TRANSFORMADOR | QUE ES, COMO FUNCIONA, TIPOS Y PARTES
Hoy es algo normal pulsar un boton y tener energia electrica al instante, pero si fuesemos a traer a alguien que vivio hace 200 años, esta tecnologia le pareceria sciencia ficción.
Una de las maquinas mas importantes es el transformador. A continuación explicaremos que es un transformador, como funciona y como calcular el transformador adecuado.
QUE ES UN TRANSFORMADOR
El transformador es un aparato que puede bajar o elevar el voltaje que entra a las residencias, propiedades, empresas. Es capaz de mantener una misma potencia y transfiere energia de un circuito electrico al siguiente con la misma frecuencia.
Gracias a estos aparatos, se puede mejorar la seguridad de utilizar la electricidad, se podria decir que nos hemos convertido en Zeus, y ahora la electricidad nos obedece. Podemos mandarla por largas distancias.
COMO FUNCIONA UN TRANSFORMADOR
Un transformador eléctrico usa la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday para funcionar: “la tasa de cambio del enlace del flujo con respecto al tiempo es directamente proporcional al campo electromagnético inducido en una bobina o conductor”.
Un transformador se compone de dos bobinas, que tienen un numero de vueltas alrededor, las dos unidas por un material ferromagnetico para mejorar la eficiencia y reducir perdidas.
Se aplica un voltaje de corriente alterna al devanado primario, lo que genera en este un campo magnético, que se traslada a través del material ferromagnético al devanado secundario.
Este voltaje va a depender de 3 factores:
- La cantidad de vueltas que tiene el devanado primario (N1)
- La cantidad de vueltas que tiene el devanado secundario (N2)
- El voltaje aplicado en el devanado primario
El voltaje generado en el segundo devanado es dado por esta formula:
V2 = (N2/N1) * V1
PARA QUE SIRVE UN TRANSFORMADOR
Hay una probabilidad de 99% de que cualquier lugar que visites esta siendo alimentado por un transformador de energia electrica.
Es por eso que el uso de un transformador es prácticamente universal, de igual forma a continuación detallaremos alguno de los usos mas comunes de estos:
- Para distribucion de energia. Es mucho mas eficiente transportar la energia con alto voltaje, ya que es capaz de cruzar largas distancias; pero al momento de ingresarlo a nuestros aparatos electricos, dicho voltaje debe de reducirse, por ende tenemos los transformadores.
- Para alimentar nuestros aparatos electricos. Ningun aparato podria funcionar de no ser por un transformador electrico.
- Para general altos voltajes. Los transformadores son muy utilizados en el ambito ferroviario para hacer mover las maquinarias que necesitan de un alto voltaje para funcionar.
TIPOS DE TRANSFORMADORES
Existe una gran variedad de tipos de transformadores electricos y diversas formas para clasificar dichos tipos de transformadores. Se pueden dividir en (Transformadores De Potencia) cuanto varia, y por sus aplicaciones (reductor de voltaje, de aislamiento, de impedancia), entre otros diferentes tipos de clasificaciones.
TIPOS DE TRANSFORMADORES
Por su fase (monofásico, trifásico)
Impedancia
Potencia
Elevador/reductor de voltaje
Aislamiento
Alimentación
POR SU FASE:
Monofásicos:
Los transformadores monofásicos tipo poste se utilizan en redes eléctricas de distribución aérea públicas o privadas. (Transformadores De Corriente)
Modelos disponibles: Transformador Convencional (sin elementos de protección) y Transformador Autoprotegido.
Cada tipo de transformador puede conectarse a 1 o 2 líneas de alta tensión (favor especificar). En su mayoría, estos transformadores pasan a ser propiedad de CFE. Para esto, deben cumplir con las normas NRF-025-CFE.
- Capacidad (KVA): 10, 15, 25, 37.5, 50, 75, 100
- Voltaje Primario (V): 13200 (13200YT/7620), 23000 (22860YT/13200) y 33000 (33000YT/19050)
- Voltaje Secundario (V): 120/240
Transformador Autoprotegido:
Puede conectarse a 1 línea de alta tensión (tipo unicornio YT) o a 2 líneas de alta tensión (favor especificar). Incluye elementos de protección adicionales. (Transformadores De Corriente)
Aplicaciones
- Fraccionamientos residenciales.
- Urbanizaciones y sistemas de alumbrado público.
- Zonas rurales.
- Económicos.
- Rápida instalación.
- Poco mantenimiento requerido.
- Aprobados y certificados ante CFE y LAPEM.
- Tapa del tanque segura y hermética.
- Diseños aprobados para resistir esfuerzos de cortocircuito.
- Confiabilidad.
Normas de fabricación
- NOM-002-SEDE, NMX-J-116-ANCE, NMX-J-123-ANCE, NMX-J-169-ANCE, NRF-025-CFE (antes normas K de CFE).
- Tipo estándar con sobre-elevación de temperatura de 65ºC.
- Tipo costa (clima cálido) con sobre-elevación de temperatura de 55ºC.
- Tanque resistente a la corrosión.
- Cambiador de derivaciones para operación exterior.
- Garantía: 12 a 72 meses contra defectos de fabricación (depende de cada fabricante).
Trifásicos:
Los transformadores trifásicos tipo poste se utilizan en redes eléctricas de distribución aérea públicas o privadas. (Transformadores De Corriente)
Cuando su uso es privado, (residencial, comercial o industrial) deben cumplir con las normas NOM-002/ANCE.
Cuando el transformador se debe ceder a CFE, debe cumplir con las normas NRF-025-CFE.
- Capacidad (KVA): 15, 30, 45, 75, 112.5, 150
- Voltaje Primario (V): 13200, 23000 y 33000 ó 34500, etc.
- Voltaje Secundario (V): 220/127, 440/254, 480/277, etc.
- Opciones: Preparación para doble voltaje secundario (doble relación) o Relación Sencilla
Aplicaciones
- Fraccionamientos residenciales.
- Pequeñas industrias y comercios.
- Pozos de bombeo.
- Centros recreativos.
- Zonas rurales.
Ventajas
- Económicos.
- Ahorro de espacio.
- Rápida instalación.
- Poco mantenimiento requerido.
Características
- Normas de fabricación: NOM-002-SEDE, NMX-J-116-ANCE, NMX-J-123-ANCE,
- NMX-J-169-ANCE, NRF-002-CFE, NRF-025 CFE, LFC-GDD-174.
- Certificación ANCE.
- Conexión Delta-Estrella.
- Tipo estándar con sobre-elevación de temperatura de 65ºC.
- Tipo costa (clima cálido) con sobre-elevación de temperatura de 55ºC.
- Cambiador de derivaciones con 5 posiciones para ajuste del voltaje de salida.
- Tanque de acero al carbón con recubrimiento resistente a la corrosión.
- Garantía: 12 a 72 meses contra defectos de fabricación (depende de cada fabricante).
DE POTENCIA:
Los transformadores trifásicos tipo subestación se utilizan en redes eléctricas de distribución aérea o subterránea. En la mayoría de los casos, su uso es 100% privado (comercial o industrial) y están diseñados para trabajo pesado. (Transformadores De Potencia)
Aplicaciones:
Los transformadores industriales tipo estación y tipo subestación se utilizan en sistemas eléctricos interiores o exteriores de centros comerciales, hoteles, hospitales, edificios de oficinas, fábricas, bodegas, equipos de bombeo, Etc. (Tipos de transformadores electricos)
Se pueden fabricar transformadores para aplicaciones especiales en diferentes industrias, tales como: transformadores rectificadores; transformadores factor K para la industria del cemento; para uso especial en hornos de arco eléctrico. Especiales para uso en la industria siderúrgica, química, papelera y de transporte (sistema colectivo Metro), Etc. (Tipos de transformadores electricos) (Transformadores Electricos)
Arreglos típicos
- Sin gargantas: Este tipo de arreglo es el comúnmente utilizado en subestaciones exteriores (también conocidas como subestaciones abiertas). (Transformadores De Potencia)
- Con garganta lateral en baja tensión: Arreglo utilizado en subestaciones exteriores.
- Con gargantas laterales en alta y baja tensión: Este tipo de arreglo es utilizado en instalaciones eléctricas donde la alta y la baja tensión se acoplan directamente a tableros de control. Estos transformadores también son utilizados en subestaciones interiores o exteriores, donde la acometida para alta tensión y la salida por la baja tensión son aéreas o subterráneas a través de canastillas o tubos conduit. (Transformadores De Potencia)
Ventajas
- Ofrecen una alta resistencia en ambientes bajo condiciones extremas y de trabajo pesado.
- Este tipo de transformadores proveen una operación segura en la interconexión con otro equipos o tableros y en general en aplicaciones eléctricas interiores o exteriores. (Transformadores De Corriente)
- Pueden operar a 2 diferentes capacidades, dependiendo del tipo de enfriamiento seleccionado (OA o FA).
- Incluyen certificación ANCE de acuerdo a normas NMX-J-116 vigentes (aplica a transformadores de 225 a 500 KVA). (Transformadores De Corriente)
- Versatilidad de conexión, tanto en estructuras tipo H, como en instalaciones a nivel de piso o con líneas eléctricas subterráneas. (Transformadores De Potencia)
- Capacidad (KVA): 225, 300, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, etc.
- Voltaje Primario (V): 4160, 13200, 13800, 22860, 23000, 33000, 34500, etc.
- Voltaje Secundario (V): 220/127, 440/254, 460/266, 480/277, 4160/2402, etc.
Elevador/Reductor De Voltaje:
Los Transformadores Reductores y Elevadores permiten a los operadores aumentar o disminuir la tensión eléctrica (VCA) para coincidir con los requisitos de carga. (Tipos de transformadores electricos)
Los transformadores tipo seco de baja tensión se utilizan para aumentar o disminuir el nivel del voltaje primario o secundario a un máximo de 600 V. Asimismo, pueden usarse como elementos de aislamiento eléctrico o para uso en redes eléctricas con alta presencia de armónicas en la red (factor K). (Transformadores De Corriente)
El uso de este tipo de transformadores es extraordinariamente amplio en todo tipo de aplicaciones comerciales, industriales y de servicios. Este tipo de transformadores son muy compactos, libres del riesgo de explosión o incendio y pueden instalarse a la intemperie o en redes eléctricas interiores. A solicitud del cliente, pueden o no incluir el gabinete metálico protector y se fabrican con devanados de Cobre o de Aluminio. (Transformadores De Potencia)
Ventajas
- Económicos.
- Compactos.
- Excentos a los riesgos de explosión o incendio.
- Entrega inmediata o en un máximo en 2 semanas para diseños especiales.
- Diseño a la medida sin cargo adicional.
- Libres de mantenimiento.
- Alta seguridad.
- Aspecto estético agradable.
Características
- Devanados de cobre o de aluminio.
- Gabinete de acero al cabón o de acero inoxidable para uso interior o exterior.
- Elevación de temperatura de 80ºC, 115ºC o 150 ºC.
- Múltiples derivaciones disponibles para ajuste del voltaje secundario.
- Autoenfriados: AA.
- No requieren del uso de ningún líquido para su aislamiento o enfriamiento.
- Capacidad (KVA): 50 VA a 25000 VA.
- Voltaje Primario (V): 12, 24, 48, 55, 110, 120, 220, 240, 440, 480, 575 V, etc.
- Voltaje Secundario (V): 12, 24, 48, 55, 110, 120, 220, 240, 440, 480, 575 V, etc.
- Conexión Primaria: Transformadores monofásicos: Conexión monofásica para 2 hilos. Transformadores trifásicos: Conexión delta o estrella.
- Conexión Secundaria: Transformadores monofásicos: Paralelo o Serie de 3 hilos. Transformadores trifásicos: Conexión delta o estrella. (Transformadores Electricos)