Devanado terciario del transformador | Transformador de tres devanados

Ultima edición el 21 septiembre, 2023

El devanado terciario del transformador, también conocido como transformador de tres devanados, es un tipo de transformador que cuenta con tres bobinados: uno en el primario y dos en el secundario. Este tipo de transformador se utiliza principalmente en aplicaciones de distribución eléctrica y en redes de transmisión de alta tensión.

El devanado terciario permite la conexión de tres circuitos eléctricos independientes, lo que lo convierte en una solución eficiente y versátil para la transmisión de energía eléctrica. Además, este tipo de transformador ofrece una mayor capacidad de carga y una mayor eficiencia energética en comparación con los transformadores convencionales de dos devanados.

En esta presentación, se profundizará en el funcionamiento y las aplicaciones del devanado terciario del transformador, así como en su diseño y construcción. También se analizarán las ventajas y desventajas de este tipo de transformador en comparación con otros dispositivos similares, y se presentarán algunos ejemplos de su uso en diferentes industrias y sectores.

Funcionamiento del transformador de tres devanados.

Un transformador de tres devanados es un tipo de transformador que tiene tres devanados en su estructura. Este tipo de transformador se utiliza para cambiar el voltaje de un circuito eléctrico. El devanado terciario es el tercer devanado de este tipo de transformador y es el encargado de regular el voltaje.

Devanado terciario del transformador

El devanado terciario es el devanado que tiene el menor número de vueltas y se encuentra ubicado entre los otros dos devanados. Este devanado se utiliza para regular el voltaje y es el encargado de mantener una relación constante entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida.

Para entender cómo funciona el devanado terciario, es importante conocer cómo funciona todo el transformador de tres devanados. La energía se transfiere de un devanado al otro mediante un campo magnético que se produce cuando se aplica un voltaje a uno de los devanados. La ley de Faraday establece que un cambio en el campo magnético produce una corriente eléctrica en el devanado cercano.

Transformador de tres devanados

El transformador de tres devanados tiene tres devanados que están conectados entre sí. Estos devanados están diseñados para que la energía se transfiera de un devanado a otro a través del campo magnético generado. El devanado primario es el encargado de recibir la energía eléctrica y es el devanado que se conecta a la fuente de energía.

El devanado secundario es el devanado que se conecta al circuito eléctrico que se desea alimentar. Este devanado tiene una cantidad diferente de vueltas que el devanado primario y es el responsable de cambiar el voltaje de entrada a un voltaje más bajo o más alto, según sea necesario.

Funcionamiento del transformador de tres devanados

El transformador de tres devanados funciona de la siguiente manera:

• La energía eléctrica se aplica al devanado primario.
• El campo magnético generado por el devanado primario induce una corriente eléctrica en el devanado secundario.
• El devanado secundario cambia el voltaje de entrada a un voltaje más bajo o más alto.
• El campo magnético generado por el devanado secundario induce una corriente eléctrica en el devanado terciario.
• El devanado terciario regula el voltaje para mantener una relación constante entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida.
• La energía eléctrica se transfiere del devanado secundario al circuito eléctrico que se desea alimentar.

Este devanado es el encargado de mantener una relación constante entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida. El transformador de tres devanados funciona mediante la transferencia de energía eléctrica de un devanado a otro a través de un campo magnético generado por la corriente eléctrica en el devanado primario.

Tipos de devanado terciario en un transformador.

El devanado terciario es una parte esencial de un transformador de tres devanados. Se encarga de conectar el transformador a una red trifásica y de proporcionar una tercera salida que puede ser monofásica o trifásica, dependiendo de la aplicación. Existen varios tipos de devanado terciario que se pueden utilizar en un transformador, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.

Devanado terciario cerrado

El devanado terciario cerrado es el tipo más común de devanado terciario. Consiste en una bobina que está conectada entre los dos devanados secundarios y que se usa para proporcionar una conexión trifásica equilibrada. Este tipo de devanado terciario es adecuado para aplicaciones de baja potencia y para cargas equilibradas. Sin embargo, es menos eficiente que otros tipos de devanado terciario y puede ser más difícil de diseñar y fabricar.

Devanado terciario de conexión abierta

El devanado terciario de conexión abierta se utiliza para proporcionar una salida monofásica desde un transformador de tres devanados. Consiste en una bobina que está conectada a uno de los devanados secundarios y que se usa para proporcionar una conexión monofásica desequilibrada. Este tipo de devanado terciario es adecuado para aplicaciones de baja potencia y para cargas desequilibradas. Sin embargo, puede ser menos eficiente que otros tipos de devanado terciario y puede requerir un diseño y fabricación más complejos.

Devanado terciario de zigzag

El devanado terciario de zigzag es un tipo de devanado terciario que se utiliza para proporcionar una conexión trifásica equilibrada. Consiste en una bobina que se conecta a los dos devanados secundarios y que se usa para proporcionar una conexión trifásica equilibrada. Este tipo de devanado terciario es adecuado para aplicaciones de alta potencia y para cargas equilibradas. Además, es más eficiente que otros tipos de devanado terciario y puede ser más fácil de diseñar y fabricar.

Devanado terciario de estrella abierta

El devanado terciario de estrella abierta se utiliza para proporcionar una salida monofásica desde un transformador de tres devanados. Consiste en una bobina que está conectada a uno de los devanados secundarios y que se usa para proporcionar una conexión monofásica desequilibrada. Este tipo de devanado terciario es adecuado para aplicaciones de alta potencia y para cargas desequilibradas. Además, es más eficiente que otros tipos de devanado terciario y puede ser más fácil de diseñar y fabricar.

Es importante seleccionar el tipo adecuado de devanado terciario en función de la aplicación y de las necesidades específicas del transformador.

Características del devanado terciario en un transformador.

Devanado terciario del transformador | Transformador de tres devanados

En los transformadores de tres devanados, el devanado terciario es un componente clave que permite la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario. Este devanado adicional es utilizado para proporcionar un enlace entre los dos devanados principales y es de gran importancia en la distribución de energía eléctrica.

¿Qué es el devanado terciario?

El devanado terciario es un devanado adicional en un transformador de tres devanados. Se utiliza para proporcionar una conexión entre los devanados primario y secundario. Este devanado también se utiliza para proporcionar una conexión a tierra para el transformador, lo que lo hace más seguro y confiable.

Características del devanado terciario

El devanado terciario tiene varias características importantes que lo hacen esencial para el funcionamiento adecuado del transformador. Algunas de estas características son:

1. Conexión a tierra: El devanado terciario se utiliza comúnmente para proporcionar una conexión a tierra para el transformador. Esto ayuda a proteger el equipo y a garantizar un suministro de energía seguro y confiable.

2. Aislamiento: El devanado terciario también está aislado de los otros devanados para evitar cortocircuitos y otros problemas de seguridad. Esto también ayuda a garantizar que el transformador funcione de manera eficiente y confiable.

3. Proporción de transformación: El devanado terciario tiene una proporción de transformación única que permite la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario. Esto permite que el transformador funcione de manera eficiente y confiable.

4. Capacidad: La capacidad del devanado terciario es un factor clave en la capacidad total del transformador. La capacidad del devanado terciario debe ser lo suficientemente grande como para manejar la carga eléctrica que se espera de él.

Ejemplos de uso del devanado terciario

El devanado terciario se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo:

– Transformadores de potencia: Los transformadores de potencia utilizan devanados terciarios para proporcionar una conexión a tierra y para permitir la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario.

– Transformadores de distribución: Los transformadores de distribución utilizan devanados terciarios para proporcionar una conexión a tierra y para permitir la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario.

– Transformadores de instrumentación: Los transformadores de instrumentación utilizan devanados terciarios para proporcionar una conexión a tierra y para permitir la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario.

Conclusión

El devanado terciario es un componente clave en los transformadores de tres devanados. Proporciona una conexión a tierra y permite la transferencia de energía entre los sistemas eléctricos primario y secundario. El devanado terciario también está aislado y tiene una proporción de transformación única. Su capacidad debe ser lo suficientemente grande como para manejar la carga eléctrica que se espera de él.

Elementos y partes del devanado terciario.

El devanado terciario es una parte fundamental en el funcionamiento del transformador de tres devanados. Este elemento se encarga de conectar el primario y el secundario y es el responsable de la transferencia de energía entre ambos.

Elementos del devanado terciario:

• Bobina: Es el elemento principal del devanado terciario. Se compone de un conjunto de vueltas de cable eléctrico que se enrollan alrededor de un núcleo de hierro.
• Núcleo: Es la estructura que sostiene las bobinas del devanado terciario. Suele estar fabricado de hierro para aumentar la conductividad magnética.
• Terminales: Son los puntos de conexión del devanado terciario con el resto del transformador. Estos puntos permiten la transferencia de energía entre el primario y el secundario.

Partes del devanado terciario:

• Vueltas: Es el número de veces que el cable eléctrico se enrolla alrededor del núcleo. A mayor número de vueltas, mayor será la capacidad del devanado terciario para transferir energía.
• Secciones: El devanado terciario puede estar dividido en secciones para permitir una mayor flexibilidad en el diseño del transformador. Cada sección puede tener un número diferente de vueltas para ajustarse a las necesidades específicas del transformador.
• Conexiones: Las conexiones del devanado terciario permiten su conexión con el primario y el secundario. Estas conexiones pueden ser internas o externas.

Ejemplo práctico:

Supongamos que tenemos un transformador de tres devanados con una relación de vueltas de 1:2:3. El devanado terciario tendría una relación de vueltas de 3 con respecto al primario y de 1.5 con respecto al secundario.

Si el transformador se conecta a una fuente de alimentación de 100V en el primario, el voltaje del secundario sería de 200V y el del devanado terciario sería de 300V.

En este ejemplo, el devanado terciario actúa como un transformador elevador para aumentar el voltaje de la energía transferida entre el primario y el secundario.

Su correcto diseño y construcción permite la transferencia eficiente de energía entre el primario y el secundario, y su capacidad para ajustarse a las necesidades específicas del transformador lo convierte en una herramienta valiosa en la industria eléctrica.

Ventajas y desventajas del devanado terciario.

El devanado terciario es un tipo de transformador de tres devanados que se utiliza en diversas aplicaciones. A continuación, se presentan algunas de las ventajas y desventajas de este tipo de devanado:

Ventajas:

1. Mayor flexibilidad: El devanado terciario permite una mayor flexibilidad en la conexión de los transformadores de tres devanados. Ofrece múltiples opciones para conectar los tres devanados, lo que permite una mejor adaptación a las necesidades de la aplicación en cuestión.

2. Mejor control de la tensión: El devanado terciario permite un mejor control de la tensión en la carga, ya que se puede ajustar la relación de transformación de cada devanado individualmente. Esto es especialmente útil en aplicaciones donde se requiere una tensión específica.

3. Mayor capacidad: El devanado terciario aumenta la capacidad del transformador, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren una mayor potencia.

Desventajas:

1. Mayor costo: El devanado terciario es más costoso que otros tipos de devanados debido a su mayor complejidad y a la necesidad de un mayor número de bobinas.

2. Mayor pérdida de energía: El devanado terciario puede tener una mayor pérdida de energía debido a las corrientes de Foucault y a las pérdidas por histéresis.

3. Mayor tamaño y peso: El devanado terciario es más grande y pesado que otros tipos de devanados debido a la necesidad de un mayor número de bobinas.

Por lo tanto, es importante evaluar cuidadosamente las necesidades de la aplicación antes de elegir el tipo de devanado a utilizar.

Usos y aplicaciones del devanado terciario.

El devanado terciario es un elemento clave en el diseño de transformadores de tres devanados. Este tipo de transformador tiene tres devanados separados y aislados eléctricamente entre sí, lo que permite una mayor flexibilidad en su uso y aplicaciones. A continuación, se detallan los usos y aplicaciones más comunes del devanado terciario:

1. Transformación de voltaje y corriente

El devanado terciario se utiliza para transformar el voltaje y la corriente en aplicaciones de alta potencia, como en la generación y distribución de energía eléctrica. Por ejemplo, un transformador de tres devanados puede utilizarse para aumentar o disminuir el voltaje de entrada a la salida, dependiendo de las necesidades del sistema.

2. Control de la relación de transformación

El devanado terciario también se utiliza para controlar la relación de transformación entre los devanados primario y secundario. Esto es útil en aplicaciones donde se requiere una relación de transformación variable, como en sistemas de control de voltaje o en la regulación de la potencia.

3. Aislamiento eléctrico

El devanado terciario proporciona un aislamiento eléctrico adicional entre los devanados primario y secundario, lo que ayuda a proteger el sistema de sobretensiones y sobrecorrientes. Esto es especialmente importante en aplicaciones de alta potencia donde las corrientes y voltajes pueden ser muy altos.

4. Reducción de armónicos

El devanado terciario también se utiliza para reducir los armónicos en el sistema eléctrico. Los armónicos son frecuencias eléctricas no deseadas que pueden causar interferencias y problemas en el sistema. El devanado terciario ayuda a atenuar estos armónicos y mejorar la calidad de la energía eléctrica.

5. Aplicaciones industriales

El devanado terciario se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones industriales, como en la generación de energía eléctrica, en sistemas de control de motores, en aplicaciones de soldadura, entre otros. Su flexibilidad y capacidad para transformar y regular la energía eléctrica lo hacen un componente clave en muchas aplicaciones industriales.

Desde la transformación de voltaje y corriente hasta la reducción de armónicos y la protección contra sobretensiones y sobrecorrientes, el devanado terciario es un componente esencial en muchas aplicaciones industriales.

Normativas vigentes para el devanado terciario.

El devanado terciario del transformador de tres devanados es una parte esencial del funcionamiento de este tipo de transformador. Para garantizar su correcto funcionamiento, es importante tener en cuenta las normativas vigentes para su diseño y construcción.

Normativas a considerar:

• IEC 60076-3: Esta normativa establece los requisitos de diseño y construcción para los transformadores de tres devanados.
• IEEE C57.12.91: Esta normativa es específica para los transformadores de tres devanados y establece los requisitos de construcción y pruebas.
• ANSI C57.12.00: Esta normativa establece los requisitos de diseño y pruebas para los transformadores de potencia en general, incluyendo los de tres devanados.

Requisitos específicos para el devanado terciario:

• El devanado terciario debe tener un aislamiento adecuado para soportar las sobretensiones y corrientes que puedan aparecer en el sistema eléctrico.
• El tipo de conexión del devanado terciario debe ser adecuado para la aplicación específica del transformador.
• El diámetro del conductor utilizado en el devanado terciario debe ser el adecuado para soportar las corrientes que pueden circular por él.
• La disposición de los conductores en el devanado terciario debe ser tal que minimice las corrientes parasitas y las pérdidas por efecto Joule.

Ejemplo de devanado terciario:

Un ejemplo de devanado terciario es el utilizado en los transformadores de distribución de tres devanados. En estos transformadores, el devanado terciario se utiliza para suministrar energía a una red de baja tensión. Este devanado suele tener un mayor número de espiras que los devanados primario y secundario, lo que permite reducir la corriente que circula por él y, por tanto, reducir las pérdidas por efecto Joule.

Normativas vigentes para el devanado terciario.

El devanado terciario del transformador de tres devanados es una parte esencial del funcionamiento de este tipo de transformador. Para garantizar su correcto funcionamiento, es importante tener en cuenta las normativas vigentes para su diseño y construcción.

Normativas a considerar:

• IEC 60076-3: Esta normativa establece los requisitos de diseño y construcción para los transformadores de tres devanados.
• IEEE C57.12.91: Esta normativa es específica para los transformadores de tres devanados y establece los requisitos de construcción y pruebas.
• ANSI C57.12.00: Esta normativa establece los requisitos de diseño y pruebas para los transformadores de potencia en general, incluyendo los de tres devanados.

Requisitos específicos para el devanado terciario:

• El devanado terciario debe tener un aislamiento adecuado para soportar las sobretensiones y corrientes que puedan aparecer en el sistema eléctrico.
• El tipo de conexión del devanado terciario debe ser adecuado para la aplicación específica del transformador.
• El diámetro del conductor utilizado en el devanado terciario debe ser el adecuado para soportar las corrientes que pueden circular por él.
• La disposición de los conductores en el devanado terciario debe ser tal que minimice las corrientes parasitas y las pérdidas por efecto Joule.

Ejemplo de devanado terciario:

Un ejemplo de devanado terciario es el utilizado en los transformadores de distribución de tres devanados. En estos transformadores, el devanado terciario se utiliza para suministrar energía a una red de baja tensión. Este devanado suele tener un mayor número de espiras que los devanados primario y secundario, lo que permite reducir la corriente que circula por él y, por tanto, reducir las pérdidas por efecto Joule.

Técnicas de cableado del devanado terciario.

El devanado terciario es uno de los tres devanados que conforman un transformador de tres devanados. Este devanado se encuentra en el centro del transformador y su función principal es proporcionar un camino para la transferencia de energía entre el devanado primario y el secundario.

Técnicas de cableado del devanado terciario.

El cableado del devanado terciario debe realizarse de manera cuidadosa y precisa para garantizar que el transformador funcione de manera eficiente y segura. Algunas de las técnicas más comunes para el cableado del devanado terciario son las siguientes:

1. Cableado en estrella.

En el cableado en estrella, los extremos de los tres devanados se conectan en un punto común, formando una configuración en forma de estrella. Esta técnica es comúnmente utilizada en transformadores de potencia y permite una mayor flexibilidad en la selección de voltajes.

2. Cableado en delta.

En el cableado en delta, los extremos de los tres devanados se conectan en una configuración en forma de triángulo. Esta técnica es comúnmente utilizada en transformadores de distribución y permite una mayor resistencia a las fallas de cortocircuito.

3. Cableado híbrido.

En el cableado híbrido, se combinan las técnicas de cableado en estrella y en delta para aprovechar las ventajas de ambas configuraciones. Esta técnica se utiliza comúnmente en transformadores de gran potencia y permite una mayor flexibilidad y resistencia a las fallas de cortocircuito.

Además de estas técnicas de cableado, es importante tener en cuenta otros factores para garantizar un cableado eficiente y seguro del devanado terciario. Algunos de estos factores incluyen:

• La selección adecuada del tamaño y material de los conductores.
• La elección correcta de los aislantes.
• La disposición adecuada de los conductores para minimizar la interferencia electromagnética.

La selección adecuada de la técnica de cableado y otros factores críticos son esenciales para garantizar la eficiencia y seguridad del transformador.

Protección contra sobrecargas del devanado terciario.

El devanado terciario en un transformador de tres devanados es el que se encuentra entre los devanados primario y secundario. Es importante protegerlo adecuadamente contra sobrecargas para evitar daños y asegurar el correcto funcionamiento del transformador.

¿Qué es una sobrecarga en el devanado terciario?

Una sobrecarga en el devanado terciario ocurre cuando la corriente que fluye a través de él es mayor a la capacidad que puede soportar. Esto puede ocurrir por diversas razones, como una falla en el sistema eléctrico o un aumento en la demanda de energía.

¿Cómo proteger el devanado terciario contra sobrecargas?

Existen diversas formas de proteger el devanado terciario contra sobrecargas:

• Relés de sobreintensidad: estos relés detectan cuando la corriente que fluye a través del devanado terciario es mayor a la capacidad que puede soportar y desconectan el transformador para evitar daños.
• Limitadores de corriente: estos dispositivos limitan la cantidad de corriente que puede fluir a través del devanado terciario y protegen contra sobrecargas.
• Transformadores de corriente: estos transformadores reducen la corriente que fluye a través del devanado terciario y la envían a un dispositivo de protección para su detección y desconexión.

Ejemplo de protección contra sobrecargas en devanado terciario

En un transformador de tres devanados, se puede utilizar un relé de sobreintensidad para proteger el devanado terciario. Si la corriente que fluye a través del devanado terciario supera el límite definido en el relé, este desconectará el transformador para evitar daños.

Además, se pueden utilizar limitadores de corriente para proteger el devanado terciario en caso de una sobrecarga temporal. Estos dispositivos limitan la cantidad de corriente que puede fluir a través del devanado terciario, lo que permite que el transformador siga funcionando sin sufrir daños.

Condiciones de operación del devanado terciario.

El devanado terciario es una parte fundamental del transformador de tres devanados, ya que es el encargado de conectar el sistema de alta tensión con el de baja tensión. Para que funcione correctamente, es necesario que se cumplan una serie de condiciones de operación que detallaremos a continuación:

1. Aislamiento adecuado:

Es fundamental que el devanado terciario cuente con un aislamiento adecuado para soportar las altas tensiones a las que estará sometido. Para ello, se utilizan materiales aislantes de alta calidad y se realizan pruebas de resistencia dieléctrica antes de poner en marcha el transformador. Si el aislamiento no es adecuado, podrían producirse cortocircuitos o incluso averías graves en el sistema.

2. Control de la temperatura:

El devanado terciario debe estar diseñado para soportar las altas temperaturas que se generan durante su funcionamiento. Para evitar problemas, es importante mantener una temperatura adecuada y controlada en todo momento. Si la temperatura es demasiado alta, el aislamiento puede deteriorarse y provocar una avería en el sistema. Por ello, es fundamental contar con un sistema de refrigeración adecuado y realizar un control periódico de la temperatura del devanado.

3. Protección contra sobrecargas:

Es importante contar con un sistema de protección adecuado para evitar que el devanado terciario sufra sobrecargas eléctricas. Si esto ocurre, puede provocar una avería en el sistema o incluso un incendio. Por ello, se instalan dispositivos de protección como relés térmicos, fusibles o interruptores automáticos que se activan en caso de detectar una sobrecarga en el sistema.

4. Mantenimiento preventivo:

Realizar un mantenimiento preventivo periódico es fundamental para garantizar el correcto funcionamiento del devanado terciario. Se deben revisar periódicamente las conexiones, el aislamiento y la temperatura del devanado, así como realizar pruebas de resistencia dieléctrica y comprobar el correcto funcionamiento de los dispositivos de protección. De esta forma, se pueden detectar posibles problemas antes de que se conviertan en averías graves en el sistema.

5. Cumplimiento de normativas:

Es importante cumplir con las normativas y estándares de seguridad eléctrica en la instalación y operación del devanado terciario. Estas normativas establecen los requisitos mínimos de seguridad que deben cumplir los transformadores y sus componentes, incluyendo el devanado terciario. Cumplir con estas normativas es fundamental para garantizar la seguridad del sistema y de las personas involucradas en su operación y mantenimiento.

Para ello, es necesario contar con un aislamiento adecuado, controlar la temperatura, instalar dispositivos de protección, realizar un mantenimiento preventivo periódico y cumplir con las normativas de seguridad eléctrica. Siguiendo estas condiciones de operación, se puede garantizar un funcionamiento seguro y eficiente del sistema.

En conclusión, el devanado terciario del transformador o transformador de tres devanados es una herramienta valiosa en la industria eléctrica. Su diseño y construcción permiten la distribución de energía eléctrica de manera más eficiente y segura. Además, su capacidad para ajustar el voltaje lo hace ideal para adaptarse a diferentes necesidades de la red eléctrica. Es importante destacar que, aunque esta tecnología puede ser costosa, la inversión en su instalación puede generar importantes ahorros a largo plazo. En definitiva, el devanado terciario es una solución inteligente y eficaz para mejorar la calidad y eficiencia de la distribución de energía eléctrica.

En conclusión, el devanado terciario del transformador de tres devanados es una parte importante del sistema eléctrico que permite la transferencia de energía eléctrica a través de diferentes niveles de voltaje. Además, este devanado puede ser utilizado para proporcionar un suministro de energía eléctrica a sistemas de distribución y transmisión de potencia, así como para mejorar la calidad de la energía eléctrica. En resumen, el devanado terciario es una pieza clave en el funcionamiento del transformador de tres devanados y su correcto diseño y mantenimiento es esencial para garantizar un suministro eléctrico seguro y confiable.