15 Ago
Transformadores Eléctricos
Un transformador es una máquina eléctrica estática que funciona con corriente alterna. Constituida por dos arrollamientos, primario y secundario, permite transformar la energía eléctrica de un determinado valor a otro, generalmente diferente.
Importancia de los Transformadores en la Transmisión de Energía
La transmisión de energía eléctrica desde los lugares de producción hasta los centros de consumo es más económica cuanto mayor es la tensión de las líneas. Esto se debe a que, al aumentar la tensión, la corriente disminuye, lo que permite reducir la sección de los conductores y, por ende, las pérdidas.
Los transformadores también elevan la tensión de salida de los alternadores a valores del orden de 380-400 kV, necesarios para el transporte de energía a largas distancias. Para reducir las pérdidas en la línea y en los centros receptores, se realiza el proceso inverso, reduciendo la tensión a niveles convenientes para la distribución y consumo.
Devanados de Alta y Baja Tensión
El arrollamiento de mayor tensión se denomina devanado de alta tensión (A.T.) y el de menor tensión se denomina devanado de baja tensión (B.T.).
Principales Aspectos Constructivos
El transformador consta de las siguientes partes principales:
- a) Núcleo
- b) Devanados
- c) Sistema de refrigeración
- d) Aisladores pasantes de salida
Núcleo
El núcleo del transformador forma su circuito magnético y está constituido por chapas de acero al silicio laminadas en frío. Estas chapas están recubiertas por una capa aislante que reduce las pérdidas en el hierro.
El circuito magnético está compuesto por las columnas, donde se montan los devanados, y las culatas. También contiene las ventanas del núcleo, por donde pasan los devanados.
Tipos de Núcleos
Según la posición entre el núcleo y los devanados, los transformadores se clasifican en:
- Acorazados: Los devanados están en su mayor parte abrazados por el núcleo magnético.
- De columnas: Los devanados rodean casi por completo el núcleo magnético.
Las uniones de las columnas con las culatas se denominan juntas y pueden ser a tope o a solape.
Devanados
Los devanados constituyen el circuito eléctrico del transformador y se realizan con conductores de cobre, en forma de hilos redondos o de sección rectangular. Los conductores tienen una capa aislante, que suele ser de barniz en los transformadores pequeños y de fibra de algodón o cinta de papel en el caso de pletinas.
Tipos de Devanados
Los devanados pueden ser concéntricos o alternados. En los concéntricos, los bobinados tienen forma de cilindros coaxiales, generalmente se coloca más cerca de la columna el arrollamiento de B.T., ya que es más fácil de aislar que el devanado de A.T.
Placa de Características del Transformador
La placa de características de un transformador es una cartulina metálica que incluye los datos del transformador, como la potencia, frecuencia, tensiones asignadas e impedancia equivalente. También se indica el esquema de conexiones internas, el tipo de transformador, la clase de refrigeración, el nombre del fabricante, la serie y el código.
Tensiones y Potencia Asignadas
- Tensiones asignadas o nominales: Son los valores base empleados en los ensayos y en la utilización del transformador.
- Potencia asignada: Siempre se refiere a la potencia aparente y se aplica tanto al devanado primario como al secundario.
Sistemas de Refrigeración
Los transformadores generan pérdidas que se transforman en calor. Para evitar que se alcancen temperaturas que puedan afectar a los devanados, es necesario dotarlos de un sistema de refrigeración.
Tipos de Refrigeración
- Transformadores en seco: Para potencias pequeñas, la superficie externa de la máquina es suficiente para la evacuación del calor.
- Transformadores en baño de aceite: Para potencias elevadas, se emplea aceite mineral como refrigerante y aislante. El aceite se introduce en una cuba, que puede ser plana, ondulada, con tubos o con radiadores adosados, y la eliminación del calor se realiza por radiación y convección natural.
Los transformadores de menos de 200 kVA suelen estar sumergidos en aceite dentro de la cuba principal de acero.
El uso de aceites de siliconas representa un avance tecnológico en la refrigeración de transformadores.
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