Tema dos

Tema 2. TRANSFORMADORES.
2.1. Funcionamiento. 2.1.1. El transformador de potencia. El transformador es un aparato que realiza una función muy poco vistosa –no realiza ningún trabajo mecánico (salvo vibrar)– pero en cambio sí muy útil para el transporte de la energía eléctrica. La función de los transformadores es la de cambiar los parámetros de la energía eléctrica. De forma tal, que no seapreciso generar, transportar y consumir la energía a una misma tensión. El primer sistema de distribución de electricidad lo puso en servicio Edison, en Nueva York, en el año 1882. Se trataba de una pequeña central eléctrica que suministraba corriente continua a 120V. Esta tensión tan baja requería que por los cables circulasen grandes corrientes, lo que daba lugar a enormes caídas de tensión yenormes pérdidas. De modo que en la práctica una central sólo podía alimentar a una manzana de edificios. La invención del transformador y los desarrollos de las fuentes de corriente alterna, resolvieron los graves problemas que tenía la distribución de energía eléctrica en corriente continua. Si se eleva por ejemplo en diez veces la tensión en la distribución, la corriente se reduce justamente en esasdiez veces, con lo que las caídas de tensión también se reducen en ese factor, y las pérdidas en los cables en 100 veces (102 ). En los sistemas de generación modernos, la tensión oscila entre 15kV y 30kV, el transporte se puede hacer hasta los 380kV, mientras que los consumos más usuales son en 380V. La relación entre las tensiones de consumo y la de transporte puede llegar a ser, por tanto, de1000; con lo que las pérdidas en los cables de transporte se reducen un millón de veces, respecto de las que se tendrían si el transporte se realizase en baja tensión. 2.1.2. Constitución. Núcleo. Columnas. Culatas. Transformadores acorazados y transformadores de columnas. Chapas magnéticas. Devanados. Alta y Baja. Concéntricos o alternados. Refrigeración. Seco. Baño de aceite. (Depósito deexpansión). Pirelanos prohibidos. Ahora aceite de siliconas. Radiadores para potencias grandes (más de 200kVA).

Tema 2, página 1

Aislantes y Otros. Aisladores pasantes. (pasa-tapas o pasa- muros). Relé de gas (relé Buchholtz), para detectar el aceite vaporizado en los transformadores de gran potencia. Designaciones. Alta: A, B, C. Baja: a, b, c. Puntos homólogos: Dos puntos (h) situados en uno delos extremos de cada bobina. Si la tensión en el primario es más positiva en el extremo que tiene el punto que en el que no lo tiene, entonces, la tensión en el secundario es también más positiva en el extremo punteado. Si la corriente en el primario entra en el transformador por el extremo punteado, en el secundario la corriente saldrá del transformador precisamente por el extremo donde se sitúael punto. (Es decir, se ha tomado el criterio de transporte de energía: lo que entra por un lado sale por otro.) Potencias comerciales: (múltiplos de 21/3 ) (nominal equivale a plena carga): 5 6,3 8 10 12,5 16 20 x 1 x 10 x 100 x 1000 kVA 25 31,5 40

Símbolos principales:
3000V

15kV

100kVA 50Hz
100kVA 50Hz

220V
380/220V

Tema 2, página 2

3000V

100kVA 50Hz

220V

Placa decaracterísticas: Potencia nominal. Tensiones nominales. Frecuencia e impedancia equivalente en tanto por ciento, o caída de tensión relativa de cortocircuito. Tensiones de las derivaciones (si las hay) Esquema de conexión interna. Tipo de transformador, clase de refrigerante, fabricante, serie, código, etc. Normas: CEI-76 UNE 20-101-75.

2.1.3. Principio de funcionamiento. El principio defuncionamiento es muy simple. A uno de los devanados se aplica una tensión, la cual da lugar a una corriente, que a su vez origina un flujo magnético en el núcleo. Ese flujo magnético inducirá tensiones en los devanados primario y secundario según la ley de ind ucción de Faraday: La relación de espiras de cada devanado fijará la relación entre la tensión de entrada y salida del transformador. La...