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III. EL TRANSFORMADOR TRIFÁSICO

Abstract

III.1. CONCEPTOS PREVIOS SOBRE CIRCUITOS TRIFÁSICOS SINUSOIDALES. Se supone que el estudiante domina el análisis y resolución del comportamiento de los circuitos trifásicos alimentados por fuentes sinusoidales perfectas en régimen permanentes a partir del curso de Sistemas Lineales. 1 Repasemos algunas conclusiones fundamentales de la teoría estudiada y confirmemos algunas definiciones. 2 • En los circuitos trifásicos se parte que las fuentes de tensión o de corriente constituyen siempre SISTEMAS SINUSOIDALES PERFECTOS esto es DIRECTOS Y EQUILIBRADOS, representados por tres fasores (1,2,3 o r,s,t o u,v,w o x,y,z) de IGUAL MÓDULO Y DESFAZADOS 120 GRADOS GIRANDO EN SENTIDO ANTIHORARIO a una velocidad 2πf. • La conexión entre un borne de una fuente trifásica y el correspondiente borne de una carga trifásica cualquiera se le llama LINEA. • La tensión entre dos bornes de un sistema trifásico (1-2; 2-3; 3-1) se le llama TENSIÓN DE LÍNEA y la vamos a representar por la letra U y tal que Uij es la tensión entre i y j. • La tensión entre un borne y el neutro (real o virtual) de un sistema trifásico se la llama TENSIÓN DE FASE y la vamos a representar con la letra V y tal que Vi es la tensión entre el borne i y el neutro del sistema. • Luego se tendrá j i ij V V U r r r − = • EQUIVALENCIA: Siempre se cumple que dado un circuito trifásico configurado en triángulo siempre existe un circuito trifásico en estrella equivalente y recíprocamente. Si las cargas constituyen un sistema equilibrado entonces se cumple que: Z ∆ =3.Z Y Si las tensiones constituyen un sistema perfecto entonces se cumple que V U. 3 = Si las corrientes constituyen un sistema perfecto entonces se cumple que ∆ = = I I I Línea Y

Key takeaways

  • c) Calcular en este caso el sistema trifásico de corrientes expresando el resultado en función de U, n y Z. Sol: Si U es el módulo de la tensión de línea de la fuente primaria, hacemos n= N1/N2 y cargamos con una impedancia trifásica Z supuesta en estrella se tiene: a) Sistema perfecto de tensiones de fase del lado secundario: V= U/n y sistema perfecto de tensiones de línea n U U s 3 = adelantado 30º respecto al sistema primario.
  • En lo que respecta a las impedancias las mismas están en triángulo por lo que puedo utilizar su equivalente estrella dividiendo su valor entre tres., mientras que al bobinado del transformador encuentro su equivalente al igual que en el caso ideal dividiendo por 3 En la práctica de resolución de circuitos con transformadores siempre se asume que el transformador es el equivalente estrella/estrella a fin de estudiar el mismo como un circuito monofásico sin alterar el valor de las impedancias de cortocicuito, de vacío, ni la relación de vueltas de cada fase.
  • Lo práctico de esta relación es que los transformadores comerciales presentan un estrecho rango de valores para la tensión porcentual de ensayo de c.c , en efecto, transformadores "chicos" (1 MVA o menos) tienen valores en el entorno del 5% mientras que transformadores "grandes" (100 MVA o más) tienen valores no superiores al 12 %, por tanto es sencillo estimar el valor del módulo de las impedancias de c.c de los transformadores en caso de no conocerse su valor.
  • Por lo tanto para el transformador del ejemplo la relación entre los módulos es la ya conocida pero se agrega que la tensión de línea secundaria "adelanta" su correspondiente tensión de línea primaria en 30º Si se consideran todas las conexiones posibles para un transformador trifásico: como se conecta n los bobinados (estrella o triángulo), donde están los "puntos" y como nombro los bornes se concluye que la tensión secundaria desfaza a su correspondiente primaria EN UN MÚLTIPLO DE 30º.
  • Del análisis del circuito equivalente monofásico se deduce que si los transformadores deben repartirse la carga proporcionalmente a sus potencias nominales, sus caídas de tensión en las impedancias de c.c., deberían ser iguales para transformadores de idéntica relación de transformación.