Transformadores

Universidad de Oviedo

Tema IV: Transformadores
Tema

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

4.1 Generalidades
4.1
Transformador
Transformador
elemental
Flujo magnético
elemental

I1

Se utilizan en redes eléctricas para
convertir un sistema de tensiones
(mono -trifásico) en otro 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 siempreconectado a tierra. Para evitar
elevados gradientes de potencial, el devanado de baja
tensión se dispone el más cercano al núcleo

4.3 Aspectos constructivos:
4.3
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:
4.3
devanados y aislamiento III
Catálogos comerciales
Catá

Conformado conductores
devanados
Catálogos comerciales
Catá

Fabricación núcleo:
chapas magnéticas

4.3 Aspectos constructivos:
4.3
refrigeración

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

1 Núcleo
1’ Prensaculatas
2Devanados
3 Cuba
4 Aletas 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:
4.3
trafos trifásicos I
Catálogos comerciales
CatáTransformadores
en baño de aceite

4.3 Aspectos constructivos:
4.3
trafos trifásicos II
Catálogos comerciales
Catá

OFAF

Transformador
seco

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

2500 kVA
2500 kVA
Baño de aceite
Baño de aceite

1250 kVA
1250 kVA
Baño de aceite
Baño de aceite

Catálogos comerciales
Catá10 MVA
10 MVA
Sellado con N2
Sellado con N2

10 MVA
10 MVA
Sellado con N2
Sellado con N2

4.3 Aspectos constructivos:
4.3
trafos trifásicos IV
Catálogos comerciales
Catá

Seco

Catálogos comerciales
Catá

En aceite

Secciones de transfomadores
en aceite y secos

4.4 Principio de
4.4
funcionamiento (vacío)
Transformador
en vacío

φ (t)

LTK primario:

I0(t)
0I2(t)=0
2

e1(t)
1

U1(t)
1

e2(t)
2

Ley de Lenz:

dφ(t )
dφ(t )
U1(t ) = −e1(t ) = N1 ⋅⋅
U1(t ) = −e1(t ) = N1
dt
dt

U2(t)
2

El flujo es
senoidal

R devanados=0
R devanados=0

U1ef = E1ef
U1ef = E1ef

E1ef = 4 ,,44 ⋅⋅ f ⋅⋅ N1 ⋅⋅ S ⋅⋅ Bm
E1ef = 4 44 f N1 S Bm

La tensión aplicada
determina el flujo
máximo de la máquina

φ(t ) = φm ⋅⋅ Senωt
φ(t ) = φmSenωt

U1(t ) = Um ⋅⋅ Cosωt = N1 ⋅⋅ φm ⋅⋅ ω ⋅⋅ Cosωt
U1(t ) = Um Cosωt = N1 φm ω Cosωt

1
1
=
⋅⋅ 2πf ⋅⋅ N1 ⋅⋅ φm = 4 ,,44 ⋅⋅ f ⋅⋅N1 ⋅⋅ φm
=
2πf N1 φm = 4 44 f N1 φm
2
2

Fem
eficaz

U1(t ) + e1(t ) = 0
U1(t ) + e1(t ) = 0

rtt =
r=

Tensión
eficaz

Um = N1 ⋅⋅ 2πf ⋅⋅ φm
Um = N1 2πf φm

Repitiendo el proceso
para el secundario

E1ef
U1ef
E1ef N1
U1ef
N
= 1≅
=
≅E2 ef N2 U2( vacío)
E2 ef N2 U2( vacío)

Tensión
máxima

dφ(t )
dφ(t )
e 2 (t ) = −N2 ⋅⋅
e 2 (t ) = −N2
dt
dt

E2ef = 4 ,,44 ⋅⋅ f ⋅⋅ N2 ⋅⋅ S ⋅⋅ Bm
E2ef = 4 44 f N2 S Bm

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

φ (t)
I1(t)
1

Potentrada≅Potenciasalida
Considerando que la...