El documento describe los diferentes tipos de transformadores, incluyendo transformadores monofásicos, trifásicos, y sus conexiones. También describe las pruebas que se realizan en transformadores, como pruebas de resistencia óhmica de los devanados para detectar fallas, y las pruebas que se realizan en fábrica y en el campo. Los equipos comúnmente usados para mediciones de resistencia óhmica son puentes de Wheatstone y Kelvin.

1. EL
TRANSFORMADOR
•Integrante:
•Heber Jimenez
•Ing. Electrica (43) 7mo
•Prof(a): Ranielina Rondon
Maracaibo 11 de marzo 2016

2. EL TRANSFORMADOR
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 primarios y secundarios según correspondan a la entrada
o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

3. TRANSFORMADOR MONOFASICO
Básicamente está formado por un núcleo compuesto de láminas de hierro y dos
bobinados, a los cuales denominaremos primario y secundario. El bobinado primario
con “N1” espiras es aquel por el cual ingresa la energía y el secundario con “N2”
espiras es aquel por el cual se suministra dicha energía.
En la figura 7.1 podemos observar el esquema de un transformador, del tipo de
núcleo y en la figura 7.2 un transformador del tipo acorazado, en el cual los dos
bobinados se ubican en la rama central, logrando con este sistema reducir el flujo
magnético disperso de ambos bobinados, colocando generalmente el bobinado de
baja tensión en la parte interna y el de mayor tensión rodeando a este en la parte
externa.

6. TRANSFORMADOR MONOFASICO IDEAL

7. TRANSFORMADOR TRIFASICO
Los transformadores trifásicos son muy importantes ya que están presentes en
muchas partes del sistema eléctrico. Este tipo de transformadores se ocupa de la
elevación y reducción de la tensión en diversas partes del sistema eléctrico:
En generación cerca de los generadores para elevar la insuficiente tensión de
estos, así como también en las líneas de transmisión y, por último,
en distribución en donde se distribuye la energía eléctrica a voltajes menores hacia
casas, comercios e industrias. Todos los transformadores desde el generador
hasta la entrada a nuestros hogares o industrias son transformadores trifásicos.
Un transformador trifásico consta de tres fases desplazadas en 120 grados
eléctricos, en sistemas equilibrados tienen igual magnitud. Una fase consiste en un
polo positivo y negativo por el que circula una corriente alterna.

8. Las diferentes formas de conexión de los bobinados trifásicos de un
transformador, recibe el nombre de grupo de conexionado. Además de
identificar las conexiones de los bobinados primario y secundario (estrella,
triángulo o zig-zag), el grupo de conexionado indica el desfasaje entre las
tensiones de línea primaria y secundaria, de los sistemas trifásicos vinculados
por el transformador. Los grupos de conexionado más comúnmente utilizados
en la distribución de energía eléctrica son Dy5 (primario en triángulo,
secundario en estrella, desfasaje 150 grados) y Dy11 (triángulo, estrella, 330
grados), Yy0 (estrella, estrella, 0 grados), Yd11 (estrella, triángulo, 330
grados), entre otros. El concepto práctico de grupo de conexionado adquiere
relevancia para realizar una operación segura, durante la puesta en paralelo
de transformadores.

9. Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden
adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o delta -triángulo-
(Δ) y las combinaciones entre ellas: Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ y Y-Y. Hay que tener
en cuenta que aún con relaciones 1:1, al pasar de Δ a Y o viceversa, las
tensiones de fase varían.
Delta estrella: Se usa especialmente en distribución (baja tensión) con
delta en alta y estrella en baja con neutro accesible. Esto permite que la
onda sinusoidal de tercera armónica se mantenga circulando por la delta,
pero no se transmita a las estrella.

10. DIAGRAMA FASORIAL DE UN TRANSFORMADOR TRIFASICO
CON CONEXIÓN D Y 5

11. CONEXIÓN DE
TRANSFORMADORES

15. FALLAS DEL TRANSFORMADOR
1.TRANSFORMADOR CONTAMINADO
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.
2.EXPLOSION DEL TRANSFORMADOR POR EXCESO DE CARGA,
CALENTAMIENTO O FUGA DE ACEITE
3.RECALENTAMIENTO DEL TRANSFORMADOR POR FALTA DE
VENTILACION FORZADA O FUGA DE ACEITE
4. CORTOCIRCUITO EN TRANSFORMADOR POR ACEITE
CONTAMINADO POR HUMEDAD

16. REFRIGERACION DE LOS TRANSFORMADORES
1. Tipo 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.
2. Tipo AFA.
Transformadores tipo seco con enfriamiento por aire forzado, se emplea
para aumentar la potencia disponible de los tipo AA y su capacidad se
basa en la posibilidad de disipación de calor por medio de ventiladores o
sopladores.
3. Tipo 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.

17. 4. Tipo 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.
5. Tipo 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.
6. Tipo OA/FOA/FOA.
Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio/con
aceite forzado – aire forzado/con aceite forzado/aire forzado.
Con este tipo de enfriamiento se trata de incrementar el régimen de
operación (carga) de transformador tipo OA por medio del empleo
combinado de bombas y ventiladores. El aumento de la capacidad se
hace en dos pasos: en el primero se usan la mitad de los radiadores y la
mitad de las bombas con lo que se logra aumentar en 1.33 veces la
capacidad del tipo OA, con el segundo paso se hace trabajar la totalidad
de los radiadores y bombas con lo que se logra un aumento de 1.667
veces la capacidad del OA. Se fabrican en capacidades de 10000 kVA
monofásicos 15000 kVA trifásicos.

18. 7. Tipo FOA.
Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por aceite forzado y de aire
forzado. Estos transformadores pueden absorber cualquier carga de pico a
plena capacidad ya que se usa con los ventiladores y las bombas de aceite
trabajando al mismo tiempo.
8. Tipo OW.
Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por agua, en estos
transformadores el agua de enfriamiento es conducida por serpentines, los
cuales están en contacto con el aceite aislante del transformador y se drena
por gravedad o por medio de una bomba independiente, el aceite circula
alrededor de los serpentines por convección natural.

19. PUEBAS APLICADAS A TRANSFORMADORES
Pruebas de puesta en servicio
Son las bases para verificar y apoyar los criterios de aceptación o para
analizar los efectos cuando sucedan cambios o variaciones con respecto
a los valores iniciales de puesta en servicio. Se consideran pruebas
eléctricas, aquellas que determinan las condiciones en que se encuentra
el equipo eléctrico, para determinar su operación.
Pruebas de Fabrica
Estas pruebas se clasifican en 4 grupos:
a)Pruebas de prototipo.
Son las aplicables a nuevos diseños, con el propósito de verificar si el
producto cumple con lo especificado en las normas o por el usuario
(NOM NMX J 169).‐ ‐ ‐
b) Pruebas de rutina.
Son pruebas que debe efectuar el fabricante en todos los
transformadores de acuerdo con los métodos indicados en esta norma,
para verificar si la calidad del producto se mantiene dentro de lo
especificado por norma o por el usuario (NOM NMX J 169).‐ ‐ ‐

20. c) Pruebas opcionales.
Son las establecidas entre fabricante y usuario, con el objeto de verificar
características especiales del producto.
d) Pruebas de aceptación.
Son aquellas pruebas establecidas en un contrato que demuestran al usuario
que el producto cumple con las normas y especificaciones correspondientes.
Pruebas de campo.
Se efectúan a los equipos que se encuentran en operación o en proceso de
puesta en servicio y se consideran de la siguiente manera:
Recepción y/o verificación.
Se realizan a todo el equipo nuevo o reparado, considerando las condiciones
de traslado; efectuando primeramente una inspección detallada de cada una de
sus partes; para el caso de los transformadores de potencia se debe considerar
una revisión interna de sus devanados.
Puesta en servicio.
Se realizan a cada uno de los equipos en campo después de haber sido:
instalados, ajustados, secados, etc., con la finalidad de verificar sus
condiciones para decidir su entrada en operación.

21. Mantenimiento.
Se efectúan periódicamente conforme a programas y a criterios de
mantenimiento elegidos y condiciones operativas del equipo.
Recomendaciones Generales para realizar Pruebas Eléctricas.
1. Para equipos en operación y basándose en los programas de mantenimiento,
tramitar las libranzas correspondientes o respectivas.
2. Tener la seguridad de que el equipo a probar no este energizado. Verificar la
apertura física de los interruptores y cuchillas seccionadoras.
3. El tanque o estructura del equipo a probar debe estar aterrizado.
4. Verificar que las condiciones climatológicas sean adecuadas y no afecten los
resultados de las pruebas que se van a realizar.
5. Aterrizar el equipo a probar por 10 minutos aproximadamente para eliminar
cargas capacitivas que puedan afectar a la prueba y por seguridad personal.
6. Desconectar de la línea o barra, las terminales del equipo a probar.
7. En todos los casos, ya sea equipo nuevo, reparado o en operación, las
pruebas que se realicen siempre deben estar precedidas de actividades de
inspección o diagnóstico.
8. Preparar los recursos de prueba indispensables como son: Equipos,
Herramientas, Mesas de prueba, etc.

22. Prueba resistencia Óhmica de los Devanados.
Con su aplicación se detectan los falsos contactos y espiras en corto circuito
al compararse con los datos anteriores en caso de no tenerlos considerarlos
como iniciales. La resistencia, es una propiedad (de los conductores) de un
circuito eléctrico, que determina la proporción en que la energía eléctrica es
convertida en calor y tiene un valor tal que, multiplicado por el cuadrado de
la corriente, da el coeficiente de conversión de energía. La relación física por
la que puede ser calculada la resistencia de un material de sección uniforme
es:
R= (R' L)/A Donde:
R= resistencia en ohms.
R' = resistividad específica del material en Ohm-cm.
L= longitud en centímetros
A= área de la sección transversal en cm²

23. La medición de la resistencia óhmica de los devanados tiene fundamental
importancia para tres propósitos:
a)Para el cálculo de las pérdidas I²R de los devanados.
b) Para el cálculo de la temperatura promedio de los devanados al final de
la prueba de elevación de temperatura.
c) Como un antecedente para determinar una posible falla.
Debe determinarse con la mayor precisión posible la temperatura de los
devanados al hacer la medición de la resistencia en frío. Con tal objeto
deben tomarse las precauciones siguientes:
a)La medición de la resistencia en frío no debe hacerse cuando el
transformador esté localizado en un lugar donde existan corriente de aire o
en un local donde la temperatura ambiente cambie rápidamente.
b) Para transformadores no inmersos en líquido aislante, la temperatura de
los devanados debe registrarse como el valor promedio de las lecturas de
dos o más termómetros, teniendo cuidado de que el elemento sensible de
los termómetros estén tan cerca como sea posible al conductor de los
devanados. No debe considerarse que los devanados estén a la misma
temperatura que tiene el aire que está alrededor de ellos.

24. c) La temperatura de los devanados debe considerarse igual a la temperatura
promedio del líquido aislante, siempre y cuando el transformador haya estado
sin energizar sus devanados de 3 h a 8 h, dependiendo de su tamaño.
d) Si el devanado bajo prueba tiene una constante de tiempo apreciable,
puede lograrse más rápidamente la estabilización con una tensión inicial mayor
que la necesaria, la que posteriormente debe disminuirse conforme la corriente
se aproxima a las condiciones de estabilización.
Factores que afectan la prueba.
Los factores que afectan la prueba son: conductores inapropiados, suciedad
en terminales del equipo bajo prueba y los puntos de alta resistencia.

25. Equipos de medición.
Para las mediciones de Resistencia Óhmica, existen equipos de prueba
específicamente diseñados para ello, como son los puentes de Wheatstone y
Kelvin (ver figura 1 y 2); su aplicación no presenta mayor problema ya que en
sí, son ohmímetros prácticamente comunes en cuanto a la forma de conexión.
Fig 1. Puente de Kelvin Marca Tinsley Modelo QJ57

26. Fig 2. Terminales del Puente

27. Los principios de operación para ambos equipos, se basan en la medición
de una corriente resultante del desequilibrio entre las tensiones
presentadas en un circuito formado por resistencias de valor conocido, y
por una resistencia de valor por determinar, que corresponde a la del
devanado por medir. Lo anterior se efectúa mediante una fuente
incorporada al equipo, circulando por tanto una corriente a través del
circuito, cuyo valor es registrado por el galvanómetro.

28. GRACIAS..