Definición transformador
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El documento define el transformador eléctrico y describe sus componentes principales. Un transformador puede aumentar o disminuir la tensión de un circuito de corriente alterna manteniendo la potencia. Está compuesto por dos bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de material ferromagnético que permite la transferencia de energía eléctrica entre los devanados a través de la inducción electromagnética.
Definición transformador
- 1. Definición transformador Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario. Circuito equivalente Si aplicamos a un transformador la reducción de las magnitudes del secundario al primario, tal y como hemos indicado más arriba, el esquema que obtendremos del transformador será el que indica la figura. Imagen 25: Esquema de un transformador con el secundario reducido al primario Elaboración propia Puesto que ε'2 tiene el mismo valor que ε1 entonces los arrollamientos actuarían como si tuvieran el mismo número de espiras y podríamos considerar unidos los puntos de comienzo y final de ambas bobinas, más aún, podríamos prescindir de una de ellas.
- 2. Imagen 26: Circuito equivalente de un transformador con el secundario reducido al primario El esquema aún se podría simplificar más, ya que la corriente del primario era la suma de la corriente en vacío I0 más la reflejada del secundario I'2. Componentes más importantes - El bobinado de alta tensión: Es un bobinado de alambre de cobre aislado, este tiene una sección transversal muy delgada y está construido para recibir o entregar la tensión mayor nominal del transformador. - El bobinado de baja tensión: Es un bobinado de alambre de cobre aislado, este a comparación del bobinado de alta tensión tiene una sección transversal muy grande (más gruesa) y esta construido para recibir o entregar la tensión menor nominal del transformador. - El núcleo: el núcleo está constituido por chapas magnéticas con alta proporción de silicio (4%), grano orientado y pérdidas por histéresis muy bajas, las cuales tienen por un lado un aislamiento impregnado en el proceso metalúrgico. *histéresis: es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado Núcleos y arrollados El núcleo estará formado por un material ferromagnético que favorezca la propagación del flujo Φ, tal es el caso del acero con aleación de silicio. Para minimizar las "pérdidas
- 3. en el hierro" por las corrientes parasitarias de Foucault, la sección conductora del flujo magnético se divide en pequeñas partes, o láminas y se intercala entre lámina y lámina de acero un papel o barniz aislante. Arrollamientos, el número de espiras y la sección del hilo de cada uno de ellos estarán en función de los valores de tensión e intensidad tanto de entrada como de salida, cuestión esta que será estudiada con más detenimiento en apartados posteriores. En el caso de los arrollamientos alternados, ambas bobinas están repartidas en ambas columnas, y en los arrollamientos acorazados, las bobinas se enrollan sobre la columna central; en este caso debe cumplirse que la sección de la columna central sea el doble que la de los extremos para que no haya pérdidas de flujo magnético. Sistemas de refrigeración 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 el núcleo y las bobinas, por lo general se fabrican con capacidades inferiores a 2000 kVA y voltajes menores de 15 kV. OA/FA: Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador OA con la adición de ventiladores para aumentar la capacidad de disipación de calor en las superficies de enfriamiento. OA: Transformador sumergido en aceite con enfriamiento natural, en estos transformadores el aceite aislante circula por convección natural dentro de una tanque que tiene paredes lisas o corrugadas o bien provistos con tubos radiadores. Esta solución se adopta para transformadores de más de 50 kVA con voltajes superiores a 15 kV. AA/FA: Transformadores tipo seco con enfriamiento natural y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador tipo AA al que se le adicionan ventiladores para aumentar su capacidad de disipación de calor. La función de la refrigeración es mantener una temperatura de operación suficientemente baja y mantener un buen funcionamiento en la transformación de energía Regulación y de expansión El sistema de conservación del aceite de los transformadores será por medio de un tanque de expansión que, por medio de un diafragma instalado en el interior del mismo excluya el contacto directo entre el aceite y el aire exterior; su volumen será adecuado a la contracción y dilatación del aceite total de la unidad. Deberá soportar las presiones que se originen en los ensayos de presión de la cuba, y su diseño permitirá efectuar fácilmente su limpieza interior. La cámara de aire estará en contacto con la atmósfera a través de un secador de silicagel, con trampa de aceite; el secador responderá a la norma NIME.
- 4. Se proveerá con los siguientes elementos: a. Válvula de drenaje. b. Cañería de salida para secador de aire que permita ubicarlo a una altura aproximada de 1,60 m. del nivel del piso. c. Boca para carga de aceite. d. Tendrá adosado el nivel magnético o prismático según corresponda. El nivel magnético deberá tener su tapa desmontable, para acceder en forma directa al sistema móvil y efectuar la prueba de funcionamiento simulando la falta de aceite, sin tener que desmontarlo. Los conmutadores bajo carga, tendrán un tanque de expansión de características similares al principal, que podrá estar integrado con éste aunque no debe existir comunicación entre ellos. Este tanque no tendrá diafragma y contará con los mismos elementos que el principal. Regulador automático de tensión. Cuando las E.T.P. prevean transformadores con regulación bajo carga, se proveerá, un regulador automático de tensión, que será del tipo "Mashinenfabrik Rheinhausen" MK20, MK30 o de similar calidad técnica. Poseerá un dispositivo que permita variar normalmente el ajuste prefijado, entre 90% y el 110% de dicho valor. Tendrá además, un multiplicador del tiempo básico de actuación, y bloqueo contra disturbios excesivos (oscilaciones violentas de tensión, etc..). Su característica de operación será a tiempo inverso con la tensión. Los valores de tensión y corriente de referencia, serán tomados de los secundarios de los transformadores de medida respectivos.
- 5. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION MATURIN CATEDRA: TECNOLOGIA ELECTRICA FACILITADOR: BACHILLERES: Mariangela Pollonais Joaquín Piñero CI: 23.535.877 Maturín, 09/07/2014.