¿Qué es un transformador de potencia?
Un transformador de potencia es un dispositivo electromecánico que encuentra una amplia gama de aplicaciones, entre ellas las domésticas, la energía eléctrica, la radioelectrónica y la radioingeniería. Su función principal es transferir electricidad entre distintos circuitos por inducción magnética, cambiando el nivel de tensión según sea necesario. Los transformadores de potencia cumplen diversos requisitos de transmisión de energía convirtiendo la corriente alterna de un voltaje en corriente alterna de otro voltaje, manteniendo al mismo tiempo una frecuencia de corriente estable.
Los transformadores son los dispositivos eléctricos más comunes en la industria y la vida cotidiana. Su función principal es reducir o aumentar la tensión entre la fuente de alimentación y el consumidor en función de las necesidades de la carga. Los transformadores también se utilizan mucho en los circuitos de potencia para convertir la corriente alterna en continua. Al cambiar la tensión, los transformadores de potencia pueden transmitir electricidad de forma eficaz y garantizar el funcionamiento estable del sistema de suministro eléctrico.
¿Qué elementos incluye una fuente de alimentación con transformador?
El diseño de la fuente de alimentación del transformador incluye uno o más devanados individuales que están en el mismo flujo magnético y enrollados en un núcleo magnético hecho de material ferromagnético.
Los principales componentes de un transformador de potencia:
- Carrocería (bastidor);
- Bobinados;
- Circuito magnético;
- Pistas y conexiones;
- Aislamiento;
- Regulación de tensión;
- Sistema de refrigeración;
- Accesorios opcionales.
Magnetoacoplador sirve para devolver el flujo magnético y tiene una resistencia al flujo magnético reducida. Los bobinados constan de dos tipos de conductores de aluminio. El devanado primario recibe corriente de una fuente externa y el secundario se encarga de reducir la tensión. Cada devanado consta de elementos trifásicos que se conectan en un circuito en forma de estrella, delta, diente de sierra o Z.
Conclusiones se utilizan para suministrar corriente al transformador. Dependiendo del tipo de transformador, los terminales pueden estar equipados con barreras de aceite, polímero, SF6 o aislamiento de papel-aceite.
Regulación de la tensión permite modificar la relación de transformación cambiando el número de vueltas de los bobinados. Entre los dispositivos adicionales se incluyen relés de gas, indicadores de temperatura, secadores, sistema de recuperación continua de aceite e indicadores de nivel de aceite.
Cada transformador de potencia consta de un núcleo magnético con varios bobinados de materiales ferromagnéticos. Suelen ser láminas especiales para transformadores con propiedades magnéticas blandas, que se apilan de modo que la sección transversal del núcleo bajo los devanados se aproxime a un círculo. Para aumentar la eficacia del aparato y reducir las pérdidas, las conexiones entre las chapas son cerradas.
Los devanados de los transformadores suelen ser de cobre con sección rectangular o circular y cada devanado está aislado tanto del núcleo magnético como de los devanados vecinos. Se dejan espacios técnicos entre las capas de bobinado para la circulación del medio refrigerante.
Todo transformador tiene al menos dos devanados: un devanado primario (que recibe la corriente) y un devanado secundario (que cambia la tensión y transmite la corriente).
Principio de funcionamiento de un transformador eléctrico
El principio de funcionamiento de un transformador de potencia se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética. Cuando se aplica una corriente alterna al devanado primario, se crea un flujo magnético alterno en el núcleo magnético. Este flujo magnético se cierra sobre el núcleo magnético, formando un acoplamiento entre los devanados, lo que provoca una fuerza electromotriz (FEM) inducida. La tensión y la corriente se generan en el devanado secundario al que está conectada la carga.
Se utiliza una determinada relación de vueltas entre los devanados primario y secundario para obtener la tensión secundaria requerida. Un transformador de potencia tiene la propiedad de la reversibilidad, que le permite funcionar tanto para tensiones de subida como de bajada. Por ejemplo, en un transformador elevador, la tensión en el devanado primario será menor que en el secundario.
Tipos de transformadores de potencia
Los transformadores de potencia pueden clasificarse en función de varias características, como su finalidad, capacidad, tipo de circuito magnético, número de fases y otros parámetros.
A propósito los transformadores de potencia pueden dividirse en:
- Transformadores reductores - se utilizan para pasar de tensiones más altas a tensiones más bajas en las redes de distribución.
- Transformadores elevadores - se utilizan para aumentar la tensión y transmitir electricidad a larga distancia.
Por tipo de circuito magnético transformadores se dividen en:
- Transformadores blindados - tienen un conductor magnético formado por placas de tipo "E", aisladas entre sí con barniz. Estos dispositivos tienen un flujo magnético no uniforme y son fáciles de montar. Suelen utilizarse en grandes electrodomésticos.
- Transformadores de columna - tienen un método de instalación del bobinado y un diseño del circuito magnético diferentes. El circuito magnético está formado por tiras de acero eléctrico. Estos dispositivos se diferencian en que los bobinados están en el exterior, a diferencia de los dispositivos blindados.
- Transformadores con núcleo magnético anular - son los más eficaces, pero su producción es compleja y requiere mucha mano de obra. El núcleo magnético es una estructura de anillo cerrado y los bobinados se enrollan directamente sobre el núcleo magnético. El coste de este tipo de transformadores suele ser más elevado debido a que su fabricación requiere mucha mano de obra.
Por número de fases hay transformadores:
- Monofásico - se utilizan para pequeños consumidores o en redes de distribución.
- Trifásico - son más comunes, y se utilizan en las redes eléctricas, especialmente en las grandes estaciones convertidoras y en las plantas industriales.
Por tipo de refrigeración:
- Transformadores de tipo seco - La refrigeración es por aire, lo que las hace ideales para su instalación en zonas con elevados requisitos de seguridad.
- Transformadores de aceite - se utilizan para grandes potencias en las que la refrigeración se consigue con aceite, que aísla los bobinados y ayuda a disipar el calor.
En la instalación:
- Para instalación en interiores - estos transformadores suelen utilizarse para la distribución de energía en recintos cerrados, como los centros de transformación.
- Para instalación en exteriores - están diseñados para su uso en entornos abiertos, por ejemplo, en redes de distribución o grandes plantas.
Por poder Los transformadores de potencia pueden clasificarse como sigue
- Hasta 100 kVA, hasta 35 kV
- 100 - 1000 kVA, hasta 35 kV
- 1000 - 6300 kVA, hasta 35 kV
- 6300 kVA y superiores, hasta 35 kV
- Hasta 32.000 kVA, 35 - 110 kV
- 32.000 - 80.000 kVA, hasta 330 kV
- 80.000 - 200.000 kVA, hasta 330 kV
- Más de 200.000 kVA, más de 330 kV
Otras características importantes:
- Disponibilidad de regulador de tensión de salida - Algunos modelos tienen la capacidad de ajustar la tensión de salida para mantener los parámetros estables.
- Versión climática - pueden ser dispositivos para funcionar tanto en condiciones climáticas extremas como normales.
Los transformadores de potencia desempeñan un papel clave en la transmisión y distribución de electricidad, y la selección del tipo adecuado depende de muchos factores, como la capacidad, las condiciones de funcionamiento y los requisitos de seguridad.
Parámetros del transformador de potencia
A la hora de elegir un transformador de potencia, las características importantes son sus parámetros técnicos, que determinan la eficiencia 和 seguridad de su funcionamiento。 He aquí los principales parámetros a los que debes prestar atención:
Potencia nominal：Define la potencia máxima que puede transmitir el transformador sin sobrecalentarse. Para transformadores de dos devanados es la potencia de cada devanado, para transformadores de tres devanados es la potencia de cada devanado.
Tensión nominal：La tensión a la que funciona el transformador en condiciones normales de vacío. Cada devanado tiene su propia tensión nominal.
Corriente nominal：La corriente máxima que el transformador puede transmitir durante mucho tiempo sin sobrecalentarse.
Tensión de cortocircuito：La tensión en los devanados durante un cortocircuito en el secundario, que caracteriza la resistencia del devanado.
Pérdidas por cortocircuito：Las pérdidas de energía en cortocircuito determinan la eficiencia del funcionamiento del transformador.
Pérdidas en vacío：Las pérdidas de energía en un transformador cuando funciona sin carga se deben principalmente a la saturación magnética del núcleo.
Corriente en vacío：：La corriente que circula cuando el transformador está en ralentí, que afecta a las pérdidas de energía.
Ratio de transformación：Relación entre las tensiones de los devanados primario y secundario que determina el grado de variación de la tensión.
Factor de potencia (COSφ)：：La relación entre la potencia activa y la potencia total, que refleja la eficacia del transformador.
Sistema de refrigeración：Sistema de refrigeración que evita el sobrecalentamiento del transformador. Puede ser por aire o por líquido, según la potencia de la unidad.
¿Cómo elegir un transformador de potencia?
La selección de un transformador de potencia para una planta depende de varios factores clave, como la potencia necesaria y el nivel de fiabilidad del suministro eléctrico. Es importante reconocer que, en algunos casos, para garantizar un suministro eléctrico ininterrumpido, es necesario instalar varios transformadores para que, si falla uno de ellos, los demás puedan asumir sus funciones. Esto también implica tener en cuenta las posibles sobrecargas que puedan producirse durante el funcionamiento.
Parámetros clave para la selección del transformador:
Potencia
Para seleccionar un transformador, es importante determinar con precisión su capacidad necesaria, que debe garantizar un funcionamiento fiable del equipo. En caso de avería de un aparato, los demás deben poder compensar su funcionamiento.Fiabilidad y protección
A la hora de elegir un transformador, hay que tener en cuenta la disponibilidad de sistemas de protección contra diversos fallos:- Protección contra daños internos: El transformador debe estar equipado con dispositivos de control del gas, la temperatura, la presión y el nivel de aceite para evitar averías.
- Protección contra sobrecarga: Se recomienda instalar transformadores de corriente en cada fase para proporcionar protección contra sobrecargas. Además, se utiliza protección diferencial para evitar daños.
Condiciones de refrigeración y funcionamiento
El sistema de refrigeración del transformador debe adaptarse a las condiciones de funcionamiento. En función de la capacidad del aparato, pueden utilizarse distintos sistemas de refrigeración: refrigeración por aire, refrigeración por aceite o mediante equipos de refrigeración adicionales.
Serie recomendada de transformadores Evernew Transformer
Empresa Transformador Evernew ofrece una amplia gama de transformadores para diferentes necesidades, incluidos modelos con distintos niveles de potencia y tensión.
Serie TMG
Para redes con tensiones de hasta 10 kV se recomienda utilizar Transformadores de la serie TMG. Están diseñados para su instalación en exteriores y pueden funcionar bajo fluctuaciones de temperatura y a alturas de hasta 1000 metros. La potencia de los transformadores de esta serie oscila entre 25 y 1000 kVA. Las unidades están totalmente selladas herméticamente y equipadas con todos los sensores necesarios para controlar la presión, la temperatura y el nivel de aceite. La protección contra la sobrepresión está garantizada por un sistema especial de compensación.Serie TMGSU
Esta serie son transformadores trifásicos que proporcionan un funcionamiento estable tanto para la variación de tensión como para la simetría de fases. Los transformadores TMGSU están equipados con válvulas adicionales de protección contra las caídas de presión, lo que elimina los daños en el equipo en caso de sobrecarga o errores de funcionamiento.Transformadores de alta tensión (hasta 500 kV)
Para tensiones más altas, de 35kV a 500kV, Evernew Transformer ofrece transformadores de 1MVA a 200MVA. Estas unidades son ideales para aplicaciones industriales y funcionan en diversas condiciones climáticas para garantizar una alta eficiencia y durabilidad. La gama incorpora todos los sistemas de protección y supervisión necesarios para garantizar un funcionamiento seguro durante toda su vida útil.
Tipos de transformadores según su finalidad y función:
Transformadores de aceite (refrigerados por aceite)
Adecuado para instalaciones en las que se requiere un alto grado de protección y durabilidad. El aceite del transformador no solo proporciona refrigeración, sino también aislamiento.Transformadores de tipo seco
Estas unidades utilizan refrigeración por aire, lo que las hace más respetuosas con el medio ambiente y más seguras para su uso en aplicaciones residenciales y comerciales. Son ideales para su instalación en zonas con elevados requisitos de seguridad contra incendios.Transformadores de subestación
Diseñados para la distribución de energía en subestaciones eléctricas. Estos dispositivos pueden ser monofásicos o trifásicos y se suelen utilizar para sistemas de alimentación a gran escala.Transformadores para redes de distribución
Estos transformadores pueden instalarse en cualquier lugar donde se requieran cambios de tensión para alimentar instalaciones industriales o barrios residenciales.Transformadores para aplicaciones especiales
Incluye transformadores diseñados para aplicaciones específicas, como sistemas de energía solar o eólica, en los que es importante un alto grado de estabilidad y eficiencia.
Recomendaciones para la selección:
Tenga en cuenta las condiciones climáticas
Según la región en la que se opere, la elección de la refrigeración y la protección dependerá de las características climáticas (por ejemplo, la temperatura, la humedad o el nivel de precipitaciones).Selección de potencia
Es necesario calcular correctamente la capacidad del transformador para que satisfaga las necesidades de sus equipos y garantice un funcionamiento ininterrumpido ante posibles sobrecargas.Preste atención a la garantía y el servicio
Asegúrate de que el transformador tiene garantía y de que existe la opción de servicio y sustitución de piezas en caso de avería.
Empresa Transformador Evernew ofrece transformadores fiables y de alta calidad que garantizarán un suministro eléctrico seguro y estable para su empresa.
