Esquema de un transformador de distribución
| Metodos para obtener 127 Voltios |
A partir de una red de distribución trifásica a 127/220 V
La energia eléctrica se distribuye por los barrios de las ciudades o por pueblos en forma de media tensión (MT), utilizandose tensiones de entre 6 y 25 kV, siempre en corriente trifasica a 3 hilos. Esta MT se transforma a baja tensión (BT) y se distribuye por las calles de las poblaciones. LA distribución de BT tiene 4 hilos, que son tres fases y el neutro, que por seguridad se conecta a tierra. El voltaje entre fases es raíz de 3 veces superior al voltaje entre cualquier fase y neutro.
Este será el sistema mas interesante de los aqui explicados, ya que a partir de la red de distribución de 127/220 V instalada en la calle, se pueden hacer suministros a 127/220 V, y una vez se disponga de al menos 2 fases y el neutro en el cuadro de mando general se pueden conectar cargas monofásicas a 127, monofásicas a 220 V y si el suministro fuese trifásico, se podrian conectar, además, cargas trifásicas a 220 V. Y aunque no esta muy claro si se pueden hacer nuevos suministros monofásicos a 127 V o doble monofásicos o bifásicos a 127/220 V (dos fases y neutro), si que puede darse el caso de que existan suministros de este tipo en marcha.
Reducción la tension con transformadores
Un sistema muy utilizado para conectar receptores de 127 V a una instalación de 230 V son los llamados transformadores, que en realidad son autotransformadores. La diferencia entre un autotransformador y un transformador esta en los bobinados, ya que mientras los transformadores tienen un primario y un secundario, los autotransformadores tienen un punto comun para la entrada y la salida. Estos autotransformadores monofasicos, se fabrican para pequeñas potencias con clavijas y para potencias mayores con bornes. La ventaja es su precio economico, sin embargo, al ser monofásicos solo nos permite realizar circuitos monofasicos a cada tensión, cuando lo interesante es disponer de dos fases y neutro, mas adelante se aclarará este detalle.
En caso de que la red de distribución sea de 230/400 V, y por lo tanto, no podamos conectar nuestras cargas a 127 V, existen autotransformadores trifásicos para rebajar la tensión (o aumentarla) de 400 V entre fases a 220 V entre fases. Una vez se haya reducido la tensión con un autotransformador trifásico, podemos llevar la linea trifásica a un cuadro general de mando y distribuir los circuitos interiores como si de una red de 127/220 V directa de la calle se tratase.
Se ha comentado que la tensión respecto a tierra de una red es a la que quedaremos sometidos en caso de tocar accidentalmente una fase, y que por lo tanto, esta tension, interesa que sea lo mas baja posible. En los autotransformadores monofasicos, si la entrada es de 230 V fase-neutro, es importante realizar la conexión correctamente como en la figura, de esta manera, se sigue teniendo fase-neutro aunque la tensión de la fase con respecto al neutro y a tierra ha bajado. En los trifásicos, aunque no hay tantas posibilidades de confundir la fases con el neutro, la tension respecto a tierra de cada fase, tambien se reduce junto con la tensión respecto a neutro
Reducción con transformador de toma media
consiste cosiste en obtener el suninistro de dos fases y neutro a partir de un suministro monofásico utilizando un transformador con un secundario simetrico, es decir, una toma media y dos extremos. Entre la toma media y cualquiera de los dos extremos obtenemos una tensión y entre los dos extremos obtenemos el doble de esa tension. El neutro del secundario del transformador (la toma media) debe conectarse a una puesta a tierra que no sea la misma que se utiliza para las masas de los receptores de la instalación electrica.
Las tensiones de este secundario podrian ser de 115/230 o de 120/240, aunque si se desea que la reducción de 127 V sea proporcional al aumento de los 220 V las tensiones de salida tendrían que ser 118/236 V, sin embargo los transformadores que se encuentran en el mercado tienen el secundario de 115/230 V.
Aunque son mas caros y mas voluminosos que los autotransformadores, en caso de que no se disponga de energía trifásica, son preferibles a los autotransformadores. Con un suministro monofásico y un autotransformador monofásico se deberían hacer dos circuitos independientes (uno para cada tensión), mientras que con un transformador con salida simetrica, al ser un unico suministro de dos fases y neutro, la potencia disponible a 230 V es la misma que a 115 V, ya que la mitad de potencia se obtiene conectando cargas a una fase y neutro, y la otra mitad a la otra fase y neutro.
¿127 V + 220 V o 127/220 V?
Cuando en un local se desea disponer de una tensión no peligrosa, como son los 127 V, pero se necesitan conectar receptores que por su potencia necesitan 220 V, debe plantearse si es mejor distribuir por el local dos instalaciones monofásicas independientes para cada tensión, o una única instalación de dos fases y neutro.
Imaginemos que se deben conectar dos cargas de 2400 W a 120 V, que gastan 20 A cada una. Si utilizamos un unico suministro de 120 V, ambas cargas se deberán conectar en paralelo, necesitando un circuito que pueda aguantar la intensidad total resultante, que en este caso, serian 40 A.
Si por el contrario utilizamos una red de dos fases y neutro de 120/240 V, se puede conectar cada carga entre cada fase y neutro, repartiendo asi la potencia entre ambas fases. De esta manera, aunque el circuito este compuesto por tres hilos, por cada fase circularan 20 A, lo que nos permitirá utilizar conductores de menor sección. Ademas, disponemos de una tensión mas elevada (240 V) por si fuese preciso hacer funcionar algun receptor de mayor potencia.
La ventaja de la segunda opción es que al ser el circuito de dos fases y neutro, es como disponer de dos circuitos independientes de 120 V, ya que la mitad de la carga queda repartida a una fase y neutro y la otra mitad de la carga a la otra fase y el neutro, repartiendo asi la potencia. Ademas, nos da la posibilidad de hacer derivaciones bifilares a ambas tensiones y derivaciones trifilares bitensión.
Estos conceptos tambien son aplicables a una red trifásica a 127/220 V, de la que se deriven dos fases y neutro. También son aplicables si se utiliza una red trifasica a 4 hilos, ya que se podrán repartir igualmente las cargas entre las tres fases con la misma finalidad.
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