eléctrica

Existe una oportunidad cierta de lograr ahorros de energía eléctrica al momento de realizar la selección de estos equipos, y siempre es muy conveniente que el cliente desarrolle actividades de ingeniería de proyectos para escoger el equipo más adecuado a sus necesidades reales. Esto se debe a que algunos "expertos" en el área de ingeniería eléctrica no consideran los aspectos básicos deeficiencia energética en las instancias de selección de transformadores.
Los transformadores de distribución están presentes en todas las instalaciones industriales y comerciales. Ellos permanecen conectados de forma continua y es poca la información que se tiene respecto de sus rendimientos, quizás debido a que es poca la injerencia que tiene el usuario respecto de estos equipos.
Un transformador dedistribución normal tiene pérdidas debido a varias razones:
1. Pérdidas en el devanado primario (l2R).
2. Pérdidas en el devanado secundario (l2R).
3. Pérdidas de magnetización (función de frecuencia y del hierro del núcleo).
4. Pérdidas de origen dieléctrico (por el medio aislante, aceite por ejemplo).
5. Pérdidas de tipo parasitarias (asociadas a corrientes parásitas).
 
 
La expresiónde las pérdidas de un transformador, para una carga x cualquiera será:

Donde:
P salida= potencia requerida por la carga conectada al transformador
P entrada= potencia absorbida de la red.
P pérdidas= potencia de pérdidas interiores del transformador. 
x= grado de carga del transformador.
P constantes= pérdidas que están presentes en todo momento en el transformador, independiente delgrado de carga que se conecte a sus terminales.
P carga= pérdida en Joules (l2R) en el interior del transformador por circulación de la corriente por ambos devanados.
Esta expresión muestra que la eficiencia depende de la potencia de la carga que se conecte, su factor de potencia y las pérdidas propias del transformador (de vacío y de plena carga). Esta eficiencia no será constante para todos losgrados de carga conectada, y alcanzará su máxima eficiencia en un grado de carga tal que las pérdidas de vacío igualen a las pérdidas de plena carga, según la expresión:

Normalmente, la máxima eficiencia se logra para cargas menores a la potencia nominal del transformador. Como ejemplo, para un transformador de 100 kVA, con pérdidas de vacío del orden de 0,9 kW y pérdidas con carga de 2,5 kW,con una carga conectada de potencia variable, pero de factor de potencia 0,7 inductivo constante, la evaluación de la expresión anterior de eficiencia máxima entrega valores del orden:

Esto significa que el transformador logrará su máxima eficiencia (95,89%) cuando la carga conectada sea de 60% • 100 kVA= 60 kVA @ cos φ = 0,7 inductivo. Nótese también que la eficiencia dependerá tanto de lapotencia como del factor de potencia de la carga conectada.
La gráfica de eficiencia para varios grados de carga se muestra a continuación:
Ahora, supongamos que se tienen dos transformadores, A y B respectivamente, y ambos tienen las mismas pérdidas totales de 2 kW, pero con los siguientes detalles:
Transformador A:
P vacío = 1 kW 
P carga = 1 kW 
η máximo = 98,04%
Transformador B:
P vacío= 0,3 kW 
P carga = 1,7 kW 
η máximo = 98,04%
Como se observa, ambos tienen la misma eficiencia máxima de 98,04% con factor de potencia unitario, excepto que el transformador A tiene esa eficiencia máxima a un grado de carga plena (x = 1), mientras que en el caso del transformador B, esta eficiencia máxima ocurre a un grado de carga de

A este grado de carga, el transformador B tiene unaeficiencia de 98,59%. La eficiencia máxima del transformador A en este mismo punto de carga será del 97,28%. Entonces, podemos inferir que el transformador A tiene un núcleo de más pérdidas por kg de hierro que la unidad B a una densidad de flujo dada, pero el transformador B tiene menos cobre en sus devanados que el transformador A, y trabaja a una densidad de corriente de mayor valor.

Estas...