Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

90 CAPÍTULO 2 Transformadores
la impedancia efectiva por unidad de un autotransformador es menor por un factor igual al inverso
de la ventaja de potencia de la conexión como autotransformador.
La prueba de este hecho se deja como ejercicio al final del capítulo.
La impedancia interna reducida de un autotransformador en comparación con un transformador
convencional con dos devanados puede ser un grave problema en algunas aplicaciones en las que se
requiere de la impedancia en serie para limitar los flujos de corriente durante las fallas del sistema de
potencia (cortocircuitos). El hecho de que la impedancia interna sea más pequeña en un autotransformador
se debe tomar en cuenta en las aplicaciones prácticas antes de seleccionar uno.
EJEMPLO 2-8
Un transformador está dimensionado para 1 000 kVA, 12/1.2 kV y 60 Hz cuando opera como un transformador
convencional con dos devanados. En estas condiciones, su resistencia y reactancia en serie son de
1 y 8%, respectivamente. El transformador se utilizará como un transformador reductor a 13.2/12 kV en
un sistema de distribución de potencia. En la conexión como autotransformador, a) ¿cuál es la capacidad
nominal cuando se utiliza de esta manera? y b) ¿cuál es la impedancia en serie del transformador en el
sistema de medidas por unidad?
Solución
a) La relación de vueltas N C /N SE debe ser 12:1.2 o 10:1. El voltaje nominal de este transformador será
13.2/12 kV y la potencia aparente (voltamperes) nominal será
N SE N C
S ES S
N D SE
1 10
1,000 kVA 11,000 kVA
1
b) La impedancia del transformador en el sistema por unidad cuando está conectado de manera convencional
es
Z eq 0.01 j0.08 pu devanados separados
La ventaja de potencia aparente de este autotransformador es 11, por lo que la impedancia por unidad
del autotransformador conectado como se describe es
0.01 j0.08
Z eq
11
0.00091 j0.00727 pu autotransformador
2.10 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS
Casi todos los sistemas principales de generación y distribución de potencia en el mundo de hoy son
trifásicos de ca. Debido a que los sistemas trifásicos tienen una función tan importante en la vida
moderna, es necesario entender cómo se utilizan los transformadores en ellos.
Los transformadores para los circuitos trifásicos se pueden fabricar de dos maneras. Una de
ellas consiste simplemente en tomar tres transformadores monofásicos y conectarlos en un banco
trifásico. Otra alternativa es construir transformadores trifásicos con tres grupos de devanados enrollados
en un núcleo común. En las figuras 2-35 y 2-36 se muestran estos dos tipos de construcción
de transformadores. Ambos diseños (tres transformadores separados y un transformador trifásico
sencillo) se usan hoy en día y usted estará a gusto trabajando con ellos en la práctica. El transformador
trifásico como tal es más ligero, pequeño, barato y un poco más eficiente, pero el uso de tres
transformadores monofásicos por separado tiene la ventaja de que cualquier unidad del banco puede
ser reemplazada individualmente si se presenta alguna falla. A fin de potencialmente ahorrar dinero,
una instalación sólo podría necesitar tener un transformador monofásico separado sencillo para
respaldar todos los trifásicos.