Clasificación de los transformadores y característica principal en cada caso
El
transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de
un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión,
basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética.La potencia que
ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin
pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. No obstante, los
transformadores reales poseen pequeñas pérdidas dependiendo de su diseño y
tamaño, entre otros factores. Está constituido por dos bobinas de material
conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero
aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la
constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo,
generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero
eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o
salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen
transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario",
de menor tensión que el secundario.
Tipos de transformadores:
Transformadores de
potencia
Se
utilizan para sub-transmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y
media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de
generación y en grandes usuarios. Se
construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de
13.2, 33, 66 y 132 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.
Transformadores de distribución
Se
denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de
potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a
67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos. Aunque la mayoría de tales
unidades están proyectadas para montaje sobre postes, algunos de los tamaños de
potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para
montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones típicas son para
alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes públicos, talleres y
centros comerciales.
Dichos
transformadores se clasifican a su vez en:
Transformadores secos
Los transformadores de distribución de este
rango se utilizan para reducir las tensiones de distribución suministradas por
las compañías eléctricas a niveles de baja tensión para la distribución de
potencia principalmente en áreas metropolitanas (edificios públicos, oficinas,
subestaciones de distribución) y para aplicaciones industriales.
Los
transformadores secos son ideales para estas aplicaciones porque pueden ser
ubicados cerca del punto de utilización de la potencia lo cual permitirá
optimizar el sistema de diseño minimizando los circuitos de baja tensión y alta
intensidad con los correspondientes ahorros en pérdidas y conexiones de baja
tensión. Los transformadores secos son medioambientalmente seguros,
proporcionan un excelente comportamiento a los cortocircuitos y robustez
mecánica, sin peligro de fugas de ningún tipo de líquidos, sin peligro de fuego
o explosión y son apropiados para aplicaciones interiores o exteriores.En muchos
países es obligatorio instalar transformadores secos cuando las subestaciones
están situadas en edificios públicos.
Los
transformadores de tipo seco encapsulado al vacío están diseñados a prueba de
humedad y son adecuados para funcionar en ambientes húmedos o muy contaminados.
Son los transformadores idóneos para funcionar en ambientes que presenten una
humedad superior al 95 % y en temperaturas por debajo de los -25 °C.
Transformadores húmedos
Se
utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en
media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería,
explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que
requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.
En este tipo de transformador el circuito magnético y los
arrollamientos están sumergidos en un líquido aislante como el aceite. Este
puede ser de tipo mineral, de silicona, éster o vegetal. La elección del aceite
está vinculada al tipo de instalación y a la necesidad específica del cliente
en caso de que se requiera asegurar garantías particulares en cuanto a impacto
medioambiental o seguridad en caso de incendio.
La
principal desventaja, es la relativamente baja temperatura de inflamación del
aceite, y por tanto el riesgo de incendio con desprendimiento elevado de humos.
Según la norma UNE, el valor mínimo admisible de la temperatura de inflamación
del aceite para transformadores, es de 140 ºC. Por este motivo (también por
razones medioambientales), debajo de cada transformador, debe disponerse un
pozo o depósito colector, de capacidad suficiente para la totalidad del aceite
del transformador, a fin de que, en caso de fuga de aceite, por ejemplo, por
fisuras o rotura en la caja del transformador, el aceite se colecte y se recoja
en dicho depósito.
Transformadores Herméticos de Llenado Integral
Se utilizan en intemperie o interior para
distribución de energía eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en
lugares donde los espacios son reducidos. Son de aplicación en zonas urbanas,
industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y
toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.
Su
principal característica es que al no llevar tanque de expansión de aceite no
necesita mantenimiento, siendo esta construcción más compacta que la
tradicional. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA,
tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV
y frecuencias de 50 y 60 Hz.
Transformadores Rurales
Están diseñados para instalación monoposte en
redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de
7.6, 13.2 y 15 kV.
En
redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como
alternativa 3 monofásicos.
Transformadores Subterráneos
Transformador
de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel,
pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier
naturaleza.
Transformadores Auto Protegidos
El
transformador incorpora componentes para protección del sistema de distribución
contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el
transformador, para esto posee fusibles de alta tensión y disyuntor de baja
tensión, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensión y
disyuntor de baja tensión. Para protección contra sobretensiones el
transformador está provisto de dispositivo para fijación de pararrayos externos
en el tanque.
Autotransformadores
Los autotransformadores se usan normalmente
para conectar dos sistemas de transmisión de tensiones diferentes,
frecuentemente con un devanado terciario en triángulo. De manera parecida, los
autotransformadores son adecuados como transformadores elevadores de centrales
cuando se desea alimentar dos sistemas de transporte diferentes. En este caso
el devanado terciario en triángulo es un devanado de plena capacidad conectado
al generador y los dos sistemas de transporte se conectan al devanado,
autotransformador. El autotransformador no sólo presenta menores pérdidas que
el transformador normal, sino que su menor tamaño y peso permiten el transporte de potencias superiores.
Transformadores de
corriente
Los transformadores de corriente se utilizan
para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y
medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u
otros dispositivos de medida y control. Ciertos tipos de transformadores de
corriente protegen a los instrumentos al ocurrir cortocircuitos.
Los
valores de los transformadores de corriente son:
Carga
nominal: 2.5 a 200 VA, dependiendo su función.
Corriente
nominal: 5 y 1A en su lado secundario. se definen como relaciones de corriente
primaria a corriente secundaria. Unas relaciones típicas de un transformador de
corriente podrían ser: 600/5, 800/5, 1000/5.
Usualmente
estos dispositivos vienen con un amperímetro adecuado con la razón de
transformación de los transformadores de corriente, por ejemplo: un
transformador de 600/5 está disponible con un amperímetro graduado de 0 - 600A.
Transformador de potencial TT/PP
Es un transformador devanado especialmente,
con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Tiene una
potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra de
voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos
incorporados.
Además,
puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deberá ser
particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se
pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisión,
dependiendo de qué tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicación
especial.
buena info. gracias
ResponderBorrarExcelente Trabajo
ResponderBorrarGracias buena información
ResponderBorrarExcelente aportación, es clara y concisa. Si quieren saber un poco más sobre los transformadores, les recomiendo pasar a esta página llamada SIMMEXICO
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