TRANSFORMADORES ELECTRICOS

Transformadores

¿Que es un transformador?

Transformador Eléctrico:

Dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia y potencia dicha transformacion se da mediante el intercambio de corriente electrica basado en el fenomeno conocido como inductancia.

INDUCCIÓN

El fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831, se basa fundamentalmente en que cualquier variación de flujo magnético que atraviesa un circuito cerrado genera una corriente inducida, y en que la corriente inducida sólo permanece mientras se produce el cambio de flujo magnético.

Eléctricos

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

Entre 1884 y 1885, los ingenieros húngaros Zipernowsky, Bláthy y Deri de la compañía Ganz crearon en Budapest el modelo “ZBD” de transformador de corriente alterna, basado en un diseño de Gaulard y Gibbs (Gaulard y Gibbs sólo diseñaron un modelo de núcleo abierto). Descubrieron la fórmula matemática de los transformadores:

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

Los transformadores tienen la capacidad de transformar el voltaje y la corriente a niveles más altos o más bajos. No crean por supuesto, la energía a partir de la nada; por lo tanto, si un transformador aumenta el voltaje de una señal, reduce su corriente; y si reduce el voltaje de la señal, eleva la corriente.

FUNCIONAMIENTO

Dicha relación nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada

1 Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, circulará por éste una corriente alterna que creará a su vez un campo magnético variable.

2 Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.

RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN

Por cada volt de entrada ¿cuántos volts hay en la salida del transformador?

Ep/Es=Np/Ns

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns)

La razón de la transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

Np/Ns = Vp/Vs = Ip/Is = m

¿Como se compone?

Devanado secundario

También este devanado esta constituido por una bobina de hilo esmaltado arrollada a través del núcleo magnético.

A este devanado se le conecta la carga para utilizar la nueva tensión obtenida.

Devanado primario

Esta compuesto por una bobina de hilo esmaltado de cobre o aluminio que se arrolla en un carrete de plástico o cartón en la chapa magnética.

En un transformador el devanado primario es el que se conecta a la red, independientemente de que sea el que tenga mayor o menos numero de espiras y por tanto mayor o menor tensión.

Esta formado por dos circuitos principales:

Circuito eléctrico:

Devanado primario

Devanado secundario

Circuito magnético:

Chapa magnetica

POR SU APLICACIÓN

SIMBOLOGIA

CIRCUITO MAGNETICO

Esta compuesto por la chapa magnética formando un empilado que será denominado: núcleo magnético.

"La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnetico común."

APLICACIONES

La aplicación mas común de un transformador es para elevar o disminuir la tensión, siempre en corriente alternada, ya que en corriente continua los transformadores no funcionan.

TRANSFORMADOR DE POTENCIA:

Sirven para transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son utilizadas en centrales de generación y también en otras palabras…. son utilizados por usuarios “grandes”

TRANSFORMADOR

AUTOPROTEGIDO

•TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA EPOXI:

Se utiliza en interior para distribución de energía eléctrica a media tensión, en donde los lugares son reducidos y en donde los requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la utilización de transformadores refrigerados con aceite, son utilizados en hospitales, industrias, minería, centros comerciales y todo lugar que requiera una utilización intensiva de energía eléctrica

• TRANSFORMADORES SUBTERRANEOS:

Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde exista la posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION:

Se le da ese nombre a los transformadores que cumplen con ciertas condiciones, una de ellas es que tengan potencias iguales o menores a 500 KVA y otra condición es que maneje tensiones iguales o inferiores a 67000 V. (ya sean monofásicos o trifásicos). La mayoría de estos transformadores fueron creados para ser montados en postes y algunos que comúnmente están por arriba de los 18000 V son utilizados en plataformas, alimentación de granjas, residencias, almacenes públicos o edificios, talleres y centros comerciales.

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 pose 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.

CLASIFICACIÓN

Y TIPOS

El devanado primario es el que recibe la energía y el devanado secundario es el que la cede.

POR SU CONSTRUCCIÓN

Autotransformador

Transformador con núcleo toroidal

Transformador de grano orientado

Transformador de núcleo de aire

Transformador de núcleo envolvente

Transformador piezoeléctrico

Transformador elevador/reductor de tensión

Transformadores elevadores

Transformadores variables

Transformador de aislamiento

Transformador de alimentación

Transformador trifásico

Transformador de pulsos

Transformador de línea o Flyback

Transformador diferencial de variación lineal

Transformador con diodo dividido

Transformador de impedancia

Estabilizador de tensión

Transformador híbrido o bobina híbrida

Balun

Transformador electrónico

Transformador de frecuencia variable

Transformadores de medida

¿POR QUÉ EXPLOTAN LOS TRANSFORMADORES?

Durante el corto circuito en un transformador, el ARCO eléctrico vaporiza el aceite y crea un Pico de Presión Dinámica el cual viaja a una velocidad de 1200 metros por segundo (4000 pies por segundo). Este fenómeno ocurre en tan sólo unos cuantos milisegundos. Debido a los reflejos del pico de presión dinámica en las paredes del Tanque transformador es que generará ondas de presión, la integración de todas estas ondas de presión dinámica incrementa la presión estática. Posteriormente, entre 50 o 100 milisegundos después del arco eléctrico, la presión llega a ser uniforme a lo largo de todo el tanque del transformador causando la ruptura del mismo.

SABIAS QUE...

Transformadores son usualmente las piezas de equipo más costosas en una subestación, excediendo, en ocasiones, varios millones de dólares.

PERO MAS IMPORTANTE ES LA VIDA!!

SIEMPRE ACTA LAS NORMAS, RESPETA LAS ESPECIFICACIONES Y USA EL CORRECTO EQUIPO DE PROTECCIÓN

CIRCUITOS EQUIVALENTES PARA UN TRANSFORMADOR TRIFASICO.

CIRCUITOS EQUIVALENTES PARA UN TRANSFORMADOR SÓLO