Clasificación y aplicación de los transformadores de potencia

Un transformador es un dispositivo eléctrico que utiliza el principio de inducción electromagnética para transferir electricidad entre circuitos. Suele constar de dos o más bobinas enrolladas sobre un núcleo magnético. Cuando la corriente alterna pasa por la bobina primaria, se genera un campo magnético cambiante que se transmite a través del magnetoconductor a la bobina secundaria, induciendo una tensión en ella. Este proceso permite la conversión de tensión, el aislamiento de circuitos y la adaptación de impedancias, muy utilizados en sistemas eléctricos.

El principio de inducción de los transformadores de potencia es el proceso de transferencia de energía mediante inducción electromagnética.

Tipos de transformadores según diferentes categorías:

  1. Por tensión: transformadores de baja tensión (hasta 1 kV), transformadores de alta tensión (de 1 kV a 110 kV), transformadores de muy alta tensión (más de 110 kV)
  2. Por diseño: Transformadores de doble devanado, transformadores de devanado múltiple, transformadores de aislamiento, transformadores automáticos
  3. Por método de enfriamiento: refrigerado por aire, refrigerado por aceite, refrigerado por agua (poco frecuente)
  4. Por material aislante: transformadores de aceite, transformadores de tipo secotransformadores de gas
  5. Por número de fases: transformadores monofásicos, transformadores trifásicos, transformadores separables
  6. Por designación: transformadores de potencia, transformadores especiales, transformadores de regulación, transformadores de medida (transformadores de corriente, transformadores de tensión), pequeñas fuentes de alimentación, transformadores de seguridad

Funciones básicas y aplicaciones de los transformadores

Los transformadores desempeñan varias funciones clave en los sistemas eléctricos, entre ellas:

  1. Regulación de tensión y corrienteTransformador: Un transformador cambia el nivel de tensión de un circuito, lo que a su vez afecta a la corriente. Aumentar la tensión reduce la corriente y viceversa. Esto permite una transmisión eficaz de la energía eléctrica y minimiza las pérdidas durante el proceso de transformación.
  2. Aislamiento eléctrico: Una de las tareas más importantes de un transformador es aislar dos circuitos eléctricos. Así se evitan cortocircuitos y se protege el equipo de posibles daños.
  3. Evitar la transmisión de CCEl transformador bloquea la corriente continua y sólo permite la transmisión de corriente alterna. De este modo se protegen los dispositivos diseñados para funcionar únicamente con CA.
  4. Ajuste de las características eléctricas: En algunos casos, los transformadores pueden modificar parámetros como la capacitancia, la inductancia o la resistencia de un circuito eléctrico, lo que permite adaptar el sistema a distintas necesidades.
  5. Subida y bajada de tensiónEl objetivo principal de los transformadores es cambiar el nivel de tensión, necesario para que se den las condiciones adecuadas de transmisión y utilización de la energía.

Además, los transformadores se utilizan ampliamente en las siguientes aplicaciones:

  1. Aumento de la tensión en el lado de la generaciónTransformadores: los transformadores aumentan la tensión en el lado de generación antes de transmitir la electricidad a través de la red para reducir las pérdidas de energía en largas distancias.
  2. Reducción de tensión para uso doméstico y comercialTransformadores: los transformadores reducen la tensión, por ejemplo de 11 kV a 220 V de corriente monofásica y 440 V de corriente trifásica, para adaptar la energía eléctrica al uso cotidiano.
  3. Optimización de la eficiencia energética: Gracias a su capacidad para transformar la tensión, los transformadores contribuyen a aumentar la eficacia de la transmisión de energía y a reducir las pérdidas, garantizando la estabilidad de las redes eléctricas.

Los transformadores desempeñan un papel indispensable en los sistemas eléctricos, ya que proporcionan una transmisión fiable y eficaz de la energía en una gran variedad de aplicaciones, desde instalaciones industriales hasta necesidades domésticas y comerciales.

Transformador de potencia de una subestación que convierte la alta tensión para distribuir energía eléctrica a la red.
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Tipos de transformadores por finalidad (incluidos Rusia, Kazajstán y otros países de la CEI)

Los transformadores desempeñan un papel crucial en los sistemas eléctricos de todo el mundo, especialmente en países como Rusia, Kazajstán, Bielorrusia y otros países de Asia Central, donde son una parte importante de la transmisión y distribución de energía, así como de las aplicaciones industriales. Dependiendo de la aplicación, los transformadores se dividen en varios tipos, cada uno con características únicas para cumplir distintos requisitos técnicos. He aquí los principales tipos de transformadores:

1. Transformadores de potencia

Los transformadores de potencia se utilizan habitualmente para la transmisión de electricidad a larga distancia y desempeñan un papel importante en la conversión de la electricidad de alta tensión generada en centrales eléctricas en corriente de baja frecuencia adecuada para la transmisión a larga distancia. Estos transformadores son esenciales en Rusia, Kazajstán y otros países de la CEI, donde garantizan la transmisión segura y eficiente de la electricidad desde las centrales eléctricas hasta las subestaciones y los consumidores finales.

Los transformadores de potencia suelen estar rellenos de aceite, con un aislamiento sólido y un sistema de refrigeración eficaz. En Rusia y otros países de la CEI, las tensiones nominales típicas de estos transformadores son 110 kV, 220 kV, 330 kV, 500 kV, etc., lo que facilita la transmisión eficaz de electricidad a largas distancias. Por ejemplo, en Kazajstán, los transformadores de potencia desempeñan un papel importante en la transmisión interestatal de energía y en el apoyo a las redes eléctricas regionales.

El principio de funcionamiento de los transformadores de energía es convertir la corriente de baja tensión con corriente alta en corriente de alta tensión con corriente más baja, lo que es necesario para minimizar las pérdidas de energía en los sistemas de distribución. En estos países, lo más habitual es utilizar un sistema trifásico de corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz.

2. Transformadores de distribución

Los transformadores de distribución desempeñan un papel clave en el proceso de suministro de electricidad desde las subestaciones a los usuarios finales, convirtiendo la alta tensión en la tensión necesaria para su uso en hogares y empresas. Estos transformadores pueden ser monofásicos o trifásicos.

En Rusia, Kazajstán y Bielorrusia, los transformadores de distribución pueden instalarse de distintas formas, según las necesidades de la red local. Por ejemplo, pueden instalarse en postes (los llamados transformadores de poste) o en cámaras subterráneas. También es posible instalar transformadores en armarios de acero cerrados. Las tensiones nominales de estos transformadores suelen ser de 220 V, 380 V, 660 V, en función de las necesidades de los usuarios finales.

Los transformadores de distribución también pueden ser de tipo seco o de tipo aceite, según el tipo de aislamiento. Los transformadores rellenos de aceite se utilizan mucho en estos países por su fiabilidad y eficacia con cargas elevadas, sobre todo en zonas remotas y climas rigurosos.

3. Transformadores de medida (transformadores interfásicos)

Los transformadores de medida (o transformadores de medición) se utilizan habitualmente para medir con precisión la corriente, la tensión y la potencia en las redes eléctricas y para proteger y supervisar el funcionamiento del sistema. Estos transformadores convierten altas tensiones y corrientes en tensiones y corrientes más pequeñas, adecuadas para su uso por instrumentos de medida.

En países de la CEI como Rusia, Kazajstán y Bielorrusia, los transformadores de medida se utilizan ampliamente para la supervisión y protección de redes eléctricas, así como para mediciones precisas en sistemas de potencia. Sus corrientes nominales suelen oscilar entre 1 y 5 A y sus tensiones entre 100 y 500 V, a una frecuencia de 50 Hz. Estos transformadores desempeñan un papel importante para garantizar la seguridad y estabilidad de los sistemas eléctricos.

4. Transformadores para inversores

Los transformadores convertidores se utilizan en sistemas que convierten la corriente continua (CC) en alterna (CA) y viceversa. Su uso está muy extendido en Rusia y Kazajstán en sistemas de transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC), proporcionando conversión de tensión entre distintas secciones de la red.

La tensión nominal de estos transformadores suele superar los 110 kV y su potencia puede alcanzar varios miles de kilovoltio-amperios. Estos transformadores son esenciales para garantizar una conversión eficiente y segura de la energía en redes de distribución complejas, incluidos sistemas internacionales como la transmisión de energía entre Rusia y los países vecinos.

5. Transformadores especiales

En Rusia, Kazajstán y otros países de la CEI también se utilizan transformadores especiales para necesidades industriales específicas, como la soldadura y la alimentación de hornos eléctricos. Estos transformadores suelen ser de gran capacidad y suministran energía a dispositivos industriales.

Los transformadores especializados se utilizan en industrias como la metalurgia, la química y la generación de energía para proporcionar un suministro eléctrico estable a los equipos industriales pesados. Estos países están experimentando una creciente demanda de este tipo de transformadores en vista del desarrollo de diversas industrias.

6. Transformadores con refrigeración natural por aire

Los transformadores refrigerados por aire libre están ganando popularidad en Rusia y Kazajstán por su gran eficiencia energética y su tamaño reducido en comparación con los transformadores de aceite tradicionales. Estos transformadores no necesitan aceite para refrigerarse y utilizan nuevos materiales aislantes resistentes al calor para mejorar su rendimiento.

Estos transformadores suelen oscilar entre 133 y 6300 kVA y se utilizan para alimentar grandes instalaciones eléctricas, como turbogeneradores y accionamientos eléctricos. Son ideales para su uso en zonas con condiciones climáticas adversas, donde son frecuentes los problemas de refrigeración.

Transformador Evernew es un fabricante líder de diversos tipos de transformadores que se utilizan ampliamente en sistemas eléctricos e industriales en Rusia, Kazajstán y otros países de la CEI. La empresa está especializada en la producción de transformadores de potencia, distribución y medida, así como transformadores para convertidores y necesidades especializadas, como soldadura y alimentación de hornos eléctricos. Gracias a su alta fiabilidad y al cumplimiento de normas internacionales como GOST, UL y CE, los transformadores de Evernew Transformer proporcionan una transmisión de potencia eficaz y segura en diversas condiciones climáticas y para una amplia gama de industrias, como la metalúrgica, la química y la de generación de energía, entre otras. La empresa también ofrece soluciones refrigeradas por aire libre, ideales para su uso en zonas con climas rigurosos y acceso limitado al mantenimiento.

Aplicación de los transformadores de aceite al almacenamiento de energía

En un proyecto piscícola y solar, los transformadoresvernew desempeñan un papel clave en la conversión de la corriente continua generada por los paneles solares (normalmente 600 V o 1.000 V) en la tensión alterna necesaria. Por ejemplo, un transformador puede elevar la tensión de 11kV a 220kV para una transmisión eficiente a la red, o reducirla a 380V o 220V para alimentar las instalaciones acuícolas. Los transformadoresvernew garantizan la estabilidad y fiabilidad del suministro eléctrico gracias a sus eficaces funciones de subida y bajada.

Los transformadores Evernew también son de construcción robusta para soportar altas fluctuaciones de humedad y temperatura, garantizando un funcionamiento estable a largo plazo. Los precisos ajustes de tensión que proporcionan los transformadores Evernew contribuyen a la utilización eficiente de la energía en el proyecto piscícola y solar, apoyando los objetivos de desarrollo sostenible.

Transformador de potencia de alta tensión relleno de aceite, situado en una subestación y diseñado para convertir la electricidad de alta tensión a baja tensión para su distribución.

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