de
para escoger distintos voltajes de salida en el línea a neutro más próxima. Las tensiones
secundario, o para variar la impedancia de entre línea y línea de los primarios y
carga en caso de un transformador de audio. secundarios correspondientes en un banco
estrella-estrella, están casi en concordancia de
fase. Por tanto, la conexión en estrella será
particularmente adecuada para devanados de
6. GRUPOS DE CONEXIÓN. alta tensión, en los que el aislamiento es el
problema principal, ya que para una tensión de
6.1. CONEXIÓN DELTA-DELTA. línea determinada las tensiones de fase de la
estrella sólo serían iguales al producto 1/ 3 por
las tensiones en el triángulo.
Se utiliza esta conexión cuando se desean
mínimas interferencias en el sistema. Además, si
se tiene cargas desequilibradas, se compensa
dicho equilibrio, ya que las corrientes de la carga
se distribuyen uniformemente en cada uno de los
devanados.
Figura 13. Conexión estrella-estrella.
6.4. CONEXIÓN DELTA-ESTRELLA.
Figura 11. Conexión delta-delta.
La conexión delta-estrella, de las más
empleadas, se utiliza en los sistemas de
6.2. CONEXIÓN ESTRELLA-DELTA. potencia para elevar voltajes de generación o
de transmisión, en los sistemas de distribución
La conexión estrella-delta es contraria a la (a 4 hilos) para alimentación de fuerza y
conexión delta-estrella; por ejemplo en sistema de alumbrado.
potencia, la conexión delta-estrella se emplea para
elevar voltajes y la conexión estrella-delta para
reducirlos. En ambos casos, los devanados
conectados en estrella se conectan al circuito de
más alto voltaje, fundamentalmente por razones de
aislamiento.
Figura 14. Conexión delta-estrella.
Figura 12. Conexión estrella-delta.

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6.5. TABLA DE CONEXIONES. Pueden estar conectados en estrella o en triángulo
aunque lo más común es la conexión estrella.
Los autotransformadores trifásicos se empleen
fundamentalmente para el arranque de motores
asincrónicos trifásicos. El objeto del
autotransformador es brindar al motor una tensión
reducida para el arranque, luego de esta operación
queda fuera de servicio. El hecho de que exista
vínculo eléctrico entre primario y secundario no
interesa en este caso ya que el motor normalmente
está conectado a la tensión primaria.
En un auto transformador si el devanado primario
se conecta en estrella el devanado secundario
también se conectara en estrella, de igual manera
si se conecta en triangulo.
8. BIBLIOGRAFIA
Páginas web:
[1]Transformadores trifásicos, disponible en:
http://www.monografias.com/trabajos93/de-
transformadores-trifasicos/de-transformadores-
trifasicos.shtml
[2]Transformadores trifásicos: disponible en:
http://www.monografias.com/trabajos82/transforma
dores-trifasicos-corriente/transformadores-
trifasicos-corriente2.shtml
[3]El transformador trifásico, disponible en:
Figura 15. Tabla de conexiones. http://www.tuveras.com/eltrafotrifasico/eltrafotrifasi
co.htm
7. AUTOTRANSFORMADORES TRIFÁSICOS.
El autotransformador trifásico está constituido por
un núcleo de tres columnas iguales donde cada
una de ellas posee un solo arrollamiento con una
derivación intermedia.
Figura 16. Transformador trifásico.

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