Transformador trifásico frente a tres transformadores monofásicos.

Hace algún tiempo, una central eléctrica aquí sufrió un rayo que destruyó un transformador. Se obtuvo un reemplazo de una planta nuclear fuera de servicio en algún lugar, pero requirió esfuerzos heroicos para trasladarlo a la planta. Un empleado allí me explicó: "El equipo original era bancos de tres transformadores monofásicos, pero este es un transformador trifásico. Es mucho más grande y pesado que cualquier cosa que tenían que manejar cuando construyeron la planta, ya que es básicamente 3 transformadores en una caja. Por eso es tan difícil moverlo ".

Desde entonces, me he preguntado qué ventaja tiene una sola unidad trifásica frente a tres unidades monofásicas conectadas adecuadamente. ¿Hay alguna sutileza en el diseño del circuito magnético que hace que la unidad más pesada sea deseable?

Imagine que cada transformador monofásico tiene un núcleo en forma de 'O'. Cuando haces una fase 3, combinas un lado de cada 'O'. Si el sistema trifásico está equilibrado (magnitudes iguales de corrientes en cada tramo), entonces el flujo total a través de las sumas centrales combinadas a cero, básicamente el tramo central no es necesario. En la práctica, generalmente está presente; ayuda en caso de que haya algún desequilibrio en las corrientes de fase, o incluso una falla en corto en una fase.

Entonces, en lugar de necesitar tres núcleos 'O' completos, solo necesita 3 núcleos 'C'. Esto ahorra aproximadamente la mitad del hierro.

Se diferencia en el comportamiento para gestionar multiplicadores de corrientes armónicas de 3, el más fuerte es 150Hz (US 180Hz). A medida que esos armónicos entran en fase exacta, su flujo choca y se cancela, en 3 transformadores individuales, todos los armónicos tienen un camino libre.
Esta es también la razón por la cual la conexión neutral es importante en las 3 configuraciones monofásicas para transportar esas corrientes de equilibrio armónico.