Un transformador es un dispositivo que cambia el nivel de tensión de la energía eléctrica mediante un campo magnético generado por bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro. Está compuesto de un núcleo, devanados primario y secundario, boquillas terminales y un tanque que contiene aceite para refrigeración. El transformador transfiere energía desde el devanado primario al secundario a través de un flujo magnético, permitiendo diferentes niveles de tensión en cada devanado.

1. Instituto universitario politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Maturín
Transformadores
(Conceptos Básicos)
Profesor. Bachilleres.
Ing. Mariangela Pollonais Carlos Herrera
C.I.: 20403695
Maturín, julio de 2014

2. Transformador.
Es un aparato que cambia el nivel de tensión de la potencia eléctrica a otro
nivel de tensión mayor o menor mediante la acción de un campo magnético. Consta
de dos o más bobinas de alambre conductor enrollado alrededor de un núcleo ferro
magnético común, usualmente la única conexión entre las bobinas es el flujo
magnético común que se encuentra dentro del núcleo.
Uno de los devanados del transformador se conecta a una fuente de energía
eléctrica y el segundo devanado suministra energía eléctrica a las cargas. El
devanado que se conecta a la fuente de potencia se llama devanado primario y el
devanado que se conecta a la carga se llama devanado secundario.
Circuito equivalente.
Este circuito puede servir para representar un transformador monofásico o
cualquiera de las fases de un transformador trifásico, tanto en régimen permanente
como en procesos transitorios de baja frecuencia.
La Figura 1 muestra el circuito equivalente de un transformador de dos
arrollamientos en el que sus lados primario y secundario están relacionados
mediante la relación de transformación Np/Ns.
Figura 1. Circuito equivalente de un transformador con dos arrollamientos.

3. Donde los parámetros que aparecen en el circuito equivalente son:
 Rm y Lm son los parámetros del núcleo del transformador; Rm representa las
pérdidas en el núcleo, mientras que Lm representa el flujo de magnetización
confinado en el núcleo y común a los dos arrollamientos del transformador.
 Rp, Lp, Rs y Ls son los parámetros de los arrollamientos; Rp y Rs representan
las pérdidas por efecto Joule de los dos arrollamientos del transformador, y
Lp y Ls representan los flujos de dispersión de cada arrollamiento.
 La relación Np/Ns es la relación entre el número de espiras de los lados
primario y secundario del transformador, o lo que es igual la relación de
transformación entre tensiones y corrientes nominales de ambos lados.
Componentes de un transformador.
Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los
componentes básicos son:
Figura 2. Componentes básicos de un transformador.
 Núcleo.
Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre
ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la
parte donde se montan los devanados o arrollados, y las culatas, que es la parte
donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir
el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.

4.  Devanados o arrollados.
El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus
extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto
por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre
entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El
nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde
apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de
salida será el secundario.
 Boquillas terminales. (bushing)
Son unos bornes que se encuentran en la parte exterior del transformador que
sirven para alimentar al mismo, para así poder realizar la alimentación del circuito
interno, y en la parte inferior se encuentran las boquillas de salida las cuales sirven
para obtener el voltaje ya transformado.
Figura 4. Diferentes tipos de boquillas
 Tanque.
Es la carcasa del transformador donde se alojan todos los componentes del
mismo.
 Medio refrigerante.

5. El refrigerante que se utiliza es el aceite ya que este extrae el calor del
dispositivo resirculandolo por un radiador, el cual funciona como disipador de calor
para el aceite y así poder volver a absorber calor del transformador, es necesario
que se extraiga el calor, que si no es así la máquina se puede averiar por las altas
temperaturas que se generan.
Sistema de refrigeración de los transformadores
Durante su operación el transformador genera pérdidas en forma de calor,
pérdidas de Joule. Por esto, es necesario un sistema de refrigeración que mantenga
al transformador dentro de unos niveles de temperatura aceptables, ya que en el
caso de que se den sobre temperaturas en los aislamientos estos verán reducido su
tiempo de vida útil de manera considerable
Para la distinción de los tipos de refrigeración la normativa clasifica estos
sistemas con un acrónimo de cuatro letras:
1.- Primera letra: Designa el fluido refrigerante primario, que está en contacto con
las partes activas del transformador.
 Aire (Air): A
 Aceite (Oil): O
 Agua (Water): W
2.- Segunda letra: Designa el método de circulación del fluido primario.
 Natural: N
 Forzada: F
 Dirigida: D
3.- Tercera letra: Designa el fluido refrigerante secundario.
4.- Cuarta letra: Designa el método de circulación del fluido secundario.

6. Regulación.
En las redes de energía eléctrica es necesario poder controlar los niveles de
tensión para que el suministro que llega hasta los usuarios finales tenga unas
tensiones adecuadas dentro de los límites legales preescritos y de esta forma se
garantice la calidad de este. Además también es necesario poder tener un
determinado control de tensiones para controlar los flujos de potencia activa y
reactiva de la red.
Este control se tiene modificando la relación de transformación de los
transformadores del sistema eléctrico. Estos transformadores están provistos de
tomas y en función de la toma en la que se encuentre trabajando el transformador
variará su número de espiras, y por tanto la relación de transformación.
Expansión.
El transformador con cuba de aceite y depósito de expansión es el más
utilizado en los centros de transformación. Para hacerlo más funcional, en el propio
transformador se incorporan una serie de elementos de control, protección, etc.,
que lo hacen más práctico y seguro.
El tanque de expansión tendrá una capacidad entre los niveles visibles más
alto y más bajo no menor al 8% del volumen total del aceite a temperatura
ambiente del transformador.
Se suministrará un indicador de nivel de aceite con cuadrante de aguja
accionado a flotante, para el tanque del transformador. El campo registrable de
niveles de aceite deberá ser desde -5ºC hasta + 105ºC. La posición del tanque de
expansión será a la derecha del transformador, observándola desde el lado de Alta
Tensión. El tanque de expansión será desmontable, las cañerías de comunicación
entre el tanque de expansión y la cuba poseerán brida de unión conjunta.