Ingenieria - Transformadores

4.2 Transformadores de potencia
• 4.2.1 Generalidades
• • • • • Descripción Circuito magnético Circuito eléctrico Refrigeración Aspectos constructivos

• 4.2.2 Principio de funcionamiento
• El transformador ideal • Funcionamiento en vacío • Funcionamiento en carga

• 4.2.3 Circuito equivalente
• Reducción al primario • Circuito equivalente exacto • Circuito equivalente aproximado

•4.2.4 Transformadores trifásicos • Descripción
• Grupos de conexión

4.2 Transformadores de potencia
• 4.2.5 Ensayos del transformador
• Ensayo de vacío • Ensayo de cortocircuito

• 4.2.6 Rendimiento del transformador
• Pérdidas en el transformador • Rendimiento

• 4.2.7 Regulación de tensión
• Caída de tensión • Regulación de tensión: cálculo aproximado • Efecto Ferranti

• 4.2.8Placa de características • 4.2.9 Datos de catálogo

4.2.1 Generalidades Descripción
• Máquina eléctrica que se utiliza en la red eléctrica para cambiar los niveles de tensión • Pérdidas muy reducidas: potencia de entrada casi igual a la de salida

• Componentes básicos:
– Circuito magnético – Devanados primario y secundario • El devanado de mayor tensión presenta menores intensidades que elde menor (porque la potencia es casi constante) Flujo magnético • Relación de transformación:rt=U1/U2 – Transformador elevador: rt1 I I • Características principales: – Tensiones nominales: U1n, U2n U1 – Potencia aparente nominal: Sn – Intensidades nominales: I1n, I2n Primario – Frecuencia nominal
1

2

U2

Secunda

Núcleo de chapa magnética aislada

4.2.1 Generalidades Circuitomagnético
• Apilamiento de chapas de material ferromagnético de pequeño espesor • Las chapas están aisladas para reducir pérdidas por corrientes parásitas • Tipos de núcleos magnéticos de transformadores monofásicos:

Columnas Culatas

• El núcleo suele aproximarse a una sección circular a base de paralelepípedos • Posibles tipos de unión de las chapas: solape y tope • Posibles tipos de corte delas chapas: 45 y 90 grados

Normal

Acorazado

Unión a tope

Unión a solape

Sección columna

4.2.1 Generalidades Circuito eléctrico
• Forma circular dispuestos concéntricamente a la columna • Compuestos por conductores aislados entre si:
– – Hilos de cobre esmaltados (trafos de pequeña potencia) Pletina de cobre encintada (trafos de elevada potencia)

• Devanado de baja tensiónsiempre en el interior para disminuir los gradientes de tensión, pues el núcleo está puesto a tierra • Disposiciones:

Devanados concéntricos

Devanado en galletas Alta tensión Baja tensión Aislamiento

4.2.1 Generalidades Circuito magnético y eléctrico

Detalle de un núcleo magnético

Proceso de conformado de un devanado

4.2.1 Generalidades Refrigeración
• Pérdidas en eltransformador:
– – Núcleo magnético (histéresis y corrientes parásitas) Joule en los devanados

• Necesidad de evacuar las pérdidas para mantener la temperatura por debajo del límite térmico de los aislamientos: elevada superficie específica • Propiedades del medio refrigerante:
– – – – – – – – – Alta conductividad térmica Alta rigidez dieléctrica Baño de aceite (transformadores en baño de aceite)Resina epoxídica (transformadores secos) Exterior (natural o forzada) Interior (natural o forzada) OFAF (Oil Forced Air Forced): refrigeración interior y exterior forzada ONAN (Oil Natural Air Natural): refrigeración interior y exterior natural ONAF (Oil Natural Air Forced): refrigeración interior natural y exterior forzada

• Posibilidades:

• Tipos de refrigeración en transformadores:

•Notación del tipo de refrigeración. Ejemplos:

4.2.1 Generalidades Refrigeración

Transformador en aceite

Transformador seco

4.2.1 Generalidades Aspectos constructivos
5 6 1 2 3 4 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Núcleo de hierro Devanados Cuba Radiadores Depósito de expansión Bornas de alta tensión Bornas de baja tensión Placa de características

Transformador en aceite

4.2.2 Principio de...