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En los sistemas de potencia se utilizan transformadores trifásicos, ya que presentan la posibilidad de trabajar con grandes potencias y alto rendimiento. Como regla general, el primario está conectado al circuito de alto voltaje usando la conexión Delta o Triangulo. Por lo tanto, en el secundario, el circuito de bajo voltaje se conecta mediante la conexión de tipo Y o Estrella a cuatro cables. Esto significa que en el secundario, además de los tres cables destinados a las fases A, B y C, Tenemos un cable exclusivo para conectar neutro. Nada le impide usar un delta o triángulo en el secundario (bajo voltaje).

Una posibilidad es conectar una carga equilibrada en el secundario, que es cuando tenemos la misma impedancia en las tres fases, con el mismo factor de potencia. Si la carga está equilibrada, la corriente eléctrica que fluye a través del neutro debe ser igual a cero. Otra posibilidad es conectar una carga desequilibrada , donde las impedancias conectadas a la secundaria tienen valores diferentes en al menos una de ellas. En este caso, la corriente eléctrica que fluye a través del neutro es diferente de cero. El circuito desequilibrado se estudiará en otro capítulo. Por ahora, centrémonos en estudiar el circuito balanceado.

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Analizaremos las cuatro formas posibles de conectar el secundario del transformador junto con la carga, asumiendo que la secuencia es positiva o directa, también conocida como secuencia ABC. Para la secuencia inversa debemos intercambiar B con C y viceversa. Como consecuencia, todos los cambios en la secuencia negativa deben ser opuestos a los realizados en la secuencia positiva.

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    2.1   Secundario en "Y" y Carga en "Y"

Esta configuración es ampliamente utilizada en la distribución de electricidad en los hogares. En la Figura 93-01 presentamos el circuito donde usamos una conexión Y en el secundario del transformador. Usamos el mismo tipo de conexión para la carga. Como el circuito es balanceado, entonces Z_A = Z_B = Z_C.

Observe que I_linha = I_fase. Como se indicó anteriormente, la corriente neutra debe ser cero. Entonces podemos tratar el circuito como si fuera un circuito monofásico. Vea la Figura 93-02. Así, esto circuito permitirá calcular la corriente y la potencia en la carga.

Tenga en cuenta que usamos la fase A como referencia. Por lo tanto, la corriente de fase A tendrá un ángulo de fase igual a la diferencia entre   V_AN ∠ θ_A   y   Z_A∠ θ_Z,   a saber:

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    2.2   Secundario em "Y" y Carga en "Delta"

En la Figura 93-03 presentamos el circuito donde usamos una conexión Y en el secundario del transformador y la carga está conectada como un circuito delta. Como el circuito está equilibrado, entonces Z_AB = Z_BC = Z_CA.

Observe que en este caso, el voltaje aplicado a la carga es voltaje de línea y no el voltaje de fase como en el elemento anterior. Entonces, sobre la carga Z_AB tenemos la voltaje V_AB. Si, en el problema, se ha suministrado el voltaje de fase y no el voltaje de línea, entonces debemos hacer la transformación apropiada. Veamos la relación entre el voltaje de línea y el voltaje de fase.

Note que debemos agregar 30° al ángulo de voltaje de fase para obtener el ángulo de voltaje de línea correcto, además de multiplicar su magnitud por √ 3.

Conociendo el voltaje de línea, puede calcular la corriente de fase en la carga dividiendo el voltaje por la impedancia. Por otro lado, puede calcular la corriente de línea, si es necesario, utilizando la ecuación a continuación.

En este caso, debemos multiplicar el módulo de corriente de fase por √ 3, y debemos restar 30° al ángulo θ_F de la corriente de fase para obtener el ángulo de corriente de línea correcto.

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    2.3   Secundario en "Delta" y Carga en "Y"

Estudiaremos esta configuración desde un punto de vista didáctico, ya que no se usa ampliamente en la práctica debido al hecho de que no tenemos neutro en la secundaria. Luego, usando el transformador secundario en la configuración delta, el transformador proporciona tensión de línea. Como la carga está conectada en Y debemos encontrar el voltaje de fase dividiendo el voltaje de línea por √3. Entonces, para encontrar la corriente de línea (I_L) que fluye a través de la carga (en este caso particular, la corriente de fase es igual a la corriente de línea), debemos dividir la voltaje de fase por la impedancia de fase. En un circuito balanceado, las tres corrientes son iguales en módulo, variando solo el ángulo. Vea la Figura 93-04.

Aquí debemos prestar atención al ángulo que asumirá el voltaje de fase. Cuando nos movemos del circuito estrella a delta, avanzamos el ángulo del voltaje de línea 30° en relación con el ángulo de la tensión de fase. Ahora, a medida que nos movemos del circuito delta al circuito estrella, debemos retrasar el ángulo de voltaje de fase (V_F) en 30° en relación con el ángulo de la tensión de la línea (V_L). Por lo tanto, debemos usar la siguiente ecuación.

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    2.4   Secundario en "Delta" y Carga en "Delta"

Esta configuración tampoco tiene referencia al neutro. Sin embargo, es una configuración ampliamente utilizada en líneas de transmisión encargadas de transportar grandes cantidades de energía entre dos puntos distantes entre sí. Como regla, el punto de partida de la línea tiene un transformador, llamado transformador de elevación de voltaje . El secundario de este transformador funciona con decenas, o incluso cientos de miles de voltios. En el otro lado de la línea de transmisión, tenemos otro transformador, llamado transformador de reducción de voltaje, con el propósito de reducir el voltaje en la red a los valores utilizados en el sistema de distribución de electricidad. Entonces, la carga en el secundario del primer transformador es el primario del segundo transformador. Vea la Figura 93-05 para la configuración.

Tenga en cuenta que en esta configuración no es necesario cambiar la fase de voltaje . Solo debemos corregir el ángulo de las corrientes de fase y línea. Para hacerlo, después de calcular la corriente de fase, podemos encontrar la corriente de línea multiplicando la magnitud de la corriente fase por √3 y reste 30° a su ángulo, es decir, debemos usar eq. 93-02, repetido aquí.

En esta ecuación, θ_F representa el ángulo de la corriente de fase y, restando 30°, encontramos el ángulo de la corriente de línea.