Transformadores

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

COLECCIÓN:
“ELECTROTECNIA PARA
INGENIEROS NO ESPECIALISTAS”

TRANSFORMADORES

Miguel Angel Rodríguez Pozueta
Doctor Ingeniero Industrial

© 2012, Miguel Angel Rodríguez Pozueta
Universidad de Cantabria (España)
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Energética

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ÍNDICE
TRANSFORMADORES
Descripción de un transformador ……..…….…...…….………….………….

1

Valores asignados o nominales ..…..………..………………….…………….

6

Circuito equivalente de un transformadormonofásico ………..………...……
Separación de los efectos de las resistencias y de los flujos de
dispersión. Convenios de signos …………………..……………….....

6

Marcha industrial …………..…...………………….………...…..…...

9

Marcha en vacío ……………………...…………………..…….……..

9

7

Ecuación del circuito magnético ……..…...…...….………………..... 11
Reducción al primario ……………….…………….………...…..…... 11
Circuitoequivalente ……………………………………..…….…….. 13
Circuito equivalente aproximado. Tensiones relativas de cortocircuito …….. 14
Circuito equivalente aproximado …………….…….………...…..…... 14
Tensiones relativas de cortocircuito ……………………..…….…….. 15
Falta o fallo de cortocircuito ……………………………………….………… 16
Intensidades y tensiones en un transformador en carga …………………...… 18
Relación entre las corrientes I1 e I2 en untransformador en carga …... 18
Caída de tensión …………………………...……….………...…..…... 18
Balance de potencias. Rendimiento ……………………………..……..…….. 20
Balance de potencias …………………………………………………. 20
Rendimiento de un transformador …….……..…………………...….. 22
Consecuencias prácticas ………………….………….……………….. 23
Transformadores trifásicos con cargas equilibradas ………………………..... 24
Designación de terminales……………………………………….………...… 32
Índice horario ……………….………………………………………………... 33
Transformadores conectados en paralelo ……………………………………. 39
Condiciones para que varios transformadores se puedan conectar en
paralelo ……….……………………………………………..….....….. 39
Ecuación fundamental para transformadores en paralelo ………...….. 40
Potencia máxima total ………………………………………………... 43
Autotransformadores ……………….………………………………………... 46
Transformadoresde medida y de protección ……………….………………... 47
Bibliografía …………………………………………………………………... 50
Problemas de transformadores ………………………...………...….……….. 51
Soluciones a los problemas propuestos de transformadores ….......….. 54
APÉNDICE 1: Corriente de vacío de un transformador monofásico ….…….. 55
APÉNDICE 2: Ensayos de transformadores monofásicos ……………....…... 57
Ensayo de vacío…………………………………………………...….. 57
Ensayo de cortocircuito …………………………………………...….. 59
-I-

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

TRANSFORMADORES
Miguel Angel Rodríguez Pozueta
DESCRIPCIÓN DE UN TRANSFORMADOR
Los transformadores son máquinas estáticas con dos devanados1 de corriente alterna
arrollados sobre un núcleo magnético (Fig. 1). El devanado por donde entra energía al
transformador se denominaprimario y el devanado por donde sale energía hacia las cargas2 que
son alimentadas por el transformador se denomina secundario. El devanado primario tiene N1
espiras y el secundario tiene N2 espiras. El circuito magnético de esta máquina lo constituye un
núcleo magnético sin entrehierros, el cual no está realizado con hierro macizo sino con chapas de
acero al silicio apiladas y aisladas entre sí(véanse las Figs. 2, 3 y 4). De esta manera se reducen
las pérdidas magnéticas del transformador.

Fig. 1: Principio de funcionamiento de un transformador monofásico

Al conectar una tensión alterna V1 al primario, circula una corriente por él que genera un
flujo alterno en el núcleo magnético. Este flujo magnético, en virtud de la Ley...