Tipos de transformador

<p>Hay varios tipos de transformador utilizados en el sistema de energ铆a el茅ctrica para diferentes prop贸sitos, como generaci贸n, distribuci贸n y transmisi贸n y utilizaci贸n de energ铆a el茅ctrica.

Los diferentes tipos de transformadores son transformadores elevadores y reductores, transformadores de potencia, transformadores de distribuci贸n, transformadores de instrumentos que comprenden transformadores de corriente y potencial, transformadores monof谩sicos y trif谩sicos, transformadores autom谩ticos, etc.

    tipos-de-transformadorVarios tipos de transformador

    Los diversos tipos de transformadores que se muestran en la figura anterior se explican en detalle a continuaci贸n.

    Índice de contenidos

    Transformador elevador y reductor

    Este tipo de transformador se clasifica en funci贸n del n煤mero de vueltas en los devanados primario y secundario y la fem inducida.

    El transformador elevador transforma un sistema de CA de baja tensi贸n y alta corriente en un sistema de CA de alta tensi贸n y baja corriente. En este tipo de transformador, el n煤mero de vueltas en el devanado secundario es mayor que el n煤mero de vueltas en el devanado primario. Si (V2 > V1) la tensi贸n se eleva en el lado de salida y se conoce como transformador elevador

    El transformador reductor convierte un alto voltaje primario asociado con la baja corriente en un bajo voltaje, alta corriente. Con este tipo de transformador, el n煤mero de vueltas en el devanado primario es mayor que el n煤mero de vueltas en el devanado secundario. Si (V2 < V1) el nivel de tensi贸n se reduce en el lado de salida y se conoce como transformador reductor

    Transformador

    Los transformadores de potencia se utilizan en las redes de transmisi贸n de tensiones m谩s altas. Las clasificaciones del transformador de potencia son las siguientes 400 KV, 200 KV, 110 KV, 66 KV, 33 KV. Se clasifican principalmente por encima de 200 MVA. Instalado principalmente en las estaciones generadoras y subestaciones de transmisi贸n. Est谩n dise帽ados para una m谩xima eficiencia del 100%. Son de mayor tama帽o en comparaci贸n con el transformador de distribuci贸n.

    A un voltaje muy alto, la energ铆a no se puede distribuir directamente al consumidor, por lo que la energ铆a se reduce al nivel deseado con la ayuda de un transformador de potencia reductor. El transformador no est谩 totalmente cargado, por lo que la p茅rdida en el n煤cleo se produce durante todo el d铆a, pero la p茅rdida en el cobre se basa en el ciclo de carga de la red de distribuci贸n.

    Si el transformador de potencia est谩 conectado a la red de transmisi贸n, la fluctuaci贸n de carga ser谩 mucho menor ya que no est谩n conectados directamente al consumidor final, pero si est谩 conectado a la red de distribuci贸n, habr谩 fluctuaciones en la carga.

    El transformador se carga durante 24 horas en la estaci贸n de transmisi贸n, por lo que la p茅rdida del n煤cleo y del cobre se producir谩 durante todo el d铆a. El transformador de potencia es rentable cuando la potencia se genera a niveles de bajo voltaje. Si se eleva el nivel de voltaje, entonces se reduce la corriente del transformador de potencia, lo que resulta en p茅rdidas I2R y tambi茅n aumenta la regulaci贸n de voltaje.

    Transformador de distribuci贸n

    Este tipo de transformador tiene clasificaciones m谩s bajas como 11 KV, 6,6 KV, 3,3 KV, 440 V y 230 V. Tienen una clasificaci贸n de menos de 200 MVA y se utilizan en la red de distribuci贸n para proporcionar transformaci贸n de voltaje en el sistema de energ铆a al reducir el nivel de voltaje. donde la energ铆a el茅ctrica se distribuye y utiliza en el extremo del consumidor.

    La bobina primaria del transformador de distribuci贸n est谩 enrollada con alambre de aluminio o cobre revestido de esmalte. Se utiliza una cinta gruesa de aluminio y cobre para hacer el secundario del transformador, que es un devanado de baja tensi贸n y alta corriente. El papel impregnado con resina y el aceite se utilizan para fines de aislamiento.

    El aceite del transformador se utiliza para

    • Enfriamiento
    • Aislamiento de los devanados
    • Protegiendo de la humedad

    Los diversos tipos de transformadores de distribuci贸n se clasifican de la siguiente manera y se muestran en la figura a continuaci贸n.

    • Lugar de montaje
    • Tipo de aislamiento
    • Naturaleza del suministro

    tipos-de-transformador-fig-2

    El transformador de distribuci贸n de menos de 33 KV se usa en industrias y 440, 220 V se usa para fines dom茅sticos. Es m谩s peque帽o en tama帽o, f谩cil de instalar y tiene bajas p茅rdidas magn茅ticas y no siempre se carga por completo.

    Como no funciona con una carga constante durante las 24 horas, durante el d铆a su carga est谩 en su punto m谩ximo y durante las horas nocturnas tiene una carga muy ligera, por lo que la eficiencia depende del ciclo de carga y se calcula como Eficiencia durante todo el d铆a. Los transformadores de distribuci贸n est谩n dise帽ados para una eficiencia m谩xima de 60 a 70%

    Usos del transformador de distribuci贸n

    • Utilizado en estaciones de bombeo donde el nivel de tensi贸n es inferior a 33 KV
    • Fuente de alimentaci贸n para los cables a茅reos ferroviarios electrificados con CA
    • En 谩reas urbanas, muchas casas se alimentan con un transformador de distribuci贸n monof谩sico y en 谩reas rurales, es posible que una casa requiera un solo transformador dependiendo de las cargas.
    • Los transformadores de distribuci贸n m煤ltiple se utilizan para 谩reas industriales y comerciales.
    • Utilizado en parques e贸licos donde la energ铆a el茅ctrica es generada por los molinos de viento. All铆 se utiliza como colector de energ铆a para conectar las subestaciones que se encuentran alejadas del sistema de generaci贸n de energ铆a e贸lica.

    Transformador de instrumentos

    • Generalmente se les conoce como transformador de aislamiento. El transformador de instrumentos es un dispositivo el茅ctrico que se utiliza para transformar tanto la corriente como el nivel de tensi贸n. El uso m谩s com煤n de un transformador de medida es aislar de forma segura el devanado secundario cuando el primario tiene un suministro de alta tensi贸n y alta corriente para que el instrumento de medici贸n, los medidores de energ铆a o los rel茅s que est谩n conectados al lado secundario del transformador no se da帽en. El transformador de medida se divide adem谩s en dos tipos
      • Transformador de corriente (CT)
      • Transformador de Potencial (PT)

      El transformador de corriente y potencial se explica a continuaci贸n en detalle.

    Transformador de corriente

      • El transformador de corriente se utiliza para medir y tambi茅n para la protecci贸n. Cuando la corriente en el circuito es alta para aplicar directamente al instrumento de medici贸n, el transformador de corriente se usa para transformar la corriente alta en el valor deseado de la corriente requerida en el circuito.
      El devanado primario del transformador de corriente est谩 conectado en serie al suministro principal y a los diversos instrumentos de medici贸n como amper铆metro, volt铆metro, vat铆metro o bobina de rel茅 de protecci贸n. Tienen una relaci贸n de corriente y una relaci贸n de fase precisas para permitir que el medidor sea preciso en el lado secundario. El t茅rmino ratio tiene un gran significado en CT.
      Por ejemplo, si su relaci贸n es 2000:5, significa que un TC tiene una salida de 5 amperios cuando la corriente de entrada es de 2000 amperios en el lado primario. La precisi贸n del transformador de corriente depende de muchos factores como la carga, la temperatura, el cambio de fase, la clasificaci贸n, la saturaci贸n, etc.
      En el transformador de corriente, la corriente primaria total es la suma vectorial de la corriente de excitaci贸n y la corriente igual a la inversi贸n de la corriente secundaria multiplicada por la relaci贸n de giro.

    tipos-de-transformador-eq

    Donde,
    Ip – corriente primaria
    Is – corriente secundaria o de inversi贸n
    I0 鈥 corriente de excitaci贸n
    KT – relaci贸n de giro

    Transformador potencial

    El transformador de potencial tambi茅n se denomina transformador de tensi贸n. El devanado primario se conecta a trav茅s de la l铆nea de alta tensi贸n cuyo voltaje se va a medir, y todos los instrumentos de medici贸n y medidores se conectan al lado secundario del transformador.

    La funci贸n principal del transformador de potencial es reducir el nivel de voltaje a un l铆mite o valor seguro. El devanado primario del transformador de potencial est谩 puesto a tierra o puesto a tierra como punto de seguridad.

    Por ejemplo, la relaci贸n de voltaje primario a secundario es 500:120, lo que significa que el voltaje de salida es de 120 V cuando se aplican 500 V al primario. Los diferentes tipos de transformadores de potencial se muestran a continuaci贸n en la figura.
    tipos-de-transformador-fig-3

    • Electromagn茅tico (es un transformador de alambre enrollado)
    • Condensador (el transformador de voltaje del capacitor CVT usa un divisor de voltaje del capacitor)
    • 脫ptico (funciona en la propiedad el茅ctrica de los materiales 贸pticos)

    El porcentaje de error de voltaje viene dado por la ecuaci贸n que se muestra a continuaci贸n.
    tipos-de-transformador-eq1

    Transformador monof谩sico

    Un transformador monof谩sico es un dispositivo est谩tico, funciona seg煤n el principio de la ley de inducci贸n mutua de Faraday. A un nivel constante de frecuencia y variaci贸n del nivel de voltaje, el transformador transfiere energ铆a de CA de un circuito al otro circuito. Hay dos tipos de devanados en el transformador. El devanado al que se suministra alimentaci贸n de CA se denomina devanado primario y en el devanado secundario se conecta la carga.

    Transformador trif谩sico

    Si los tres transformadores monof谩sicos se toman y conectan junto con sus tres devanados primarios conectados entre s铆 como uno solo y los tres devanados secundarios entre s铆, formando como un solo devanado secundario, se dice que el transformador se comporta como un devanado de tres -transformador de fase, que significa un banco de tres transformadores monof谩sicos conectados entre s铆 que act煤a como un transformador trif谩sico.

    El suministro trif谩sico se utiliza principalmente para la generaci贸n, transmisi贸n y distribuci贸n de energ铆a el茅ctrica con fines industriales. Es menos costoso ensamblar tres transformadores monof谩sicos para formar un transformador trif谩sico que comprar un solo transformador trif谩sico. La conexi贸n del transformador trif谩sico se puede realizar en tipo Estrella (Estrella) y Tri谩ngulo (Malla).

    La conexi贸n del devanado primario y secundario se puede realizar mediante varias combinaciones que se muestran a continuaci贸n.

    Devanado primario Devanado secundario

    estrella (estrella)Estrella
    Delta (malla)Delta
    EstrellaDelta
    DeltaEstrella

    La combinaci贸n del devanado primario y el devanado secundario se realiza como estrella-estrella, tri谩ngulo-tri谩ngulo, estrella-tri谩ngulo y tri谩ngulo-estrella.

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