Transformadores Eléctricos

Los transformadores son máquinas estáticas que transmiten energía mediante un campo magnético (intensidad) con una determinada tensión a otro sistema con la tensión (e intensidad) deseada.

El transformador es el componente fundamental del centro de transformación, donde rebaja la tensión hasta las medidas normalizadas.

Principios Fundamentales

Ley de Lenz: Todo fenómeno electromagnético se opone siempre a la causa que lo produce.

Ensayos de Transformadores

Ensayo de un transformador en vacío: El vatímetro marca las pérdidas en el hierro.

Ensayo en cortocircuito: El ensayo consiste en subir la tensión hasta conseguir la intensidad nominal en el vatímetro, lo que nos muestra las pérdidas del cobre. Al hacer un cortocircuito a un transformador, la intensidad nunca será infinita.

Potencia y Rendimiento

Potencia de un transformador: La capacidad de carga está condicionada por su calentamiento, creado por las corrientes del devanado.

Rendimiento de un transformador: En vacío, hay una pequeña corriente primaria (I₀) necesaria para crear el flujo magnético, generando una potencia (P) disipada en forma de calor. Esta potencia es la pérdida en el hierro (P_Fe) en vacío.

En carga, hay calentamientos por las corrientes en los devanados primario (1°) y secundario (2°), creando una potencia adicional (P_Cu). Su ecuación es: P_Cu = R₁*I₁² + R₂*I₂²

Cuando el transformador está en carga, las pérdidas totales son: P_t = P_Fe + P_Cu. Si el transformador trabaja con un índice de carga, las pérdidas en el hierro (P_Fe) son las mismas que en vacío, mientras que las pérdidas en el cobre (P_Cu) se reducen según el cuadrado del índice de carga.

Acoplamiento de Transformadores Trifásicos

Acoplamiento de transformadores trifásicos: Cuando la potencia consumida es cercana a la nominal o se puede superar, se pueden tomar dos opciones: 1°) Cambiarlo por uno de mayor potencia nominal (P_N), 2°) Colocar otro similar en paralelo. Esta última es la mejor opción porque si uno se avería, tendremos otro de reserva, y con bajo consumo podremos desconectar uno.

Condiciones de Acoplamiento

Condiciones de acoplamiento: 4 normas para 2 o más transformadores:

1. Que tengan la misma relación de transformación en vacío.
2. Estar conectados los bornes homólogos en cada transformador.
3. Tener el mismo valor de tensión de cortocircuito (U_CC), para que con la misma carga, ambos se la repartan equitativamente.
4. La potencia nominal (S_N) del mayor de ellos no será 4 veces mayor que la del menor.

Componentes y Accesorios

Cuba del Transformador

Cuba del transformador: Hecha de acero, y a veces con ruedas, cerrada en la parte superior con una tapa atornillada por toda su periferia, asegurando la estanqueidad con una junta. En ella se ponen los aisladores para la entrada de media tensión (MT) y salida en baja tensión (BT). Hay 2 tipos de cubas:

Cubas de Llenado Integral

:se llena totalmente a temperatura y presion ambiente,se cierra hermeticamente con la tapa,si el refrigerante se dilata se produce una sobrepresion compensada por dilatacion de los pliegues de la cuba,no tiene deposito de expansion.

deposito de expansion:(aceite)en parte superior se encuentra el tapon de llenado y purgador de aire,que tiene por objeto sacar el aire producido de la atmosfera entrando por aspiracion al bajar el nivel del refrigerante.

conexiones de trafos mas usadas:yzn11,yz11,dy11,dyn11

accesorios de trafos:pasatapas AT yBT,deposito de expansion,sonda termica,regulador de tension, REele Buchholz,detector gral de proteccion.

pasatapas:por donde entran los cables al trafo,aisladores.1)baja tensiontamañotamaño y

sonda termica:tipo de termometro con 2 contactos electrico aplicados por el propio sistema de desplazamientode la aguja,posiblitan el activado de alrma o desconexion de interruptor de alimentacion del 1º,la valvula de la sonda esta en el aceite de la cuba,trafo de encapsulado seco,lo que se controla es la temperatura de los devanados,para ello en el proceso de bobinado se instalan termistores ptc,uno por fase y luego los tres en serie,sube un devanado de temperatura y corta.

Rele Buchholz:capta las burbujas creadas en la camara de aire creadas debido a elevadas temperaturas en refrigerante por:cortocircuitos entre espiras,fugas a tierra en devanado,ottras causas.

Funciones:recuperacion y señalizacion de los gases,la naturaleza del gas sirve para distinguir entre burbujas de aire y gases,si el gas es combustible crea desperfectos en refrigerante y devanados,va acoplado en tuberia cuba deposito con 2 bridas,

Interior:tiene dos flotadores,F1 y F2,conmutan dos contactos,(ampolla de mercurio)tiene un visor desde el exterior,

Funcionamiento:1º)si por acumulacion de gas o descenso de nivle de refrigerante se vascula la boya F1 y el contacto correspondiente se activa haciendo saltar una alarma,2º)F2conserva posicion,si debido a una intensa sobrecarga el trafo crea un corto interno entre espiras ,el desprendimiento se hace brusco haciendo pivotar F2,desconectyando el interruptur de Mt,

  tension de corto          

relacion de trafo

ucc————I1n                        p nominal trifasico

u1n———–I1cc                        

I1cc=

I2cc=

indice de carga

p trifasica

In 1º

 In2º

 perdidas en cobre

p activa mono= p=U2*I2

I 2º mono=I2=p/U2

,3)>