Transformadores Eléctricos

1. Universidad Fermín toro
Vicerrectorado académico
Departamento de ingeniería mecánica
Barquisimeto-Cabudare
Alumnos:
Luis F. Nuñez C. I. 24.162.995
Daniel Duque C. I. 19.886.341
Elio Gotera C.I. 23.486.726
Prof. Ana Gallardo
SAIA

2. INDICE:
 Introducción
 Transformador eléctricos
 Transformador de potencia
 Transformador de distribución
 Transformadores secos encapsulados en resina epoxi
 Transformadores herméticos de llenado integral
 Transformadores rurales
 Transformadores Subterráneos
 Transformadores Auto protegidos
 Partes de un transformador
 Conexiones de los Transformadores
 Transformador triángulo-triángulo, ( Dd.)
 Transformador estrella-estrella, ( Yy )
 Transformador triángulo- estrella, ( Dy )
 Transformador estrella- triángulo, ( Yd )
 Transformador estrella - zig- zag, ( Yz )
 Conclusión
 Bibliografía

3. Introducción
El uso de los transformadores en el campo doméstico como en el
industrial, cobra gran importancia ya que con ellos podemos cambiar la
amplitud del voltaje, aumentándola para ser más económica la
transmisión y luego disminuyéndola para una operación más segura en
los equipos.
La mayor parte de los radios contienen uno o más
transformadores, así como los receptores de televisión, los equipos de
alta fidelidad, algunos teléfonos, automóviles y en fin una gran variedad
de artículos que para su funcionamiento es de vital importancia que
posea un transformador.
Por tanto se hace necesario analizar detalladamente los
fenómenos que ocurren con los cambios de polaridad en las bobinas de
un transformador observando su comportamiento al sumarle o restarle
voltaje a las bobinas de acuerdo a sus conexiones

4. Transformadores eléctricos
Es 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 fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el
funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael
Faraday en 1831, se basa fundamentalmente en que cualquier variación
de flujo magnético que atraviesa un circuito cerrado genera una
corriente inducida, y en que la corriente inducida sólo permanece
mientras se produce el cambio de flujo magnético.
La primera "bobina de inducción" fue inventada por el sacerdote
Nicholas Joseph Callan en la Universidad de Maynooth en Irlanda en
1836. Callan fue uno de los primeros investigadores en darse cuenta de
que cuantas más espiras hay en el secundario, en relación con el
bobinado primario, más grande es el aumento de la tensión eléctrica.
El primer sistema comercial de corriente alterna con fines de
distribución de la energía eléctrica que usaba transformadores se puso
en operación en 1886 en Great Barington, Massachussets, en los
Estados Unidos de América. En ese mismo año, la electricidad se
transmitió a 2.000 voltios en corriente alterna a una distancia de 30
kilómetros, en una línea construida en Cerchi, Italia. A partir de esta
pequeña aplicación inicial, la industria eléctrica en el mundo ha recorrido
en tal forma, que en la actualidad es factor de desarrollo de los pueblos,
formando parte importante en esta industria el transformador

5. Sirve para transformar la energía que viaja por líneas de alta, media
y baja tensión, por las subestaciones distribuyéndola por las ciudades.
Existen diversos tipos de trasformadores, varían según su potencia,
capacidad, el uso o aplicación; a continuación se presentan algunos:
- Transformador de Potencia: Se utilizan para sub-transmisión y
transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de
aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de
generación y en grandes usuarios.
Características Generales:
Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA
Tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV
Frecuencias de 50 y 60 Hz.
- Transformación de Distribución: Se denomina transformadores
de distribución, generalmente los transformadores de potencias
iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a
67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos.
Aunque la mayoría de tales unidades están proyectadas para montaje
sobre postes, algunos de los tamaños de potencia superiores, por
encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en
estaciones o en plataformas. Las aplicaciones típicas son para

6. alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes públicos,
talleres y centros comerciales.
Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía
eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas,
industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros
comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de
energía eléctrica.
Características Generales:
Potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kVA
Tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV.
Se construyen en otras tensiones primarias según especificaciones
particulares del cliente.
Se proveen en frecuencias de 50−60 Hz
La variación de tensión, se realiza mediante un conmutador exterior
de accionamiento sin carga

7. - Transformadores secos encapsulados en resina epoxi
Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica en
media tensión, en lugares donde los espacios reducidos y los
requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la
utilización de transformadores refrigerados en aceite.
Son de aplicación en grandes edificios, hospitales, industrias,
minería, grandes centros comerciales y toda
Actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.
Características Generales:
Son refrigerados en aire con aislación clase F, utilizándose resina
epoxi como medio de protección de los arrollamientos, siendo
innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación.
Potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA
Tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV
Frecuencias de 50 y 60 Hz.

8. Transformadores herméticos de llenado integral
Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía
eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en lugares donde los
espacios son reducidos.
Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería,
explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda
actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.
Características Generales:
Su principal característica es que al no llevar tanque de expansión de
aceite no necesita mantenimiento, siendo esta construcción más
compacta que la tradicional. Se fabrican en potencias normalizadas
desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y
35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.
- Transformadores rurales: Están diseñados para instalación
monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares,
bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV.

9. En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o
como alternativa 3 monofásicos.
- Transformadores Subterráneos: Transformador de
construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en
cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de
inmersión de cualquier naturaleza
- Transformadores Auto protegidos: El transformador incorpora
componentes para protección del sistema de distribución contra
sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas

10. en el transformador, para esto posee fusibles de alta tensión y
disyuntor de baja tensión, montados internamente en el tanque,
fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión. Para
protección contra sobretensiones el transformador está provisto
de dispositivo para fijación de pararrayos externos en el tanque.
Características
Potencia: 45 a 150KVA
Alta Tensión: 15 o 24,2KV
Baja Tensión: 380/220 o 220/127V
Partes de un transformador
El núcleo
El núcleo está formado por varias chapas u hojas de metal
(generalmente material ferromagnético) que están apiladas una junto a
la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro. La función del núcleo
es mantener el flujo magnético confinado dentro de él y evitar que este
fluya por el aire favoreciendo las perdidas en el núcleo y reduciendo la
eficiencia. La configuración por láminas del núcleo laminado se realiza

11. para evitar las corrientes de Foucault, que son corrientes que circulan
entre láminas, indeseadas pues favorecen las perdidas.
Bobinas
Las bobinas son simplemente alambre generalmente de cobre enrollado
en las piernas del núcleo. Según el número de espiras (vueltas)
alrededor de una pierna inducirá un voltaje mayor. Se juega entonces
con el número de vueltas en el primario versus las del secundario. En un
transformador trifásico el número de vueltas del primario y secundario
debería ser igual para todas las fases.
Cambiador de taps
El cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente
mecánico que puede ser girado manualmente para cambiar la razón de
transformación en un transformador, típicamente, son 5 pasos uno de
ellos es neutral, los otros alteran la razón en más o menos el 5%. Por
ejemplo esto ayuda a subir el voltaje en el secundario para mejorar un
voltaje muy bajo en alguna barra del sistema.
Relé de sobrepresión
Es un dispositivo mecánico que nivela el aumento de presión del
transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios
equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. Existen el relé
de presión súbita para presiones transitorias y el relé de sobrepresión
para presiones más permanentes.
Tablero de control
Contiene las conexiones eléctricas para el control, relés de protección
eléctrica, señales de control de válvulas de sobrepresión hacia
dispositivos de protección.

12. Datos de Placa
La placa característica será metálica e inoxidable fijada al fondo del
compartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en
español:
-Nombre del fabricante.
-Número de serie.
-Año de fabricación.
-Número de fases.
-Frecuencia.
-Capacidad (KVA).
-Voltaje nominal primario(Voltios).
-Voltaje nominal secundario(Voltios).
-Voltaje nominal en cada derivación (Voltios).
-Nivel básico de aislamiento-BIL(KV)
-Aumento promedio de temperatura en devanados(˚C).
-Temperatura ambiente promedio diaria (40˚C).
-Impedancia (%)
-Peso total aproximado (Kg)
-Diagrama de conexión (Unifilar)
-Identificación del líquido aislante.
-Litros aproximados del líquido aislante

13. Fabricante : Rhona S.A.
Aumento de Temperatura : 55°C
Tensión primario : 69000 V
Tensión secundario: 13800 V
Derivaciones Primario : 69000 ± 10% en 18 pasos
Líquido Aislante : Aceite mobilent 35, 18950 litros
Peso Total : 50200 Kg.
Potencia : 25000 KVA
Fases : 3
Polaridad : yd-1
Corriente Primario : 209 A
Corriente Secundario : 1046 A
Número de Serie : 17890
Frecuencia : 50Hz
Impedancia : 10 % a 75 °C
Conexión Primario: Estrella
Conexión Secundario : Delta

14. Conexiones de los Transformadores
Designación simbólica de las conexiones.
La conexión de los devanados se designa con:
Las letras Y, D y Z para los devanados de alta tensión
Las letras e y, d, z para los devanados de baja tensión

15. Configuraciones de conexión primario / secundario más
utilizados
Estrella / Estrella (Y,y): Robusta, sencilla, neutra y accesible, pero
inadecuada en régimen desequilibrado y con corrientes muy fuertes.
Estrella / Triángulo (Y,d): Buen comportamiento en régimen
desequilibrado y ausencia de armónicos de tercer orden, pero no es
posible la distribución BT con cuatro hilos (no hay neutro en el
secundario).
Triángulo / Estrella (D,y): Sin neutro en el primario pero con
posibilidad de neutro en el secundario (puesta a tierra y distribución
con 4 hilos).
Estrella / Zigzag (Y,z): Primario adecuado para AT (alta tensión),
posibilidad de punto neutro puesto a tierra, ausencia de armónicos de
tercer orden, buen comportamiento en régimen desequilibrado,
caídas de tensión interna pequeñas pero mayor costo y volumen, y
realización más delicada.
Triángulo Zigzag (D,z): Similar calidad que la anterior, con mejor
comportamiento en régimen desequilibrado pero sin neutro en el
primario.

16. Transformador triángulo-triángulo, ( Dd.)
En esta clase de transformadores, el bobinado primario y secundario
están conectados en triángulo, resultando las tensiones de línea y de
fase iguales.
Transformador estrella-estrella, ( Yy )
En esta clase de transformadores, las tres fases de ambos bobinados
están conectados en estrella, siendo la tensión de línea 3 veces
mayor que la tensión de fase.

17. Transformador triángulo- estrella, ( Dy )
En esta clase de transformadores, las tres fases del bobinado
primario están conectadas en triángulo, mientras que las del
bobinado secundario lo están en estrella.
Transformador estrella- triángulo, ( Yd )
En esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario
están conectados en estrella y las del secundario en triángulo.

18. Transformador estrella - zig- zag, ( Yz )
Se consigue la conexión zig-zag descomponiendo cada fase del
bobinado secundario en dos mitades, las cuales se colocan en
columnas sucesivas del núcleo magnético y arrollado en sentido
inverso y conectado los finales en estrella.

19. Conclusión:
Con los transformadores se han podido resolver una gran cantidad de
problemas eléctricos, en los cuales si no fuera por estos, sería imposible
resolver. Gracias a los transformadores la distribución de energía
eléctrica se a podido usar y distribuir a las diferentes ciudades del
mundo, desde las plantas generadoras de electricidad.

20. Bibliografía:
http://www.monografias.com/
https://www.scribd.com/
https://alumno.us.es/a/amaluqsen/Transformadores.doc