Cualquier transformador trifásico moderno es un dispositivo eléctrico especial que proporciona al consumidor el tipo y la calidad de electricidad requeridos. Como cualquier convertidor de transformador, contiene devanados primario y secundario, de los cuales hay tres pares. En las subestaciones de alta tensión, gracias a este dispositivo, es posible obtener una tensión de la magnitud requerida y luego transmitirla a lo largo de una línea con un neutro sin conexión a tierra.
Objeto y tipos
El transformador de potencia trifásico de estación clásica se utiliza para convertir la energía de alto voltaje en una forma amigable para el consumidor. Se suministra un alto voltaje (6.3-10 kilovoltios) a sus devanados primarios y se obtienen 220 voltios, más convenientes para su uso en la vida diaria, en la salida. Este valor se mide entre las fases y el conductor neutro del transformador, llamado neutro. Se acostumbra denotarlo como voltaje de fase, en contraste con los 380 voltios lineales, medidos entre cada una de las fases.
Los transformadores reductores trifásicos de esta clase proporcionan la transmisión de corriente desde la subestación local a través de un cable subterráneo o una línea eléctrica directamente al usuario final. Para estos fines, se utiliza un cable especial de 4 núcleos en un núcleo blindado o un cable de aire de la marca SIP. A través de ellos, la energía eléctrica se entrega directamente a su propósito previsto: a los dispositivos de distribución de entrada de los territorios y objetos atendidos.
Según su finalidad funcional, los transformadores trifásicos se dividen en las siguientes clases:
- dispositivos lineales (estación);
- Unidades de conversión especiales.
De particular interés son los transformadores de aislamiento trifásicos utilizados para desacoplar circuitos eléctricos y circuitos de potencia.
Los dispositivos especiales se dividen en los siguientes tipos:
- Prueba de transformadores. Es habitual referirse a ellos como sistemas autotransformadores trifásicos.
- Dispositivos utilizados para alimentar equipos especiales: unidades de soldadura, en particular.
- Equilibrado de unidades transformadoras.
Los dos primeros tipos se utilizan con fines de investigación. Los transformadores equilibradores trifásicos se utilizan para eliminar el desequilibrio de fase que se produce en las redes eléctricas debido a la distribución desigual de las cargas.
En ingeniería eléctrica, también hay opciones para transformadores bifásicos, que se utilizan a menudo en circuitos electrónicos y dispositivos de automatización. Están diseñados para que los dos voltajes de salida se desplacen entre sí en 90 grados eléctricos. Muy a menudo, estas soluciones eléctricas se utilizan en equipos de soldadura.
Dispositivo transformador
Por su diseño, los transformadores trifásicos son una estructura prefabricada que consta de las siguientes unidades:
- base hecha en forma de un marco de plástico duradero;
- circuito magnético colocado en secciones del marco;
- conjunto de bobinas primarias y secundarias con bobinados de alambre;
- panel de distribución (soldadura) con bloques de terminales;
- Se requiere un sistema de enfriamiento para eliminar el calor del área de trabajo.
Cada una de las versiones conocidas de dichos dispositivos, de una forma u otra, contiene todos los nodos designados. Al mismo tiempo, difieren en el método de conexión de los devanados, así como en el tipo de circuito magnético utilizado en ellos.Las características de diseño de los modelos individuales se reflejan en sus características de rendimiento, en particular, la magnitud de las pérdidas en el circuito magnético y la eficiencia.
Una excepción es el panel para desoldar los devanados del transformador, gracias al cual es posible combinar grupos de conexiones para obtener la configuración deseada.
Métodos de conexión de bobinado
La principal diferencia entre varios circuitos de transformadores son las configuraciones utilizadas al encenderlos (métodos para conectar los devanados). Al organizar la fuente de alimentación centralizada, tradicionalmente se utilizan dos esquemas clásicos, llamados "triángulo" y "estrella". La primera opción implica la conexión secuencial de los devanados de fase primaria y secundaria: el extremo de una bobina se conecta al comienzo de la siguiente).
Cuando se usa el esquema de "estrella", el comienzo de todos los conductores de fase de los devanados primario y secundario se combinan en un punto, llamado neutro, y sus extremos están conectados a una línea de carga de 3 cables. En este caso, se requiere un cable de cuatro núcleos para transmitir electricidad. Cuando se conecta a la línea de los devanados secundarios del transformador, conectados en un "triángulo", solo se utilizan tres núcleos. Existe otra opción para su inclusión, que se denomina "estrella interconectada". Sin embargo, debido a la rareza de su uso, no se considera.
Opciones de configuración
Al organizar los sistemas de suministro de energía, son posibles varias combinaciones de conmutación en los devanados primario y secundario de un transformador trifásico. El conjunto de acciones de conmutación realizadas en este caso:
- El devanado primario está diseñado como una "estrella" y el secundario, en forma de "triángulo".
- El segundo enfoque utiliza el orden inverso de inclusión.
- En el tercer caso, se utiliza la combinación ya considerada del tipo "estrella" - "estrella" o la variante con dos triángulos (otro nombre es delta-delta).
Para tener en cuenta todos los métodos de conmutación de los devanados primario y secundario y el cálculo posterior de los parámetros del transformador en ingeniería eléctrica, se utilizan tablas de identificación especiales. Proporcionan posibles combinaciones y combinaciones para utilizar si se quiere conectar un transformador en la línea y sacarle el máximo partido. La eficiencia de todo el sistema de alimentación depende de la correcta elección de esta combinación en cada caso específico.
Coneccion paralela
La conexión en paralelo de los mismos devanados secundarios le permite aumentar la potencia (corriente) en la salida del dispositivo. De esta manera, es posible aumentar la eficiencia y la capacidad de carga de la línea servida.
Al utilizar este enfoque, deberá tener en cuenta un detalle importante relacionado con el orden de conexión de los devanados secundarios. Para obtener los resultados esperados, los devanados deben estar conmutados en fase, lo que significa la conexión del mismo tipo de extremos de las tres bobinas en un punto. Si se viola esta regla, la tensión en la salida de dos devanados no en fase conectados será cercana a cero (se aplica el principio de sustitución). Cuando se comete este error cuando se enciende el transformador, su potencia y eficiencia se reducen significativamente. Si una verificación secundaria revela que el voltaje no ha cambiado en comparación con un solo encendido, entonces las bobinas están en fase.
Un dispositivo convertidor, definido como un transformador trifásico de 220 a 380 voltios, se puede obtener aplicando un circuito especial con un aumento en la tensión de salida. Su característica es la presencia de un devanado primario y tres secundarios, conectados en una "estrella" o "triángulo".
