MÁQUINAS ELÉCTRICAS

APLICACIONES DE CONEXIONES TRIFASICAS, VENTAJAS Y

DESVENTAJAS

ERICK PAUL MERA OTOYA

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE

INGENIERÍA MECATRÓNICA

LATACUNGA

2013

TEMA: Aplicaciones de conexiones trifásicas, ventajas y desventajas.

I. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GENERAL:

Consultar las aplicaciones de los diferentes tipos de conexiones trifásicas.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Exponer como se realiza una conexión en zigzag y sus aplicaciones.

Enunciar las conexiones de más de tres fases y sus aplicaciones.

Establecer las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de conexión trifásica.

II. CONTENIDO

CONEXIÓN EN ZIGZAG

Esta se realiza para evitar el inconveniente de cargas desequilibradas, se conecta la bobina

secundaria en zigzag. Esta conexión consiste en hacer que la corriente que circula por cada

conductor del secundario afecte a dos fases primarias, de esta manera se compensan

mutuamente las corrientes.

Las más utilizadas son las conexiones Yz5 y Yz11 con ángulos de desfase de 150 y -30

respectivamente.

Cabe recalcar que para este tipo de conexiones es necesario que cada fase tenga dos

secundarios iguales o bien tener dos transformadores trifásicos iguales.

FIGURA 1 CONEXIÓN EN ZIGZAG

APLICACIONES

Este tipo de conexión se emplea para transformadores reductores de distribución de

potencia hasta 400 KVA; para mayores potencias resulta más favorable una

conexión triangulo – estrella, ya que el costo de una conexión en zigzag es elevado.

Como ya mencionamos anteriormente también son utilizadas para equilibrar

cargas, es decir tiene mayor acogida en lugares donde se necesita corriente

continua.

Es también utilizada en rectificadores de alta capacidad, ya que esta aumenta el

factor de utilización del transformador

VENTAJAS

Nos permite equilibrar la carga, es decir, eliminar la circulación de corriente por el

neutro.

Cancelación total de la tercera armónica.

Aumenta el factor de utilización del transformador, es decir, hay mejor

aprovechamiento de los devanados.

DESVENTAJAS

Costo relativamente elevado.

Complejidad de la conexión.

Solo puede ser utilizado para cargar menores a los 400 KVA.

CONEXIÓN ESTRELLA -ESTRELLA

FIGURA 2 CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA

APLICACIONES

Se utilizan mayormente como unidades de núcleo trifásico para suministrar una potencia

relativamente pequeña.

Apropiada para la distribución de fuerza, esta conexión es completamente apropiada desde

el punto de vista de funcionamiento.

VENTAJAS

Disminuye la tensión por fase del transformador.

Conexión más económica para transformadores de alta tensión de poca potencia.

Es una conexión sencilla.

Posee una gran capacidad electrostática entre espiras debido al gran tamaño de sus

conductores.

Si una fase en cualquier bobinado funciona defectuosamente, las dos fases restantes pueden

funcionar aunque solo podría soportar el 58% de su carga nominal.

DESVENTAJAS

Presenta inconvenientes cuando las cargas no están equilibradas, ya que los voltajes de fase

pueden llegar a desequilibrarse severamente.

Los neutros negativos son muy inestables, a menos que posean una conexión a tierra.

Las unidades trifásicas no pueden ser conectadas en paralelo, a menos que se invierta su

polaridad.

CONEXIÓN TRIANGULO -TRIANGULO

FIGURA 3 CONEXIÓN TRIANGULO - TRIANGULO

APLICACIONES

Se utiliza mucho en autotransformadores, cuando se quiere recuperar la caída de tensión

por la longitud de los alimentadores.

VENTAJAS

No tiene problemas con cargas desequilibradas o armónicos.

No tiene desplazamiento de fase.

Puede funcionar con dos transformadores como banco trifásico.

Los desequilibrios generados por las cargasen secundario se reparten entre las fases del

primario, evitando el desequilibrio de flujos magnéticos.

DESVENTAJAS

Cuando las cargas están desequilibradas los voltajes en fase pueden desequilibrarse

severamente.

Los voltajes de terceros armónicos pueden ser muy grandes.

No dispone de salida de neutro, lo cual disminuye su campo de aplicación.

Cuando opera con altas tensiones de línea, los costos de diseño de las bobinas son mayores.

CONEXIÓN TRIANGULO - ESTRELLA

FIGURA 4 CONEXIÓN TRIANGULO - ESTRELLA

APLICACIONES

El principal campo de aplicación tiene efecto en transformadores reductores de tensión

para alimentar convertidores sincrónicos trifásicos.

Es utilizado también para proporcionar en el lado de la estrella interconectad, un neutro

para la distribución de corriente continua.

VENTAJAS

Las tensiones del tercer armónico quedan eliminadas por la circulación de las corrientes

del tercer armónico en el bobinado primario triangulo.

El neutro del secundario puede ser conectado a tierra, o puede ser utilizado para

distribución de corriente continua.

Se puede obtener una distribución desequilibrada de cuatro cables, y las tensiones de

desequilibrio son relativamente pequeña.

DESVENTAJAS

No se dispone de neutro para la toma en el primario.

Una avería en una fase impide el funcionamiento de la unidad trifásica.

Debido al desplazamiento de la fase entre las mitades de los enrollamientos que están

conectados en serie para formar cada fase, los enrollamientos requieren un 15.5% más de

cobre.

CONEXIÓN ESTRELLA - TRIANGULO

FIGURA 5 CONEXIÓN ESTRELLA - TRIANGULO

APLICACIONES

La aplicación principal de esta conexión tiene efecto en los transformadores reductores

para alimentar una carga equilibrada trifásica, por ejemplo, motores.

VENTAJAS

El neutro del primario se pude conectar con la tierra.

El neutro del primario se mantiene estable por el secundario en triangulo.

Es la conexión más conveniente para los transformadores reductores de tensión, debido a

las características inherentes de los enrollamientos en estrella para latas tensiones.

DESVENTAJAS

No se puede disponer de un neutro en el secundario para conectar con la tierra o para una

distribución de cuatro cables.

Un defecto en una fase hace que no pueda funcionar la batería o unidad trifásica hasta que

la repare.

SISTEMAS POLIFASICOS PARA APLICACIONES ESPECIALES

APLICACIONES

Transformador para alimentación de variadores de velocidad.- Suministro de diferentes

transformadores convertidores para 6 o 12 pulsos.

- Ciclo convertidores.

- Convertidores en cascada

- Rectificadores de diodos y tiristores

Transformadores duales o acople de 6 a 12 pulsos.- Transformadores diseñados para

permitir el acople de sistemas trifásicos a hexafásicos o para permitir la actualización del

convertidor de 6 pulsos a 12 pulsos.

-Transformadores de salida.

-Transformadores para elevación de voltaje desde el variador al motor.

-Transformadores de entrada.

Transformadores para alimentación de cicloconvertidor.- Los cicloconvertidores son

utilizados para variadores de motores sincrónicos de alta potencia y baja velocidad tales

como:

- Variadores de velocidad para molinos

- Variadores de túnel de viento.

- Variadores para grúas en minería.

Las partes principales del suministro de un variador cicloconvertidor son el transformador,

el cicloconvertidor, interruptor de circuito de alta velocidad y el motor sincrónico. Los

siguientes tipos de transformadores son los más comúnmente utilizados:

- Transformadores de 2 bobinas.

- Transformadores de 3 bobinas.

- Transformadores de 4 bobinas.

Transformadores de salida para convertidores.-Los convertidores están disponibles

solamente para un rango limitado de voltajes de motores estándar, el máximo es 4 kV. Un

diseño especial de transformador puede ser usado para transformar el voltaje de salida del

convertidor con el objeto de alcanzar cualquier voltaje del motor. Normalmente la salida

de bajo voltaje del convertidor es elevado para alimentar un motor de alto voltaje.

APLICACIONES TIPICAS

Las aplicaciones típicas más comunes son para bombeo de petróleo con bombas

sumergibles, variadores de molinos y equipos similares, disponibles únicamente en

aplicaciones para motores de alto voltaje. Las aplicaciones típicas para transformadores de

salida son:

-El motor no tiene un voltaje para un convertidor estándar.

-La distancia entre el convertidor y el motor es larga y un motor de alto voltaje es

usado para reducir los costos de cableado, o donde un cable de bajo voltaje no sería

posible debido a las pérdidas y las caídas de voltaje.

-El costo de un convertidor de alto voltaje es demasiado alto comparado con un

convertidor de bajo voltaje y un transformador de salida.

-Múltiple taps son requeridos para acoplar el variador a los diferentes voltajes del

motor o a las diferentes longitudes del cable.

III. CONCLUSIONES

Todas las conexiones que se realizan en los transformadores son importantes.

Cada conexión tiene sus ventajas, desventajas y aplicaciones.

Pudimos notar que hay algunas conexiones que se realizan solo con dos transformadores

monofásicos lo cual en ciertos casos es favorable y produce algunas ventajas, las cuales

hay q saberlas utilizar dela mejor manera para poder obtener un óptimo trabajo.

Se logró identificar cuáles son los sistemas de conexión de un transformador trifásico.

Los sistemas polifásicos no solo pueden ser de tres fases.

Los sistemas hexafásicos y dodecafasicos son especialmente utilizados en la industria y en

sistemas de rectificación.

IV. RECOMENDACIONES

Debemos analizar ventajas y desventajas de cada conexión para en el momento de elegir

saber cuál sería la más adecuada.

Al momento de realizar las conexiones se debe tener muy en cuenta la polaridad de los

transformadores para asegurar una buena conexión.

Realizar el mantenimiento respectivo a cada transformador para evitar la avería delos

mismos.

Leer cuidadosamente las instrucciones antes de iniciar cualquier tipo de inspección o

mantenimiento a un transformador de distribución, el no hacerlo puede causarle

quemaduras o la muerte al operario

V. REFERENCIAS

Contreras, C. (2009). Tipos de aplicaciones y conexiones de transformadores

trifásicos. Chile. Monografias.com. Recuperado de:

http://www.monografias.com/trabajos78/tipos-aplicaciones-conexiones-

transformadores-trifasicos/tipos-aplicaciones-conexiones-transformadores-

trifasicos2.shtml

Suarez, C. (2013). Tipos de conexiones de transformadores trifásicos. Colombia.

Youblisher.com. Recuperado de: file:///E:/Descargas/youblisher.com-593536-

conexiones_de_transformadores_trifasicos_ventajas_y_desventajas.pdf

Ríos, K. (2012). Transformadores Trifasicos. Barcelona. Slideshare. Recuperado

de: http://www.slideshare.net/mCKahoz/ tranformadores-trifasicos2.shtml

Castillo, D. (2014). Transformadores para aplicaciones especiales. Mexico.

Itescam. Recuperado de:

http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r62617.PDF