El documento describe diferentes tipos y conexiones de transformadores monofásicos y trifásicos, incluyendo sus usos, ventajas y desventajas. También discute la importancia del mantenimiento de los transformadores y las consecuencias de su falta, como fallas eléctricas, explosiones y daños al equipo.

1. Realizado por:
Luis Villalobos
CI:23459925
ING ELECTRICA (43)
Maquinas
eléctricas II
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio de Educación Superior y Universitaria
I.U.P Santiago Mariño

2. Transformador monofásico y trifásico
Transformador eléctrico monofásico de núcleo cerrado de
acero al silicio, donde se muestran dos devanados o enrollados
de alambre de cobre desnudo, protegido con barniz aislante.
Uno de esos corresponde al “enrollado primario” o de
ENTRADA de la corriente alterna y el otro al “enrollado
secundario” o de SALIDA de la propia corriente, una vez que el
valor de la tensión ha sido aumentado o disminuido, de
acuerdo con el tipo de transformador que se utilice, decir, si es
“reductor de tensión” o si, por el contrario, es “elevador de
tensión”.

3. TRANSFORMADOR TRIFASICO
Los transformadores trifásicos han venido siendo útiles para
la generación de corriente en grandes redes eléctricas son lo
más usual en lo que tiene que ver al número de usuarios de
tipo comercial e industrial que hacen uso del sistema, y es
necesario considerar la importancia que tienen el mismo.
Para la energía de un sistema trifásico se puede transformar
por medio de tres transformadores monofásico en otro caso
solo con el uso de un transformador trifásico, por facilidad
en las instalaciones eléctrica o ya sea por razones de tipo
económico, es preferible el uso del transformador trifásico.
Normalmente los transformadores trifásicos están
constituidos de un núcleo que tiene 3 columnas y sobre cada
una se encuentran los devanados primarios y secundarios.
Estos devanados pueden conectarse en estrella, delta o
zigzag de las cuales se las puede hacer nueve
combinaciones.

4. CONEXIONES DE LOS TRANSFORMADORES
Grupos de Conexión
Las conexiones utilizadas en la práctica están normalizadas
en grupos de conexión. El grupo de conexión caracteriza las
conexiones de los dos arrollamientos y el desfase entre las
fuerzas electromotrices correspondientes a ambos
arrollamientos. Cada grupo se identifica con una cifra o índice
de conexión que multiplicada por 30º, da como resultado el
desfase en retraso, que existe entre las tensiones del
mismo genero (simples o compuestas) del secundario respecto
al primario del transformador en cuestión.
Estudio de la transformación trifásica en conexión estrella-
estrella (Yy) con arrollamiento terciario
La conexión estrella – estrella tiene la gran ventaja de disminuir
la tensión por fase del transformador, pero presenta
inconvenientes cuando las cargas no están equilibradas. Para
eliminar estos inconvenientes se dispone de un arrollamiento
terciario el cual esta conectado en triángulo y cerrado en
cortocircuito sobre sí mismo. Las fuerzas magneto motrices

5. primaria y secundaria, debidas a esta sobrecarga, se
compensan en cada columna, con lo que desaparecen
los flujos adicionales y, con ellos, los inconvenientes
que resultaban de las cargas desequilibradas.
El devanado terciario puede utilizarse para suministrar
cargas locales con la tensión más conveniente. Puede
alimentar los circuitos de control y las instalaciones
auxiliares en las estaciones transformadoras.

6. Conexión en Y abierta - abierta
La conexión Y abierta – delta abierta es muy similar a la
conexión delta abierta con la única variante que los
voltajes primarios se derivan de dos fases y el neutro. Su
aplicación primordial es la de proveer de un sistema
trifásico en donde solo existe la presencia de dos fases.
La desventaja es este tipo de sistemas es que la corriente
de retorno es muy grande y debe fluir por el neutro del
circuito primario.
Conexión Scott-T
La conexión Scott-T es una forma de derivar de una
fuente trifásica, dos fases desfasadas La aplicación
fundamental es producir la potencia necesaria para cubrir
cualquier necesidad.
La conexión Scott-T consta de dos transformadores
trifásicos de idénticas capacidades; uno de ellos tiene una
toma en su devanado primario a 86.6% del valor del
voltaje pleno. Esta toma se conecta a la toma central del
otro transformador; los voltajes aplicados se colocan
como se muestra la siguiente figura.

7. Conexión trifásica en T
Esta conexión es una pequeña variante de la conexión Scott-T
para convertir potencia trifásica en potencia trifásica pero a
diferente nivel de voltaje. Esta conexión se nuestra en la figura
siguiente.
Como en la conexión Scott-T los voltajes en los devanados
primarios están desfasados al igual que los voltajes secundarios
con la única diferencia de las dos fases se re combinan para
darnos un sistema trifásico. La ventaja de esta conexión con
respecto a las demás conexiones con dos transformadores es
que en esta se puede conectar el neutro tanto en los devanados
primarios como secundarios.

8. FALLA DEL TRANSFORMADOR
TRANSFORMADOR CONTAMINADO:
LOS TRANSFORMADORES REQUIEREN UN
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
PORQUE?
LAS CAUSAS DE FALLAS DE UN TRANSFORMADOR
PROVIENE POR FALTA DE MANTENIMIENTO YA QUE
ESTE EQUIPO ES MUY IMPORTANTE DENTRO DE LAS
FUNCIONES QUE TIENE EL USO CONSTANTE SIN UN
MANTENIMIENTO ADECUADO PRODUCE QUE LA
CALIDAD DEL ACEITE PIERDA SUS CUALIDADES Y ESTO
PROVOQUE FALLAS POSTERIORES
ALGUNAS CAUSAS SON LAS SIGUIENTES:
A.- HUMEDAD
B.- FUGAS
C.- CARGA DE VOLTAJE EXESIVA
D.- UNA MALA PROTECCION ELECTRICA
E.- UNA MALA INSTALACION
F.- UN MAL MANEJO Y DESCONOCIMIENTO DEL
EQUIPO

10. TRANFORMADOR EN MAL ESTADO
ESTE TRANSFORMADOR SUFRIO UNA FALLA INTERNA POR
FALTA DE MANTENIMIENTO LO QUE OCASIONO QUE
DICHO PERIODO DEL MISMO PROVOCARA QUE EL ACEITE
PERDIERA SUS CUALIDADES GENERANDOSE DENTRO DEL
MISMO UNA HUMEDAD EXESIVA LO QUE OCASIONO UN
FUERTE CORTO CIRCUITO DENTRO DEL MISMO Y ESTO
OCASIONO UN PARO TOTAL DE FUNCIONES DENTRO DE
LA EMPRESA. LO QUE OCASIONO PERDIDAS DE EQUIPOS Y
LO MAS IMPORTANTE. PERDIDAS DE PRODUCCION LO QUE
EN ESTOS CASO AFECTA LA ECONOMIA DE UNA EMPRESA.
NOTA:
A ESTA EMPRESA SE LE RECOMENDO QUE HICIERA SUS
PRUEBAS DE ANALISIS DE LABORATORIO AL
TRANSFORMADO PERO HICIERON CASO OMISO A LAS
INDICACIONES QUE LES DIMOS. COMO PRESTAMOS
APOYOS DE MERGENCIA A LAS EMPRESAS QUE LES DAMOS
SERVICIO DURANTE LAS 24 HORAS DEL DIA FUIMOS
LLAMADOS PARA DICHA E
MERGENCIA Y DETERMINAMOS DEJAR FUERA LA
ALIMNETACION DEL TRANFORMADO PARA QUE PERSONAL
SIN CONOCIMIENTO ACCIONARA EL EQUIPO.

11. ACEITE DE TRANSFORMADOR CONTAMINADO CON HUMEDAD
ESTA MUESTRA DE FOTOS SON CAUSAS FEACIENTES QUE
OCASIONA UNA FALLA MUY PELIGROSA DE UN TRANSFORMADOR
1.- ESTA FOTO MUESTRA LA CALIDAD DEL ACEITE CON
CONTENIDO DE HUMEDAD
2.- ESTA FOTO DE LADO IZQUIERDO SE MUESTRA LA HUMEDAD
QUE YA TENIA EL TRANSFORMADOR EN SUS PAREDES INTERNAS
3.- ESTA FOTO DE LADO DERECHO MUESTRA EL EMPAQUE
DAÑADO POR DONDE POSIBLEMENTE SE PENETRO LA HUMEDAD
ESTA CESION DE FOTOS SON PRUEBAS QUE UN TRANSFORMADOR
COMPLETAMENTE DAÑADO Y MUY DESCUIDADO EN
MANTENIMIENTO PREVENTIVO POR PARTE DEL PERSONAL DE
MANTENIMIENTO ELECTRICO
ES MUY RECOMENDABLE QUE SI EL PERSONAL NO TIENE LOS
CONOCIMIENTOS CONTACTEN A PERSONAL QUE LOS PUEDA
ASESORAR PARA BIEN DEL BUEN FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO

12. SALIDA DE ALIMENTACION DE UN TRANSFORMADOR DE 500 KVA SIN
MANTENIMIENTO
POR FALTA DE MATENIMIENTO EL TRASFORMADOR SUFRIO UN DAÑO
INRREPARABLE POR LO CONSIGUIENTE SE HICIERON PRUEBAS PARA EL
CLIENTE PARA DEMOSTRARLE QUE YA NO SERVIA YA QUE EL INDICABA QUE
SI ESTABA BIEN SE ALIMENTO EL TRANSFORMADOR PARA QUE VIERA QUE
LA SALIDA DE ALIMENTACION DE LADO SECUNDARIO DEL
TRANSFORMADOR YA NO ERA LA CORECTA
LE TOMAMOS LECTURAS DE LADO DE LA SUBESTACION PRINCIPAL EN
INTERRUPTOR PRINCIPAL DE DISTRIBUCION Y SE VERIFICO QUE YA ESTABA
DESFASADO EL TRANSFORMADOR.
EXPLOSIÓN DE UN TRANSFROMADOR
POR EXCESO DE CARGAS, MAL MANTENIMIENTO, NULA
SUPERVICION, CALENTAMIENTO Y FUGAS DE ACEITE
ESTE TRANSFORMADOR EXPLOTO.
PROCESO DE VEIFICACION DE UN TRANSFORMADOR DAÑADO POR
CALENTAMIENTO CAUSADO POR HUMEDAD
SE DESTAPA TRANSFORMADOR PARA VERIFICAR LA MAGNITUD DEL
DAÑO CAUSADO DENTRO DEL MISMO
Y QUE EL CLIENTE VERIFIQUE QUE ESTA COMPLETAMENTE DAÑADO EL
TRANSFORMADOR CON CAPACIDAD DE 500KVA CON RELACION DE
23000-440/254VOLTS.

13. REFRIGERACION DE LOS TRANSFORMADORES
Sistema de refrigeración de los transformadores
Al igual que en todas las demás máquinas eléctricas, las pérdidas
por dispersión en el núcleo y en los devanados del transformador
durante su funcionamiento se convierten en energía térmica y
calientan las partes correspondientes del transformador. Bajo el
efecto de los gradientes térmicos el calor se dirige desde el lugar
de su origen hacia los sitios en los que puede ser transferido al
medio refrigerante, o sea, al aire o agua, según el método de
refrigeración del transformador. La difusión del calor transcurre de
la misma forma que en las máquinas eléctricas, es decir, por
radiación y convección. La capacidad de carga de un
transformador está limitada por la temperatura máxima admisible
en el interior de los arrollamientos y en el fluido refrigerante.

14. Refrigeración de los Transformadores en aceite
La eficiencia de la refrigeración es un factor fundamental,
determinando la seguridad operacional y el periodo de vida útil
de un transformador natural.
La eliminación del calor provocado por las pérdidas, es
necesario para evitar una temperatura interna excesiva que
podría acortar la vida del aislamiento.
Las flexibles paredes corrugadas de la cuba hacen posible una
refrigeración suficiente del transformador, compensando las
variaciones del volumen de aceite durante su explotación. Una
ventaja de los transformadores herméticamente cerrados es
que el aceite nunca está en contacto con la atmósfera,
haciendo de este modo innecesario los análisis periódicos del
aceite.

15. Refrigeración de los Transformadores en seco
Los transformadores secos de uso general se
aplican en sistemas de distribución de baja
tensión donde parte de la carga tiene un voltaje
diferente al suministrado por la distribución
general. Pueden ser sistemas de iluminación, aire
acondicionado, equipos médicos, etc.
• Se fabrican en capacidades desde 5 hasta
1000 kVA, con tensiones primarias y secundarias
clase 1.2 kV.
• Pueden ser fabricados como transformadores
Reductores o Elevadores.

16. Calentamiento del núcleo y los devanados
Como es sabido ya, las perdidas de los transformadores tanto
en los devanados como en el núcleo, se traducen en calor que
llegan a disminuir el rendimiento, y en un caso extremo
pueden llegar a destruir el propio transformador.
La temperatura media de un devanado es la temperatura
determinada midiendo la resistencia en c.c. del devanado y
comparándola con la medida obtenida anteriormente para una
temperatura conocida. El calentamiento medio de un
devanado por encima de la temperatura ambiente es
U=B+E+N+T
Donde, B = calentamiento efectivo en °C del aceite respecto
del ambiente, E = calentamiento medio en ° C del aceite
respecto a la efectiva del aceite, N = calentamiento en ° C de
la superficie media de la bobina respecto a la temperatura
media del aceite, T = calentamiento en ° C del conductor
respecto a la superficie de la bobina, y U = calentamiento en °
C del conductor medio respecto al ambiente.

17. Cuba de aceite como refrigerante del Transformador
En la actualidad, los transformadores más sobresalientes son
los de aceite en los cuales el propio transformador, o la así
llamada parte desmontable, es decir, su núcleo con los
devanados instalados en él, está sumergido en una cuba llena
de aceite. El aceite se calienta y circula dentro de la cuba
efectuando de este modo la refrigeración natural del
transformador.
El calor producido por las pérdidas se transmite a través de un
medio al exterior, este medio puede ser aire o bien líquido. La
transmisión de calor se hace por un medio en forma más o
menos eficiente, dependiendo de los siguientes valores:
Masa volumétrica
El coeficiente de dilatación térmica.
La viscosidad.
El calor especificó.
La conductividad térmica.

18. RADIACION
Es la emisión o absorción de ondas electromagnéticas
que se desplazan a la velocidad de la luz representan
en temperaturas elevadas un mecanismo de pérdidas
de calor. En el caso de los transformadores, la
transferencia de calor a través del tanque y los tubos
radiadores hacia la atmósfera es por radiación.
La construcción de la cuba está relacionada
estrechamente con el cálculo calorífico del
transformador.
Refrigeración por Aire
Aquí los bobinados y el núcleo suelen ser visibles y la
circulación del aire (natural o forzado) retira de estos
elementos el calor que se produce por las pérdidas.
Ejemplo de esta construcción son los transformadores
chicos o los que deban ser de poco peso (utilizados en
aeronaves). TIPO AFA Tipo seco, con enfriamiento por
aire forzado. Para aumentar la potencia del
transformador AA, se usa el enfriamiento con aire
forzado. El diseño comprende un ventilador que
empuja el aire en un ducto colocado en la parte
inferior del transformador.

19. Refrigeración por Aceite
En estos el conjunto de núcleo y bobinados se sumergen
en una cuba que se llena de un líquido refrigerante
aislante que rodea y moja estos elementos. El líquido
que se calienta en contacto con el núcleo y bobinas tiene
libertad de movimiento y puede así llevar estas calorías a
superficies adecuadas previstas, en que transfieren su
calor a una fuente fría (aire o agua) mediante circulación
natural o forzada del aceite (o del medio refrigerante).
Los principales medios refrigerantes que se utilizan, en
contacto con los arrollamientos, son el aire y aceite
mineral (también sustituido a veces por otros líquidos
incombustibles como el pradeño).
El uso del aceite, frente al aire, está justificado dado que
tiene una mejor conductividad térmica y posee un mayor
calor específico. La función del aceite es doble, actúa
como aislante y como agente refrigerante. La rigidez de
los aceites usados suele ser del orden de los 200 kV/cm.
Básicamente se trata de una mezcla de hidrocarburos. El
aceite cobra un especial interés en los casos en el que el
transformador se vea sometido a sobrecargas pasajeras.