Explicación de la conexión del transformador Delta-estrella (Δ–Y): cambio de fase, neutro, conexión a tierra y usos

A transformador delta-estrella(también escritoΔ–Yodelta-estrella) es untransformador trifásico-Conexión donde un lado de los devanados del transformador está conectado endelta (Δ)y el otro lado está conectado enestrella (Y). La disposición más común en la distribución de energía esdelta primaria, estrella secundariaporque proporciona un usoneutralen el lado de bajo-voltaje y funciona bien con cargas mixtas trifásicas-y monofásicas-.

Este artículo explica cómo funciona la conexión en estrella delta-, susrelaciones tensión/corriente, elcambio de fase de 30 grados, implicaciones de conexión a tierra, ventajas/desventajas y aplicaciones comunes (incluidos grupos de vectores comoDyn11).

Un transformador en estrella delta-tiene:

Devanado delta (Δ):Los devanados trifásicos están conectados de extremo-a-extremo en un circuito cerrado.

Devanado en estrella (Y):Un extremo de cada devanado de fase está unido para formar unpunto neutro, y los otros extremos se convierten en terminales de línea.

A menudo los verás en una distribución-descendente, como por ejemplo:

Delta de media tensión (MT) → estrella de bajo voltaje (BT)(trifásico, 4 hilos)

Ejemplos (dependientes de la región-):

11 kV Δ → 400/230 VY (neutro disponible)

13,8 kV Δ → 480/277 VY (neutro disponible)

Conceptos básicos del bobinado delta (Δ)

En una conexión delta:

Haysin punto neutral.

El devanado forma un circuito cerrado, que permite que ciertas corrientes circulantes fluyan internamente (útil para armónicos y desequilibrios).

Relaciones línea vs fase (delta):

Dónde:

= voltaje de línea-a-línea

= voltaje en un devanado (fase)

= línea actual

= corriente de devanado (fase)

Conceptos básicos del bobinado en estrella (Y)

En conexión en estrella:

A neutralse puede sacar y conectar a tierra.

Es compatiblelínea-a-cargas neutrales(cargas monofásicas-), así como cargas de línea-a-línea.

Relaciones línea vs fase (estrella):

un transformadorrelación de vueltasestablece la relación entre elvoltajes de fasede los dos devanados. Pero debido a que delta y estrella tienen diferentes relaciones de línea/fase, es importante tener claro si te refieres alínea-a-líneaofasevalores.

Una conclusión práctica:

en ellado estrella, obtienes ambos:

Voltaje de línea-a-línea(cargas trifásicas)

Tensión de línea-a-neutro(cargas monofásicas-)

Por ejemplo, en un secundario en estrella de 400/230 V:

Ésta es una de las principales razones por las que los servicios públicos y las instalaciones prefierenΔ primario → Y secundariopara distribución.

Una característica clave de los transformadores en estrella delta-es que introducen unacambio de fase de 30 gradosentre la primaria y la secundariavoltajes de línea-a-línea.

Las conexiones en triángulo y en estrella hacen referencia a los voltajes de línea de manera diferente en relación con sus devanados de fase.

Como resultado, los voltajes de la línea secundaria son desplazados por+30 grados o −30 gradosen comparación con el primario, dependiendo de cómo estén conectados los devanados.

Notación de grupo de vectores (Dyn11, Dyn1)

Las placas de identificación de los transformadores a menudo incluyen unagrupo de vectores, comoDyn11.

D= Delta en el lado de alto-voltaje (HV)

y= Estrella en el lado de bajo-voltaje (LV)

n= Neutral sacado en el lado estrella

11(notación de reloj)=desplazamiento de fase

Los más comunes:

Dyn11:VI típicamenteretrasosHV en 30 grados (muy común en la distribución)

Din1:VI típicamentedirigeHV en 30 grados

Por qué es importante el cambio de fase

tu generalmenteno puede ser paraleloTransformadores con diferentes grupos de vectores (o diferente desplazamiento de fase) sin causar corrientes circulantes y reparto de carga inadecuado.

El cambio de fase también es importante cuando se interactúa con otros sistemas de suministro, medición y protección.

Disponibilidad neutral en el lado estrella

Una secundaria en estrella proporciona unapunto neutro, permitiendo unSistema trifásico de 4 hilos. Esto es ideal cuando tienes:

motores trifásicos-(línea-a-línea)

cargas de edificios monofásicos-(línea-a-neutro), como iluminación y receptáculos

Beneficios de la conexión a tierra

Cuando el neutro en estrella está conectado a tierra (sólidamente o mediante una impedancia, según el diseño):

el sistema tiene una referencia estable a la tierra

fallas a tierrase puede detectar de forma más fiable

Los dispositivos de protección pueden funcionar correctamente según los niveles de corriente de falla esperados.

(El comportamiento exacto de la falla depende del método de conexión a tierra y de la configuración más amplia del sistema).

Armónicos triplen (3º, 9º, 15º…)

Cargas no-lineales (VFD, rectificadores, fuentes de alimentación de TI, controladores LED) poderproducir armónicos. En sistemas trifásicos-,armónicos triplesson componentes de "secuencia-cero" que tienden a agregarse en el neutro en los sistemas en estrella.

Un devanado delta proporciona un camino cerrado donde algunos de estos componentes armónicos puedencircular dentro del delta, lo que ayuda a evitar que se propaguen con tanta fuerza en el sistema aguas arriba (el alcance depende del diseño y la carga).

Cargas desequilibradas

Los sistemas en estrella delta-a menudo funcionan bien en instalaciones reales porque:

el secundario en estrella puede servir cargas monofásicas-desequilibradas de forma más natural

el lado delta puede ayudar a absorber ciertos componentes del desequilibrio (dependientes del sistema-)

Neutral en el lado estrella
Permite distribución trifásica, de 4-cables y cargas de línea a neutro.

Bueno para distribución-descendente
Común para alimentación MT → BT en instalaciones comerciales/industriales.

Armónicobeneficios de manejo
Delta puede proporcionar un camino para que circulen corrientes armónicas triples.

Flexibilidad de puesta a tierra
La conexión a tierra del neutro en estrella proporciona una referencia estable y puede mejorar el rendimiento de la protección.

Aislamiento entre sistemas
El transformador proporciona aislamiento galvánico; y la disposición delta/estrella puede cambiar la forma en que-los componentes de secuencia cero se transfieren entre lados (depende de la conexión a tierra y la configuración).

cambio de fase de 30 gradoscomplica el paralelismo y la integración del sistema si los grupos de vectores no coinciden.

Sin neutral en el lado del delta(no se pueden servir cargas de línea-a-neutrales desde delta).

El comportamiento de falla depende en gran medida del diseño de puesta a tierra; Las elecciones incorrectas de conexión a tierra pueden provocar problemas de protección o sobretensiones durante ciertas condiciones de falla.

En algunos escenarios, las corrientes circulantes en el delta pueden causarcalefacción adicional(especialmente con distorsión/desequilibrio), que deben tenerse en cuenta en el diseño y la carga.

Delta-Estrella (Δ–Y): razones típicas para elegirla

Necesito unneutralen el secundario para cargas mixtas

Requisito común de distribución de BT (trifásico, 4 hilos)

A menudo se prefiere para la entrada de servicios públicos/escalón-hacia abajo

Estrella-Delta (Y–Δ): razones típicas para elegirlo

Se utiliza en algunos contextos-de ascenso o de interconexión

El secundario delta puede ser útil cuando no se necesita neutro y se desean ciertas características armónicas/desequilibradas.

En ambos casos recuerda:El grupo de vectores y el cambio de fase deben coincidir.cuando se pone en paralelo o se integra con otros transformadores/fuentes.

Transformadores de distribución de servicios públicos:Primario delta de MT a secundario en estrella de BT (conexión a tierra neutra)

Edificios comerciales:Suministro de sistemas de 400/230 V o 208/120 V.

Plantas industriales:cargas mixtas de motor trifásico-y cargas auxiliares monofásicas-

Desnivel de instalación-de cuadros de MT a BT

Crear una referencia neutral conectada a tierrapara un sistema local de BT (cuando esté diseñado para ello)

¿Cuál es el cambio de fase de un transformador en estrella delta-?

Típicamente30 grados(ya sea +30 grados o −30 grados), dependiendo del grupo de vectores (p. ej., Dyn11 frente a Dyn1).

¿Un transformador en estrella delta-proporciona un neutro?

Sí-en ellado estrella. Si está marcado con"n"(p. ej., Dyn11), el neutro se saca para su uso y conexión a tierra.

¿Por qué son tan comunes la delta primaria y la estrella secundaria?

Porque proporciona unaneutro para cargas de bajo-voltaje, admite cargas trifásicas y monofásicas y ofrece ventajas prácticas de conexión a tierra y armónicos.

¿Se pueden poner en paralelo transformadores en estrella delta-?

Sí, pero solo si las características clave coinciden-especialmentegrupo de vectores, relación de voltaje, impedancia y configuración de derivación. El desplazamiento de fase no coincidente puede causar corrientes circulantes severas.

A transformador delta-estrella (Δ–Y)conecta un lado en delta y el otro en estrella (a menudo Δ primario → Y secundario).

Introduce uncambio de fase de 30 grados, indicado en la placa de identificación mediante notación de grupo de vectores comoDyn11.

ElEl lado en estrella puede proporcionar un punto neutral., lo que lo hace ideal para distribución trifásica de 4 hilos.

Eldevanado deltaPuede ayudar a gestionar los armónicos triplen y ciertos componentes de desequilibrio.

Considere siemprecompatibilidad de grupos de vectoresy diseño de puesta a tierra al especificar o poner en paralelo transformadores Δ–Y.

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