¿Cómo interpretamos el grupo de conexión en transformadores trifásicos de distribución?

Según la norma IEC 60076, las características de los transformadores deben estar indicadas en una placa adosada a ellos, de esta manera es posible visualizar rápidamente la información más relevante de este equipo.

Cuando se selecciona el transformador adecuado para una subestación (exterior o interior), se definen las características que indica la imagen. Entre las más destacadas para transformadores trifásicos están: la potencia, tensión primaria, tensión secundaria, nivel de aislamiento primario y secundario, altura de operación, grupo de conexión y otras, también se muestra el diagrama de conexiones del transformador.

Respecto al grupo de conexión, es oportuno que los especialistas entendamos su importancia como dato para el diseño y desempeño del equipo; además, esta es la principal referencia para determinar el número de bornes tanto en el lado primario (ingreso de tensión) como secundario (salida de tensión).

Conexión de los devanados del transformador trifásico

En un transformador trifásico se deben conectar (unir) los tres bobinados primarios y los tres bobinados secundarios, para ello se tienen las siguientes conexiones:

1. Conexión estrella: en esta conexión se unen en un mismo punto los tres extremos de los devanados que poseen la misma polaridad, se cuenta con dos formas de conexión de tipo: U, V, W y U', V', W'.
2. Conexión Triángulo o Delta: en esta conexión se unen consecutivamente los extremos de polaridad opuesta de cada dos devanados hasta cerrar el circuito, según sea esta forma de conexión resultan dos configuraciones.
3. Conexión Zigzag: es una conexión particular para el lado de menor tensión. Consiste en subdividir en dos partes iguales los devanados secundarios, una parte se conecta en estrella y luego cada extremo se une en serie con las bobinas invertidas de las fases adyacentes, se sigue un orden cíclico definido.

Grupo de conexión

Cuando se realiza la conexión efectiva de los bobinados del transformador, esta se describe mediante una nomenclatura que se coloca en la placa o cualquier documento referente a ese equipo. Esta nomenclatura es el grupo de conexión.

En la nomenclatura del grupo de conexión se utilizan letras y números. Para una conexión Triángulo o Delta se simboliza con la letra D, para la conexión estrella se simboliza con la letra Y; asimismo, para el lado de alta tensión estas letras serán en mayúscula y para el lado de media-baja tensión serán en minúsculas. Además, acompañará al final el índice horario (número) que indica los desfases en múltiplos de 30°, de tal forma que 30° corresponde a 1, 60° corresponde a 2, 90° corresponde a 3 y así sucesivamente.

Entre los grupos de conexión más frecuente en nuestro país, tenemos: Dyn5, YNyn6, YNd5, Dd6, entre otros. Estas configuraciones obedecen al beneficio que cada grupo de conexión puede brindar en el circuito general de la subestación; por ejemplo, compensan los desequilibrios de las cargas secundarias, utilizan el neutro accesible de la conexión estrella para obtener una tensión monofásica, mitigan la asimetría en las cargas, entre otras.

La norma IEC 60076-1, indica en su capítulo 6 lo siguiente:

“La conexión en estrella, triángulo o zig-zag de un conjunto de arrollamientos de fase de un transformador trifásico o de los arrollamientos de la misma tensión de transformadores monofásicos que constituyen un banco trifásico se indicarán con las letras mayúsculas Y, D o Z, para el arrollamiento de alta tensión (AT) y con letras minúsculas y, d o z para los arrollamientos de tensión media y baja (BT). Si está accesible un punto neutro de una conexión en estrella o zig-zag, la indicación será YN (yn) o ZN (zn), respectivamente.”

“En un transformador trifásico los arrollamientos independientes (que no están conectados entre sí dentro del transformador sino que tienen ambos extremos de los arrollamientos de fase accesibles) se indicarán por III(AT) o iii (tensión media o baja).”

“Para un par de arrollamientos autoconectados, el símbolo del arrollamiento de menor tensión se indica por "auto" o "a" (Ejemplo: "YNauto" o "YNa", o "YNa0", "ZNa11").”

“Los símbolos de letras para los distintos arrollamientos de un transformador se anotan en orden descendiente de tensión asignada. La letra de conexión de cualquier arrollamiento de tensión intermedia o baja estará seguida inmediatamente por el "índice horario" de su desfase (véase la definición 3.10.6).”

Configuraciones de los grupos de conexión

En el siguiente gráfico se aprecian las configuraciones de los grupos de conexión.

En este artículo hemos podido revisar la teoría del grupo de conexión e interpretar cómo esta conexión contribuye en la operación del transformador.

Debemos tener en cuenta que existen tablas de grupos de conexión que nos ayudan a revisar rápidamente este tópico, de esta manera, no deberíamos tener dificultades al momento de especificar un transformador. Para concluir, las compañías eléctricas de cada ciudad (utilities) suelen tener definido el grupo de conexión en su concesión eléctrica, por ello el proyectista debe tomar en cuenta este punto en las especificaciones técnicas de la “electro” de la zona.

En Promelsa diseñamos y fabricamos transformadores para sistemas de distribución eléctrica, por lo cual podemos asesorarlo en la selección de los equipos más adecuados para sus proyectos.