El transformador

Universidad del meta

Tema IV: Transformadores

Dpto.
Dpto. de
de Ingeniería
Ingeniería Eléctrica,
Eléctrica,
Electrónica
Electrónica de
de Computadores
Computadores yy
Sistemas
Sistemas

4.1 Generalidades
Transformador
Transformador
elemental
Flujo magnético
elemental

I1

Se utilizan en redes eléctricas para
convertir un sistema de tensiones
(mono - trifásico) enotro de igual

I2

V1

frecuencia y > o < tensión

V2

La conversión se realiza prácticamente sin pérdidas

Secundario

Primario

Núcleo de chapa
magnética aislada

Transformador elevador: V2>V1, I2 60 kV

El aislamiento entre devanados se realiza dejando
espacios de aire o de aceite entre ellos
La forma de los devanados es normalmente circular
El núcleo está siempre conectadoa tierra. Para evitar
elevados gradientes de potencial, el devanado de baja
tensión se dispone el más cercano al núcleo

4.3 Aspectos constructivos:
devanados y aislamiento II

{

Estructura
devanados:
trafo
monofásico

Aislante
Primario
Secundario

Secundario

Primario

Núcleo con 3
columnas

Núcleo con 2 columnas
Aislante
Primario

Primario
SecundarioConcéntrico

Aislante

Alternado

Secundario

4.3 Aspectos constructivos:
devanados y aislamiento III
Catá
Catálogos comerciales

Conformado conductores
devanados
Catá
Catálogos comerciales

Fabricación núcleo:
chapas magnéticas

4.3 Aspectos constructivos:
refrigeración

 Transformadores de potencia medida... E. Ras Oliva

1 Núcleo
1’ Prensaculatas
2 Devanados
3 Cuba
4Aletas refrigeración
5 Aceite
6 Depósito expansión
7 Aisladores (BT y AT)
8 Junta
9 Conexiones
10 Nivel aceite
11 - 12 Termómetro
13 - 14 Grifo de vaciado
15 Cambio tensión
16 Relé Buchholz
17 Cáncamos transporte
18 Desecador aire
19 Tapón llenado
20 Puesta a tierra

4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos I
Catá
Catálogos comerciales

Transformadores
en baño de aceite4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos II
Catá
Catálogos comerciales

OFAF

Transformador
seco

4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos III
5000
5000 kVA
kVA
Baño
Baño de
de
aceite
aceite

2500
2500 kVA
kVA
Baño
Baño de
de aceite
aceite

1250
1250 kVA
kVA
Baño
Baño de
de aceite
aceite

Catá
Catálogos comerciales

10
10 MVA
MVA
SelladoSellado con
con N
N22

10
10 MVA
MVA
Sellado
Sellado con
con N
N22

4.3 Aspectos constructivos:
trafos trifásicos IV
Catá
Catálogos comerciales

Seco

Catá
Catálogos comerciales

En aceite

Secciones de transfomadores
en aceite y secos

4.4 Principio de
funcionamiento (vacío)
Transformador
en vacío

φ (t)

LTK primario:

I00(t)

I22(t)=0

e11(t)

U11(t)e22(t)

Ley de Lenz:

d
dφφ((tt))
U
U11((tt)) == −−ee11((tt)) == N
N11 ⋅⋅
dt
dt

U22(t)

El flujo es
senoidal

R
R devanados=0
devanados=0

U
= E ef
U11ef
ef = E11ef

EE11ef
= 4 , 44 ⋅ f ⋅ N ⋅ S ⋅ B m
ef = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N11 ⋅ S ⋅ Bm

La tensión aplicada
determina el flujo
máximo de la máquina

φφ((tt)) == φφm
⋅ Senωt
m ⋅ Senωt

U
⋅ Cosωt = N ⋅ φ m ⋅⋅ ωU11((tt)) == U
Um
Cosω
ω ⋅⋅ Cos
ωtt
m ⋅ Cosωt = N11 ⋅ φm

11
==
⋅⋅ 22ππff ⋅⋅ N
= 4 ,44 ⋅ f ⋅ N ⋅ φ m
N11 ⋅⋅ φφm
m = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N11 ⋅ φm
22

Fem
eficaz

U
U11((tt)) ++ ee11((tt)) == 00

rrtt ==

Tensión
eficaz

U
= N ⋅ 2πf ⋅ φ m
Um
m = N11 ⋅ 2πf ⋅ φm

Repitiendo el proceso
para el secundario

EE11ef
U
N
U11ef
ef = N11 ≅
ef
=
≅
EE22ef
N
N22 U
U22((vacíovacío))
ef

Tensión
máxima

d
dφφ((tt))
ee22((tt)) == −−N
N22 ⋅⋅
dt
dt

EE22ef
= 4 , 44 ⋅ f ⋅ N ⋅ S ⋅ B m
ef = 4 , 44 ⋅ f ⋅ N22 ⋅ S ⋅ Bm

4.4 Principio de funcionamiento:
relación entre corrientes
Considerando que la
conversión se realiza
prácticamente sin
pérdidas:

φ (t)
I11(t)

Potentrada≅Potenciasalida
Considerando que la
tensión del secundario
en carga es la misma...