20 may
2025
Energeks
Mira dentro de un transformador y descubre cómo piensa en fases, regula la tensión y combina los devanados como un verdadero maestro de la logística energética.
Este no es un texto para todo el mundo. Pero si diseñas, operas o inviertes en redes eléctricas y quieres evitar errores costosos derivados de una configuración incorrecta de los devanados, quédate con nosotros. Te mostraremos cómo la precisión matemática y la imaginación técnica se encuentran en el corazón del transformador.
En Energeks verificamos cada día que el futuro de la distribución eficiente de energía comienza en los detalles. Tenemos experiencia en la fabricación e integración de transformadores de media tensión que operan en condiciones muy diversas, desde estaciones de carga para vehículos eléctricos hasta parques fotovoltaicos.
Por eso sabemos una cosa con certeza: vale la pena comprender cómo los devanados "se comunican" entre sí dentro del transformador.
Este artículo es un mapa técnico para inversores, diseñadores y operadores que desean elegir conscientemente la configuración de sus transformadores.
Gracias a la lectura de este artículo:
comprenderás cómo funciona la regulación de la relación de transformación y cuándo es crucial
conocerás los tipos más comunes de conexiones de devanados y sus consecuencias en términos de tensión
aprenderás a evitar errores al operar transformadores en paralelo
¿Qué vamos a tratar?
¿Qué es la relación de transformación y cómo se regula?
¿Qué conexiones de devanados existen y qué implican?
¿Qué significa la configuración de los devanados y por qué no es solo matemática sino un arte ingenieril?
¿Qué grupos de conexión se pueden utilizar y cómo evitar cortocircuitos?
¿Qué debes saber antes de conectar dos transformadores a una misma red?
Tiempo de lectura: 10 minutos
1. Relación de transformación: cómo un transformador regula la tensión en tu red (y evita que todo "salte por los aires")
Imagina que la tensión en una red eléctrica es como la presión en una instalación de agua. Si hay demasiada presión, las tuberías revientan como fuegos artificiales en Nochevieja. Si hay muy poca… intentas ducharte y apenas sale un chorrito, como si tuvieras un powerbank descargado.
Aquí es donde entra en acción el transformador, actuando como una válvula inteligente que, con precisión quirúrgica, mantiene la presión – es decir, la tensión – exactamente dentro del rango necesario.
Pero no lo hace de cualquier manera. Lo hace con la elegancia de un matemático y la destreza de un ilusionista, utilizando la relación de transformación, es decir, la proporción entre la tensión del lado de baja (BT) y del lado de media tensión (MT).
En la práctica: si un transformador tiene una relación de 20/0.4 kV, significa que convierte 20 000 voltios en 400. Es como pasar de un espresso con turbo a una taza de té con miel – lo suficientemente suave para los electrodomésticos del hogar, pero aún llena de energía.
Las variaciones de tensión permitidas en una red de baja tensión van de -10% a +5% – lo que, para una tensión estándar de 400 V, significa un rango entre 360 V y 420 V. Es un margen realmente estrecho, que hay que mantener como un barista espumando leche – un pequeño error, y todo el latte se arruina (es decir: fallo de equipos o clientes insatisfechos).
Para lograrlo, los transformadores están equipados (literalmente) con devanados divididos, es decir, secciones diseñadas con tomasy que permiten cambiar el número de espiras activas en el circuito primario.
Y con ello, un ajuste preciso de la tensión de salida. En su versión manual más común, el conmutador de tomas solo funciona sin tensión, es decir, “en frío” – cuando el transformador está desconectado de la red. Es una solución sencilla, fiable y económica, ideal por ejemplo para redes rurales, donde la tensión varía según la estación (por ejemplo, cuando todos encienden al mismo tiempo las bombas de riego o la calefacción central en invierno).
El rango típico de regulación en estos transformadores es de ±2 × 2,5%, lo que permite al operador adaptarse a las condiciones sin tener que cambiar todo el equipo. Es como llevar unas botas de montaña con cordones ajustables – misma talla, pero una comodidad completamente distinta.
¿Pero qué pasa si la tensión se comporta como un adolescente con bebida energética, saltando cada hora? Entonces entra en juego la regulación bajo carga, es decir, un conmutador de tomas que puede funcionar:
manualmente
de forma remota (por ejemplo, desde una sala de control)
o completamente automática, gracias a un regulador de tensión integrado
Este último actúa como un buen conductor en la autopista: con suavidad, sin tirones, siempre en el carril correcto. Es una solución esencial donde cada corte de suministro implica grandes pérdidas, como en fábricas, centros de datos o modernas estaciones de carga de vehículos eléctricos, donde incluso una caída de tensión de milisegundos puede "desconectar" todo el sistema.
Algo importante: el cambio de tomas bajo carga se realiza mediante conmutadores especiales con cámaras de extinción de arco y aislamiento en aceite o vacío. Esta solución minimiza las chispas y evita interrupciones en el funcionamiento – es como una cirugía interna en la red sin necesidad de cortar la piel.
Para comparar: con una tensión nominal de 20 kV y una corriente primaria de 50 A, incluso una pequeña variación de tensión del 2,5% significa un cambio de potencia del orden de decenas de kilovatios. Y eso ya es la diferencia entre una línea de producción funcionando y una parada imprevista.
2. Cómo “piensa en fases” un transformador: conexiones de devanados en sistemas trifásicos (o los tres mosqueteros de la red eléctrica)
Imagina que el interior de un transformador trifásico es un escenario teatral donde tres actores, los devanados A, B y C, representan una obra ininterrumpida de transferencia de energía. Cada uno tiene su papel, sus entradas y salidas, y su éxito depende de que toquen en la misma tonalidad. De eso tratan precisamente las conexiones de devanados: de evitar que las fases se interfieran entre sí como una trompeta, un violín y un tambor en una orquesta desafinada.
Un transformador trifásico es, en realidad, tres transformadores monofásicos dentro de una misma carcasa, uno para cada fase. Estos tres devanados primarios y secundarios pueden conectarse entre sí de varias maneras, y cada una afecta cómo el transformador “interpreta” y procesa la tensión. No es casual que se diga que un transformador piensa en fases, porque su funcionamiento se basa en las relaciones entre las tensiones de fase, no solo en sus valores.
Las configuraciones de conexión más comunes son:
estrella (Y/y) – los tres devanados se conectan por un extremo en un punto común llamado neutro (n), y por el otro a las fases. Esto permite obtener tanto tensión entre fases (400 V) como tensión de fase (230 V), lo que lo hace ideal para cargas monofásicas como frigoríficos, ordenadores portátiles o sistemas de iluminación. Además, el punto neutro permite una puesta a tierra eficaz, aumentando la seguridad de la instalación. ¿Un ejemplo? La configuración Yy0 es todo un clásico en redes urbanas y residenciales.
triángulo (D/d) – los devanados se conectan “cabeza con cola” formando un circuito cerrado, sin punto neutro. Esto garantiza tensiones de fase más estables y una alta resistencia a desequilibrios de carga. Esta configuración se utiliza con frecuencia en el lado de media tensión, especialmente donde la red está expuesta a perturbaciones, pero no se requiere una conexión a tierra del centro de estrella.
zigzag (Z/z) – la más sofisticada de las tres, como un reloj suizo entre las conexiones. Cada devanado se divide en dos partes y se entrelaza con las otras fases para suprimir armónicos impares de orden tres. Gracias a esto, el zigzag es ideal para redes con numerosos dispositivos electrónicos que generan interferencias, como centros de datos o sistemas de iluminación LED. ¿La contrapartida? Más pérdidas y un mayor coste: los devanados son más largos, lo que implica más cobre o aluminio.
Para visualizarlo mejor: la estrella es como una lámpara de tres brazos colgando de un mismo punto central. El triángulo es como un anillo cerrado, sin extremos sueltos. El zigzag, en cambio, es como una trenza cuidadosamente entrelazada: elegante, compleja, pero que requiere mucha precisión.
Desde un punto de vista técnico, la elección de la configuración influye en:
el método de puesta a tierra y la protección contra descargas eléctricas
la resistencia a perturbaciones y desequilibrios de carga
el nivel de distorsión de tensión (THD) en la red de baja tensión
y la posibilidad de usar el transformador en sistemas con compensación de potencia reactiva o filtrado activo
Por ejemplo: en una conexión en zigzag, cada fase del devanado secundario se divide entre dos devanados primarios desplazados 120° entre sí, lo que permite atenuar mucho mejor los componentes armónicos. Pero hay un detalle importante: este diseño requiere aproximadamente un 15% más de material conductor, lo que hace que el transformador sea más pesado y caro. Además, las pérdidas por carga pueden aumentar entre un 3 y un 5% en comparación con la estrella.
Por eso, en la práctica, elegir una configuración no es una decisión estética del diseñador, sino una elección estratégica en función de las necesidades de la red, los tipos de carga y la economía general del sistema.
Si sabes que tu red tendrá muchas cargas monofásicas, elige estrella. Si prefieres simplicidad, estabilidad y prescindir del neutro, apuesta por el triángulo. Y si enfrentas una red cargada de electrónica, inversores y fuentes de alimentación conmutadas, el zigzag puede ser tu héroe silencioso para mantener la tensión bajo control.
En resumen: la forma en que los devanados están “entrelazados” dentro del transformador influye directamente en la calidad y estabilidad de toda la red.
Por eso conviene pensar en las conexiones de devanado no como simples esquemas técnicos aburridos, sino como tácticas de juego en equipo. Porque ni el mejor transformador del mundo tocará un concierto en solitario si las fases no se entienden entre sí.
3. Configuración de devanados: cómo “conversan” los devanados primario y secundario (y qué significa esto para tu red)
Bienvenido a la etapa más exigente y, al mismo tiempo, más fascinante del diseño de un transformador. Si los devanados son las voces de un coro trifásico, la configuración de devanados determina si cantan en armonía o cada uno por su cuenta. Y aunque un transformador pueda parecer modesto por fuera, como una caja metálica junto a la carretera, en su interior se lleva a cabo un concierto constante de corrientes, desplazamientos de fase y ajustes ingenieriles cuidadosamente calculados.
Aquí es donde comienza la verdadera estrategia de ingeniería. ¿Por qué? Porque todo transformador trifásico tiene dos lados: el primario (MT) y el secundario (BT), y cada uno puede conectarse según un esquema diferente: estrella, triángulo o zigzag. Esto nos da un amplio abanico de combinaciones, cada una con propiedades distintas, tanto eléctricas como prácticas.
Para que la configuración tenga sentido y funcione correctamente, hay que considerar tres aspectos clave:
el tipo de conexión de los devanados, es decir, si usamos una configuración Y, D o Z
el orden de los terminales y la dirección del devanado, que determina cuál es el inicio y cuál el fin
el ángulo de desplazamiento de fase, expresado en grados, y en la práctica representado por el “reloj de fases”
Este último puede sonar a clase de física, pero tiene una gran importancia práctica. El ángulo de desplazamiento de fase define la diferencia entre los vectores de tensión del lado primario y del secundario, es decir, cómo “sale” la señal del transformador en relación con cómo “entra”. Para facilitar el trabajo de los diseñadores, se adoptó una regla simple: cada 30° de desplazamiento equivale a una hora en el reloj.
Así nacen configuraciones populares como:
Yy0 – conexión estrella-estrella sin desplazamiento de fase. Ideal cuando ambos lados deben estar alineados vectorialmente
Yy6 – también estrella-estrella, pero con un desplazamiento de 180°, es decir, con inversión completa de fases
Dy11 – triángulo en el lado MT, estrella en el lado BT, desplazamiento de 330° (es decir, las 11 en el reloj). Muy común en transformadores de distribución
Dy5 – igual que el anterior, pero con un desplazamiento de 150° (5 en punto). Menos frecuente, pero útil para configuraciones específicas de carga
Yd11, Yd5, Yd1 – estrella-triángulo con desplazamientos de 330°, 150° y 30° respectivamente. Muy eficaces cuando se necesita una tensión trifásica estable sin punto neutro
A primera vista, esto puede parecer teoría pura, pero en la práctica, una mala elección de configuración puede ser catastrófica. Si el desplazamiento de fase no es el esperado por la red o no se compensa, las consecuencias pueden ser:
corrientes de compensación excesivas entre transformadores
cortocircuitos internos en funcionamiento en paralelo
aumento de las pérdidas de potencia
e incluso daños en los equipos conectados
Imagina a dos personas subiendo un sofá por las escaleras. Si suben al mismo ritmo, todo va bien. Pero si una se da la vuelta 180°, ya no se sabe quién empuja y quién tira. Eso es la configuración de devanados: la sincronización del movimiento dentro de la red eléctrica.
Por eso, cada transformador de Energeks se diseña con control total del ángulo de desplazamiento de fase. En cada proyecto consideramos no solo la configuración esperada de la red, sino también la posible necesidad de funcionamiento en paralelo con otras unidades, lo cual requiere que los grupos de conexión sean compatibles. Es una disciplina avanzada en la que el margen de error es... exactamente 30°, o una hora en el reloj. Si lo sobrepasas, empiezan los problemas.
También vale la pena mencionar que, en la práctica, se utilizan designaciones alfanuméricas, por ejemplo, Dy11, donde:
D – devanado primario en triángulo
y – devanado secundario en estrella
11 – desplazamiento de fase equivalente a las 11 en punto, o 330°
Es un sistema sencillo, pero requiere conocimiento, porque ese pequeño “número” en la placa de identificación dice mucho sobre cómo se comportará el transformador dentro de una red más amplia.
En resumen: la configuración de devanados es el arte de encontrar un lenguaje común entre los lados MT y BT del transformador. Y aunque estos “idiomas” pueden tener distintos dialectos (estrella, triángulo, zigzag), solo una combinación correcta garantiza que toda la red hable con una sola voz.
4. Grupos de conexión: por qué no todos los transformadores “se entienden” en una misma red
Imagina una conferencia energética en la que se reúnen transformadores de todo el país. Tienen un objetivo común: suministrar tensión de forma estable a los usuarios finales. Pero… no todos hablan el mismo “idioma de fase”. Uno responde antes de que le pregunten, otro con retraso, y un tercero ni siquiera llega a tiempo. ¿El resultado? Caos. Y en el caso de los transformadores: cortocircuitos, sobrecargas o un funcionamiento ineficiente.
Aquí es donde entran en juego los grupos de conexión de transformadores trifásicos, un conjunto de configuraciones claramente definidas que permiten saber si dos (o más) transformadores pueden operar juntos en una misma red, especialmente en funcionamiento en paralelo.
¿En qué consiste?
Cada par de devanados – primario y secundario – genera vectores de tensión que pueden estar desplazados entre sí en un cierto ángulo. Este ángulo, recordemos, se mide en sentido horario desde la tensión del lado primario hasta la del lado secundario, y se expresa en grados o, de forma más práctica, en horas del reloj. ¿Un ejemplo? 30° = 1h, 150° = 5h, 330° = 11h.
Lo más importante: solo los transformadores del mismo grupo de conexión pueden conectarse en paralelo de forma segura, es decir, trabajar en una red compartida alimentando las mismas barras colectoras en el lado secundario. Si sus desplazamientos de fase son diferentes – incluso por una sola hora – se generan corrientes de compensación que pueden alcanzar cientos de amperios.
Es como intentar sincronizar dos relojes: uno se adelanta un minuto, el otro se atrasa. Después de unas horas, nadie sabe qué hora es realmente y las tensiones empiezan a “discutir”.
En toda Europa se utilizan tres grupos de conexión estándar:
0h – sin desplazamiento de fase (por ejemplo, Yy0)
5h – desplazamiento de 150° (por ejemplo, Yd5)
11h – desplazamiento de 330° (por ejemplo, Dy11)
Son configuraciones consolidadas en sistemas de distribución e industriales, compatibles con el estilo predominante de diseño de redes, métodos de puesta a tierra y estructura de cargas.
¿Qué pasa si necesitamos conectar transformadores con distintos desplazamientos? Teóricamente… se puede. Pero implica cambiar los terminales de los devanados, modificar la configuración de bornes o usar dispositivos adicionales para compensar las diferencias de fase. En la práctica, es una operación arriesgada, lenta y solo apta para operadores muy experimentados. Y solo si no queda otra opción.
Imaginemos dos transformadores:
uno con conexión Dy11 (desplazamiento de 330°)
otro con conexión Yd5 (desplazamiento de 150°)
¿La diferencia? 180° – el secundario del segundo transformador estaría “al revés”. Si intentamos conectarlos en paralelo sin modificaciones, sería como intentar cerrar dos cremalleras con los dientes al revés. ¿Se puede? Sí. ¿Tiene sentido? No.
Por eso los fabricantes diseñan los transformadores teniendo en cuenta los grupos de conexión desde la fase de producción.
Y por eso, al encargar un transformador para trabajo en paralelo, siempre se debe indicar el grupo de conexión y el ángulo de desplazamiento esperado. Porque aunque externamente parezcan iguales, la topología interna de los devanados determina si los equipos se comportarán como gemelos sincronizados o como rivales a la primera señal compartida.
Además, los grupos de conexión determinan:
el orden de fases en la salida
la posibilidad de sincronización con generadores u otras fuentes
la compatibilidad con receptores sensibles a los desplazamientos de fase (como motores síncronos, por ejemplo)
Por eso, al seleccionar un transformador para funcionamiento en paralelo:
asegúrate de que los grupos de conexión sean idénticos
verifica la coincidencia de tensiones, relaciones de transformación y polaridades
asegúrate de que los transformadores tengan impedancias de cortocircuito similares (diferencias mayores al 10% pueden provocar un reparto desigual de carga)
cuida la coherencia del orden de fases y conexiones de bornes – incluso el mejor transformador puede “perderse” si conectas A, B, C como B, C, A
En resumen: los grupos de conexión son el idioma que hablan los transformadores. Si no comparten el mismo dialecto, en lugar de alimentar la red en armonía, empezarán a pelear por el control.
Y eso no lo quieres ni tú, ni tus usuarios.
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Secretos de ingeniería eléctrica: Cómo afectan los devanados de los transformadores a su rendimiento y longevidad
es una sólida dosis de conocimientos sobre la construcción, los materiales y las configuraciones de los devanados de los transformadores.
5. ¿Qué significa todo esto? Cómo una sola decisión de diseño puede determinar el destino de tu red (y de tu presupuesto)
A primera vista, un transformador parece simplemente un dispositivo conectado a la red – está ahí, emite un zumbido, hace su trabajo. Pero si has llegado hasta aquí, ya sabes que cada detalle de su construcción – la relación de transformación, el tipo de conexión de devanados, el desplazamiento de fase – forma parte de una estrategia energética más amplia.
Es un poco como el ajedrez: no basta con mover un peón, hay que saber qué pasará en las siguientes jugadas.
Entonces... ¿qué se desprende de todo este rompecabezas?
Ante todo: el diseño consciente y la elección adecuada del transformador ofrecen una ventaja real como inversión. Gracias a decisiones técnicas acertadas:
evitarás sobrecargas, pérdidas de potencia y cortocircuitos
garantizarás la estabilidad de tensión para los usuarios finales
aumentarás la vida útil del equipo y la seguridad de toda la infraestructura
¿Suena muy general? Vamos con los detalles.
Si eliges mal la configuración de los devanados:
el transformador podría no ser compatible con la red existente, incluso si las tensiones nominales coinciden
podrías enfrentarte a costes imprevistos de modificación o sustitución, porque el desplazamiento de fase impide el trabajo en paralelo con otras unidades
podrías provocar corrientes de compensación que sobrecarguen los devanados y reduzcan su vida útil
Si ignoras la regulación de la relación de transformación:
tus clientes podrían quejarse de caídas de tensión o luces parpadeantes – y los equipos electrónicos sensibles a estas variaciones podrían averiarse
una tensión excesiva en el lado de baja tensión puede causar sobrecalentamiento en los motores, pérdida de eficiencia y una vida útil más corta
en lugar de ahorrar energía, la red la desperdiciará – en todos los sentidos
Si no prestas atención a una correcta configuración de devanados:
perderás la posibilidad de operar transformadores en paralelo, algo fundamental en muchos sistemas modernos como microredes, parques fotovoltaicos o sistemas de respaldo
podrías provocar sobrecargas y cortocircuitos en los bornes secundarios, que acabarían dañando equipos de usuario y dejando sin servicio zonas enteras
en lugar de construir un modelo energético eficiente y equilibrado, contribuirás a agravar el problema de pérdidas técnicas
En otras palabras: un transformador no es solo una caja que convierte la tensión.
Es una herramienta que – si está bien diseñada y correctamente “configurada desde dentro” – te permite controlar la red con precisión, reducir costes y aumentar la seguridad de los usuarios. Incluso una diferencia de pocos puntos porcentuales en los parámetros puede significar decenas de miles de euros al año, ahorrados o perdidos, según las decisiones técnicas que tomes.
Por eso en Energeks vemos al transformador como un organismo vivo, con circulación energética, sistema nervioso (control) y respuesta inmunológica (protección ante perturbaciones).
Cada devanado, cada toma, cada ángulo de fase tiene su lugar – y su importancia.
Y al final, conviene recordar que un transformador nunca trabaja solo. Siempre funciona dentro de un sistema, así que su eficacia depende del contexto – de otros transformadores, fuentes de energía y cargas conectadas.
Por eso, elegir conscientemente sus características es elegir conscientemente la calidad de toda la red.
Si te importa:
la fiabilidad a largo plazo
los bajos costes operativos
la flexibilidad para expandir la red
y la minimización del riesgo
...entonces elige un transformador no solo por su potencia y tensión. Mira más allá – cómo piensa en fases, cómo configura sus devanados y cómo regula la tensión con suavidad.
Porque ahí es donde empieza tu ventaja. Técnica. Estratégica. Financiera.
Construyamos juntos un sistema que funcione: con flexibilidad, precisión e imaginación
Hoy en día no importa solo la potencia, sino la inteligencia del sistema.
En el mundo de los transformadores, no gana el más grande, sino el que mejor anticipa los cambios de la red, sabe adaptarse a las cargas y coopera sin fricciones con los demás. La relación de transformación, el tipo de conexión de devanados y el desplazamiento de fase no son simples detalles técnicos: son el lenguaje con el que el transformador se comunica con el resto de la red.
Por eso, una configuración de devanados consciente no es una opción, sino una necesidad en toda inversión moderna, ya sea industrial o municipal. Diseñando en armonía con las leyes de la física y con el ritmo del mercado, creamos infraestructuras que no solo funcionan, sino que generan beneficios reales: técnicos, financieros y medioambientales.
Como proveedor líder de transformadores de media tensión en Europa, Energeks no solo entrega componentes, entrega ventaja. Diseñamos equipos que piensan en fases, reaccionan ante las variaciones, trabajan en paralelo y se integran en estrategias de flexibilidad a largo plazo.
Por eso nuestra oferta está en constante evolución. Además de transformadores y estaciones transformadoras, encontrarás:
modernas estaciones de carga para vehículos eléctricos
inversores eficientes y sistemas de almacenamiento de energía
y generadores de potencia optimizados para aplicaciones off-grid e industriales
También apoyamos proyectos de energías renovables, proporcionando soluciones para parques fotovoltaicos que garantizan una distribución solar segura y estable, independientemente de las condiciones.
Pero lo que más nos impulsa es saber que estás leyendo este texto, lo que significa que eres parte de ese grupo de personas que:
comprenden la complejidad de los sistemas energéticos
buscan elecciones tecnológicas conscientes
y toman decisiones que realmente importan
Gracias por tu tiempo y atención. Esperamos que este artículo haya sido para ti una fuente de inspiración, una confirmación de tus competencias o quizás un impulso para dar el siguiente paso en tu proyecto.
¿Quieres hablar sobre tu proyecto? Contáctanos – estaremos encantados de ayudarte a encontrar el transformador que realmente se ajuste a tu visión.
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Fuentes:
IEEE: A Transformer Tap Changer and Vector Group Study for Load Flow Analysis in Brunei Network
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