TRANSFORMADOR DE POTENCIA
El transformador es la parte
más importante de una subestación eléctrica, la parte principal de un
transformador de potencia es el circuito electromagnético el cual se encuentra
constituido por un núcleo de láminas de hierro al silicio y dos bobinas o
grupos de bobinas, las cuales son: 1. Bobinas del devanado primario
2. Bobinas del devanado secundario.
Estos elementos están
relacionados con otros elementos destinados a las conexiones mecánicas y
eléctricas entre las distintas partes al sistema de enfriamiento, al medio de
transporte y a la protección de la máquina en general.
BOBINAS DEL
DEVANADO PRIMARIO.
El devanado primario de un
trasformador es aquel que se encuentra conectado a la fuente de alimentación.
BOBINAS DEL
DEVANADO SECUNDARIO.
El devanado secundario se
encuentra conectado a la carga, independientemente de la tensión de operación o
voltaje.
NÚCLEO.
El núcleo magnético está
formado por laminaciones de acero que tiene pequeños porcentajes de silicio y
que se denominan “laminaciones magnéticas”, estas laminaciones permiten la
reducción de las pérdidas en el núcleo, siendo relativamente bajas por efecto de
histéresis y de corrientes vagabundas o circulantes.
NÚCLEO DE HIERRO MAGNÉTICO
Las laminaciones se disponen o
colocan en la dirección del flujo magnético de manera que los núcleos para
transformadores están formados por un conjunto de laminaciones acomodadas en la
forma y dimensiones requeridas.
La razón de usar laminaciones
de acero al silicio en los núcleos de las máquinas eléctricas es que el silicio
aumenta la resistividad del material y entonces hace disminuir la magnitud de
las corrientes parásitas y en consecuencia las pérdidas por este concepto.
En el transformador puede
definirse como una máquina que transfiere energía eléctrica de un circuito a
otro sin cambio de frecuencia debido a que es una máquina estática. Esta
transferencia de energía la realiza bajo el principio de inducción
electromagnética teniendo circuitos eléctricos aislados entre si, que son
eslabonados por un circuito magnético común.
Por ser una máquina estática
el transformador requiere relativamente poca atención, por lo que su
mantenimiento es espaciado desde su puesta en servicio.
CLASIFICACIÓN:
POR LA FORMA DE SU NÚCLEO.
- Tipo columna
- Tipo acorazado
- Tipo radial
- Tipo envolvente
- Tipo arrollado o WESCOR (Utilizado en la fabricación de los transformadores de distribución)
POR EL NUMERO DE FASES
- monofásicos
- trifásicos
POR EL NUMERO DE DEVANADOS
- un devanado
- dos devanados
- tres devanados
POR EL MEDIO REFRIGERANTE
- aire
- aceite
- liquido inerte
POR EL TIPO DE ENFRIAMIENTO
- enfriamiento OA
- enfriamiento OW
- enfriamiento OW/A
- enfriamiento OA/AF
- enfriamiento OA/FA/FA
- enfriamiento FOA
- enfriamiento OA/FA/FOA
- enfriamiento FOW
- enfriamiento A/A
- enfriamiento AA/FA
DESIGNACIÓN DE LOS NÚMEROS DE ENFRIAMIENTO.
Los transformadores están por
lo general enfriados por aire o aceite y cualquier método de enfriamiento
empleado debe ser capaz de mantener una temperatura de operación
suficientemente baja y prevenir puntos calientes en cualquier parte del
transformador. El aceite se considera uno de los mejores medios de
refrigeración que tiene además buenas propiedades dieléctricas y que cumple con
las siguientes funciones:
Actúa como aislante eléctrico,
actúa como refrigerante y protege a los aislamientos sólidos contra la humedad
y el aire.
Con referencia a la
transferencia de calor específicamente, las formas en que se puede transferir
por un transformador son las siguientes:
- CONVECCIÓN
- CONDUCCIÓN
- RADIACIÓN.
La elección del método de
enfriamiento de un transformador es muy importante, ya que la disipación del
calor, influye mucho en su tiempo de vida y capacidad de carga, así como en el
área de instalación y costo. De acuerdo con las normas americanas (ASA
C57-1948) se han normalizado o definido algunos métodos básicos de
enfriamiento, mismos que se usan en la misma designación en México y son las
siguientes:
TIPO AA
Transformadores tipo seco con
enfriamiento propio. Estos transformadores no contienen aceite ni otros
líquidos para enfriamiento, el aire es también el medio aislante que rodea al
núcleo y a las bobinas.
TIPO AFA
Transformadores tipo seco con
enfriamiento por aire forzado, se emplea para aumentar la potencia disponible
de los tipos AA y su capacidad se basa en la posibilidad de disipación de calos
por medio de ventiladores.
TIPO AA/FA
Transformador tipo seco con
enfriamiento natural y con enfriamiento con aire forzado, es básicamente un
transformador tipo AA al que se le adicionan ventiladores para aumentar su
capacidad de disipación de calor.
TIPO OA
Transformador sumergido en
aceite con enfriamiento natural, en estos transformadores el aceite aislante
circula por convección natural dentro de un tanque que tiene pared lisa o
corrugada o bien provistos con tubos radiadores.
TIPO OA/FA
Transformador sumergido en
líquido aislante con enfriamiento propio y con enfriamiento con aire forzado,
es básicamente un transformador OA con la adición de ventiladores.
TIPO OA/FOA/FOA
Transformador sumergido en
liquido aislante con enfriamiento propio / con aceite forzado-aire forzado /
con aceite forzado / aire forzado. Con este tipo de enfriamiento se trata de
incrementar el régimen de operación (carga) de transformador tipo OA por medio
del empleo combinado de bombas y ventiladores.
TIPO FOA.
Sumergido en liquido aislante
con enfriamiento por aceite forzado y aire forzado. Estos transformadores
pueden absorber cualquier carga de pico a plena capacidad ya que se usa con los
ventiladores y las bombas de aceite trabajando al mismo tiempo.
TIPO OW
Sumergido en líquido aislante
con enfriamiento por agua. En estos transformadores, el agua de enfriamiento es
conducido por serpentines, los cuales están en contacto con el aceite aislante
del transformador y se drena por gravedad o por medio de una bomba independiente.
El aceite circula alrededor de los serpentines por convección natura.
TIPO FOW
Transformador sumergido en
líquido aislante con enfriamiento de aceite forzado y con enfriadores de agua
forzada. Este tipo de transformadores es básicamente igual que FOA, solo que el
cambiador de calor es del tipo agua-aceite y se hace enfriamiento por agua sin
tener ventiladores. Ver
TRANSFORMADOR TIPO COLUMNAS
Estos transformadores están
construidos por bobinas dispuestas concéntricamente, alojadas en las columnas del
núcleo, es decir, las bobinas envuelven al núcleo, siendo el caso contrario al
tipo acorazado. Los transformadores de este tipo son generalmente más
voluminosos. Los transformadores en alta tensión y para potencia son
generalmente de este tipo.
TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO
Están construidos en forma
compacta, de tal modo, que los embobínanos están envueltos por laminación; las
bobinas son en forma de paquetes planos con el fin de reducir tanto dimensiones
como peso. El tanque es ajustado a la estructura soporte de laminación y
devanado para lograr que estos transformadores puedan soportar esfuerzos
mecánicos ocasionados por cortos circuitos externos.
TRANSFORMADOR TIPO RADIAL.
Los transformadores de este
tipo emplean bobinas de sección circular las cuales son fáciles de aislar y
tiene gran resistencia mecánica.
TRANSFORMADOR TRIFÁSICO.
Este tipo de transformadores
pueden ser utilizados tanto en la transmisión como en la distribución de
energía eléctrica.
TRANSFORMADORES DE DOS DEVANADOS.
Son generalmente usados cuando
solo se necesita alimentar un tipo de carga a una sola tensión.
TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS.
Son utilizados para alimentar
diferentes circuitos con su respectiva diferencia de tensiones de alimentación.
