Perdidas En Un Transformador De Distribucion

INTRODUCCION

El transformador no recibe ni entrega potencia mecánica. Sólo modifica los factores de la potencia eléctrica, Recibe la energía a determinados valores de tensión y corriente y la devuelve con valores distintos e inversamente proporcionales, esta facilidad de adecuar la tensión a sus valores para la transmisión y distribución, ha sido determinante para la adopción de la corriente alterna.

La transmisión de la energía mediante altas tensiones, requiere en general, de dos a cinco veces la transformación de la tensión, desde la generación hasta el usuario final.

Se entiende así la importancia que se presta a la reducción de las pérdidas en los transformadores, Esto adquiere aún más importancia en el caso de los transformadores pequeños, los cuales, por su característica física, presentan más pérdidas relativas que los transformadores grandes.

Las pérdidas de potencia en un transformador real, aunque son un tema muy crítico y complicado, han sido estudiadas por varios años. Dichos estudios han permitido concluir que no es posible evitar las pérdidas en un transformador; aunque si es posible reducirlas al máximo.

Es importante estudiar metodologías utilizadas para calcular las pérdidas térmicas y eléctricas en los distintos elementos que componen un transformador de distribución, así como también adquirir conceptos que permitan abordar el comportamiento dieléctrico del aceite del transformador.

Esas pérdidas pueden eventualmente generar calentamientos localizados, que pueden comprometer su operación en corto o largo plazo. Se hace necesario entonces calcular esas pérdidas para dotar a la máquina con un sistema adecuado de refrigeración. Además, el conocimiento de la ley de variación de las pérdidas, en función de distintos parámetros, puede sugerir distintos modos para disminuirlas, cuya viabilidad será evaluada según criterios de costos y factibilidad técnica.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Un transformador es un dispositivo que cambia la potencia eléctrica alterna en un nivel de voltaje a potencia eléctrica alterna en otro nivel de voltaje mediante la acción de un cambio magnético. Costa de dos o más bobinas de alambre conductor enrolladas alrededor de un núcleo ferromagnético. Estas bobinas no están (usualmente) conectadas en forma directa. La única conexión entre las bobinas es el flujo magnético común que se encuentra dentro del núcleo. El devanado del transformador que se conecta a la fuente de potencia se llama devanado primario o de entrada, y el devanado que se conecta a la carga se llama devanado secundario o de salida [1].

Un transformador ideal es un dispositivo sin pérdidas, el cual, en la vida real no existe. Las pérdidas de energía en un trasformador de distribución son inevitables pero se pueden minimizar al máximo; la reducción de las pérdidas de energía reduce la cantidad de energía que la Compañía que presta el servicio debe comprar para satisfacer la demanda aparente pero que no puede facturar, y aumenta la cantidad de electricidad efectivamente comercializada.

Las pérdidas de energía son equivalentes a la diferencia entre la energía comprada y la energía vendida y pueden ser clasificadas en pérdidas técnicas y no técnicas. Las pérdidas técnicas se relacionan con la energía que se pierde durante el transporte y distribución dentro de la red como consecuencia del calentamiento natural de los transformadores y conductores que transportan la electricidad desde las centrales generadoras a los clientes.

Para analizar las pérdidas de potencia en un transformador, es muy conveniente analizar al circuito magnético y el circuito eléctrico por separado, puesto que cada uno de ellos presenta pérdidas por circunstancia totalmente diferentes, las pérdidas en un trasformador se clasifican en términos generales en Pérdidas en Vacío y Pérdidas en Carga.

En los distintos componentes de la red eléctrica se producen en condiciones normales de funcionamiento, pérdidas técnicas, la economía de la red eléctrica está ligada a su dimensionamiento y a su operación, y en particular a las pérdidas que en ella se producen.

Las pérdidas a nivel nacional, representan un serio problema que se refleja en deficiencias operativas de las empresas de Distribución, las que ocasionan mayores costos internos que producen un serio impacto sobre las tarifas eléctricas y sobre la economía de las empresas.

Los esfuerzos realizados por las empresas Distribuidoras para reducir las pérdidas de energía eléctrica, han rendido pocos frutos, debido a que el tema sigue latente por los escasos resultados logrados en la práctica, esta situación conlleva, a la búsqueda de soluciones innovadoras al problema.

El nivel de pérdidas de una empresa Distribuidora de energía es una medida de su eficiencia técnica, comercial y administrativa para atender el servicio demandado por sus clientes [2].

A pesar de que los transformadores de distribución tienen en términos relativos rendimientos elevados, el hecho que éstos estén normalmente conectados 24 horas al día y 365 días al año, determina que las pérdidas de estos equipos tengan incidencia en los costos de operación de los usuarios.

La selección de transformadores para un proyecto dado, debe tomar en cuenta los costos de inversión de las distintas opciones, las pérdidas en el núcleo, el grado de carga de los transformadores, las pérdidas en el cobre o en carga y las tarifas pagadas por el usuario [3].

Por las razones expuestas este proyecto pretende responder a la problemática de cómo reducir las pérdidas en un transformador de Distribución, a bajo costo.

2. ESTADO DEL ARTE

La presente propuesta es significativa, porque de ella se obtendrán beneficios económicos para la empresa distribuidora de energía eléctrica y para los usuarios en general; varios métodos han sido propuestos para solucionar el problema descrito anteriormente, así:

1. Analizar las pérdidas en el transformador tal como se muestra en [1].

2. Disminuir la dispersión de pequeñas corrientes de energía, como se menciona en [2].

3. Reducir las pérdidas en el hierro, manifestadas en forma de calor. Como lo propone [4].

4. Reducir las pérdidas de potencia debido a la constitución maciza del núcleo, como lo muestra [4].

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