Transformadores

Introducción

El descubrimiento que sin duda más ha impactado el desarrollo de la tecnología humana ha sido el de como utilizar la energía eléctrica. Este tipo de energía es el más versátil pues es relativamente fácil transformarle a otro tipo de energía mediante diversos dispositivos.

Pero a través de los años han surgido ciertas limitantes en el uso de este importante tipo de energía. Entre estas limitantes está su medio de transporte para su aprovechamiento lejos de las centrales eléctricas donde fue obtenida. El problema radica en que, si no se tiene cuidado, una parte importante de la energía se disipará en forma de calor en los conductores mientras es transportada.

Una solución inteligente a este serio problema es el uso de una máquina eléctrica denominada transformador. Este interesante dispositivo es utilizado para transformar un sistema de corrientes alternas en uno o más sistemas de corrientes alternas de igual frecuencia y de intensidad y tensión generalmente diferentes, evitando de esta manera que la energía eléctrica se disipe mientras se transporta.

En las siguientes líneas se expondrá de forma breve el cómo funcionan estas interesantes máquinas. Se mencionaran los diversos componentes que le conforman, los ensayos previos para asegurar que funcione de forma adecuada además de la forma en que estos funcionan en un mundo ideal y en la vida real.

Para finalizar se detallará acerca del transformador que ha revolucionado la distribución energética: el transformador trifásico. De este se dará a conocer sus características y las diferentes formas de conectarse para lograr su óptimo desempeño.

índice

Introducción 1

índice 2

1. Transformadores (Generalidades) 3

1.1 Definición de Transformador 3

1.2 Importancia de los Transformadores 4

1.3 Partes de un transformador 5

1.3.1 Núcleo 5

1.3.2 Devanados 7

1.3.3 Sistemas de Refrigeración 8

1.3.4 Aisladores Pasantes y otros elementos 11

1.4 Ensayos en Transformadores 12

1.5 Representación de Transformadores 13

2.- Breve Historia del Transformador 14

3.- Funcionamiento de un Transformador Ideal 15

4.- Funcionamiento de un Transformador Real 19

5.- Transformadores Trifásicos 21

5.1- Formas de conexión de los Transformadores Trifásicos 22

5.2- Combinación de Conexiones de Transformadores Trifásicos 23

5.2.1- Conexión Estrella – Estrella 24

5.2.2- Conexión Estrella – Delta 26

5.2.3- Conexión Delta – Estrella 27

Conclusión 30

Bibliografía 31

1. Transformadores (Generalidades)

1.1 Definición de Transformador

Un transformador es una máquina eléctrica estática, destinada a funcionar con corriente alterna, constituida por dos arrollamientos primario y secundario. Su función es la de transformar un sistema de corrientes alternas en uno o más sistemas de corrientes alternas de igual frecuencia y de intensidad y tensión generalmente diferentes.

Un transformador en servicio en un sistema eléctrico tiene ciertas características nominales que han sido en parte fijadas por el usuario y en parte adoptadas por el proyectista. Estas características que son objeto de garantías que se comprueban mediante ensayos.

Los transformadores se identifican con una sigla que define el modo y el medio de refrigeración utilizado. Los transformadores pueden ser sumergidos en aceite mineral, sintético u otro líquido refrigerante, o ser de tipo seco. Los primeros son aquellos cuyas partes activas, estén o no aisladas y eventualmente impregnadas, están inmersas en aceite u otro líquido dieléctrico. El aislamiento se realiza con materiales pertenecientes a la clase A (105 °C).

Los de tipo seco son aquellos cuyas partes activas, estén o no aisladas y eventualmente impregnadas, están en contacto inmediato con un aislante gaseoso (generalmente aire) o bien sólido (generalmente resinas epóxicas o a base de siliconas). El aislamiento se realiza con materiales pertenecientes a la clase F (155 °C) o H (180 °C).

1.2 Importancia de los Transformadores

Los transformadores son sumamente importantes para la sociedad actual debido a que gracias a ellos ha sido posible el enorme desarrollo en la utilización de la energía eléctrica. Son estos los que hacen posible la realización práctica y económica del transporte de la energía a grandes distancias. Hay que tener en cuenta que la transmisión de la energía eléctrica desde los lugares donde se produce (Centrales Eléctricas) hasta los numerosos centros de consumo, es tanto más económica cuando más alta es la tensión de las líneas, pues con ello se hace menor la corriente y en consecuencia se reduce la sección de los conductores y la energía disipada en estos.

Sin embargo, las tensiones generadas en los alternadores de las Centrales eléctricas, están limitadas por consideraciones tecnológicas, a valores que oscilan entre los 15 y 30 kV, que son insuficientes para alcanzar tal objetivo; por otro lado, salvo casos sumamente raros, la corriente a alta tensión, no puede enviarse directamente a los aparatos de utilización, porque estos requieren normalmente tensiones bajas.

Los transformadores permiten de una forma idónea, conciliar estas necesidades opuestas, de tal forma que para reducir las perdidas en la línea, se realiza una primera transformación que eleva la tensión de salida a los alternadores a valores del orden 380- 400kV, a los cuales se realiza el transporte de energía; existiendo en los centros receptores otros transformadores que realizan el proceso inverso, reduciendo la tensión hasta los niveles que se consideran

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