El documento describe los componentes y funcionamiento básico de un transformador eléctrico. Un transformador transforma la energía eléctrica de una tensión a otra mediante el uso de devanados primario y secundario y un núcleo magnético. El documento también explica los sistemas de aislamiento, clasificaciones, fallas comunes y técnicas de mantenimiento para transformadores.

2. ¿Qué es un
transformador?
Maquina eléctrica estática que
transforma la energía eléctrica recibida
en otra energía eléctrica de
características distintas, ya sea de
tensión, intensidad, etc.
Fig. 1. Trifásica (500 kVA)
2

3. ¿Qué es un
transformador?
Se utiliza la mayoría de las veces para
rebajar la tensión de alimentación a
valores mas bajos y así poder manipular
los circuitos sin riesgos para los usuarios.
El devanado primario recibe la energía y
el secundario la cede.
Fig. 1. Trifásica (500 kVA)
3

4. Constitución
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Los componentes de un transformador se clasifican en 4 grupos
1. Circuito eléctrico
 Devanado primario
 Devanado secundario
2. Circuito magnético
 Chapa magnética
3. Sistemas de aislamiento
4. Tanque y accesorios

5. 1.
Circuito
eléctrico

6. 6
Devanado primario
Se compone por una bobina
de hilo esmaltado de cobre o
aluminio que se arrolla en un
carrete de plástico o cartón en
la chapa magnética. En el
transformador este devanado
es el que se conecta a la red,
independientemente de que
sea el que tenga mayor o
menor numero de espiras y
por tanto mayor o menor
tensión. Fig. 2. Principio de transformador

7. 7
Devanado secundario
Esta constituido por una
bobina de hilo esmaltado
arrollada a través del núcleo
magnético, a este devanado
se le conecta la carga para
utilizar la nueva tensión
obtenida, suele ser de mayor
diámetro que el hilo del
devanado primario
Fig. 2. Principio de transformador

8. 1.
Circuito
magnético

9. 9
Esta compuesto por la chapa
magnética formando un
empilado que se denomina,
núcleo magnético. Este
núcleo esta formado por
láminas de acero al silicio de
grano orientado de bajas
perdidas y una alta
permeabilidad magnética.
Fig. 3. Núcleo magnético de un
Transformador monofásico

10. 1.
Sistemas de
aislamiento

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Los transformadores poseen materiales aislantes, los
cuales, juntos forman el sistema de aislamiento. Este
sistema incluye materiales como son:
• Cartón prensado
• Papel Kraft normal o tratado
• Papel manila y corrugado
• Cartón prensado de alta
densidad
• Collares de cartón prensado y
aislamientos finales
• Partes de cartón prensado
laminados
• Esmaltes y barnices
• Recubrimientos orgánicos e
inorgánicos para la laminación
del núcleo
• Porcelanas
• Recubrimientos de polvo epóxico
• Madera de maple o machiche para
armados
• Fibra vulcanizada
• Algodón (hilos y cintas)
• Plásticos y cementos, telas y cintas
adhesivas, cintas de fibra de vidrio.
• Fluido liquido dieléctrico, que puede ser
aceite mineral, aceite de siliconas o r-
temp.

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El sistema de aislamiento, aísla los devanados del
transformador entre ellos y a tierra, así como las partes
cercanas al núcleo y a las partes de acero que forman la
estructura.
Los primeros catorce materiales forman el sistema
de aislamiento sólido que debe cumplir.
1. Cualidad para soportar las tensiones
relativamente altas, sucedidas en servicio norma.
Esto incluye ondas de impulso y transitorias.

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2. Cualidad para soportar esfuerzos mecánicos y
térmicos, los cuales, generalmente acompañan
el corto circuito.
3. Cualidad para prevenir excesivas acumulaciones
de calor
4. Cualidad para mantener las características
deseadas para un periodo de vida de servicio
aceptable dando un adecuado mantenimiento

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El último material es el sistema aislante liquido que
baña las bobinas, el núcleo y los materiales aislantes
solidos. Este fluido sirve para tres propósito
primordiales.
1. Provee una rigidez dieléctrica
2. Proporciona un enfriamiento eficiente
3. Protege al demás sistema aislante
4. El fluido puede ser aceite mineral para
trasformador, silicona o r-temp, y de estos tres, el
aceite mineral es usado en el llenado del 95% de
los transformadores

15. 1.
Tanque y
accesorios

16. 16
Los transformadores deben ser construidos por un
tanque hermético, con el propósito de preservar el
aceite, ya que este tiene función dieléctrico y de
refrigerante, del conjunto de núcleo-bobinas. El
transformador debe permanecer perfectamente
sellado a una temperatura de -5 °C a un máximo de
105 °C en la parte superior del liquido aislante

17. Clasificación
17

18. 18
Transformador
Capacidad
Transforma
dores de
potencia
Tipo
pozo
Tipo
pedestal
Tipo
subestación
De
distribución
Tipo
poste
Utilización
Transformado
res de
distribución
Transformado
r subestación
Transformado
res para
generador
Transformador
es especiales
Autotransforma
dores
Transformador
es para horno
de arco
eléctrico
Reguladores
de voltaje
Número de
fases
Monofásicos
Trifásicos
Sistemas de
disipación de
calor
Tipo seco
Sumergidos
en liquido
aislante
Transformad
ores para
instrumento
Transformad
ores de
corriente
Transformad
ores de
potencial
De acuerdo
al medio
refrigerante
Tipo ONAN (OA)
(Oil-Air)
Tipo ONAF (FA)
(Force Air)
Tipo
ONAN/ONAF/ONAF
(OA/FA1/FA2)
Tipo
ONAN/ONAF/OFAF
(OA/FA/FO) (Force
Oil)
Tipo OW (Oil-Water)

19. Fallas y
mantenimiento
19

20. “
Tipos de mantenimiento:
1. Mantenimiento correctivo.
2. Mantenimiento preventivo.
3. Mantenimiento predictivo.
4. Mantenimiento cero horas u
overhaul.
5. Mantenimiento en uso.
20

21. Los transformadores se encuentran expuestos a distintos tipos
de fallas, estos tipos y las causas mas frecuentes que la
producen son:
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Tipo de falla Causas
Aislamiento • Defectos o errores de diseño
• Errores de fabricación
• Errores de instalación
• Envejecimiento del aislamiento
• Contaminación
Eléctrica • Descargas eléctricas
• Switcheos (maniobras)
• Sobretensiones dinámicas

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Térmica • Fallas en el sistema de enfriamiento
• Sobrecorriente
• Sobretensiones
• Temperatura ambiente.
Mecánica • Esfuerzos debido a sobrecorrientes
• Sismos o terremotos
• Impacto de objetos extraños
• Nieve o hielo

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Las fallas se pueden agrupar en Internas
1. Fallas incipientes:
• Fallas de aislamiento de tornillos de sujeción de las laminaciones de
los núcleos y del aislamiento que lo recubre
• Puntos calientes por conexiones de alta resistencia o conexiones
defectuosas en las bobinas, producen puntos de calentamiento
localizado o eventualmente con producción de arco eléctrico.
• Arcos eléctricos entre los devanados y el núcleo o al tanque,
debido a sobretensiones por descargas atmosféricas.
• Fallas en el sistema de enfriamiento, como pueden ser nivel bajo de
aceite, o bien obstrucción del flujo de aceite.

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2. Fallas eléctricas
• Fallas en los contactos de los cambiadores de derivación que
produce puntos calientes, o bien cortocircuito entre
derivaciones
• Arqueos entre devanados o entre espiras contiguas de capas
diferentes de un mismo devanado, debido a la misma causa
anterior por movimiento de los devanados bajo acción de las
fuerzas electromagnéticas durante cortocircuitos externos

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Las fallas se pueden agrupar en Externas
1. Sobrecorrientes debido a sobrecargas o corto circuitos
2. Sobretensiones
Las sobrecargas en los transformadores, si se presentan de manera
excesiva producen deterioros en los aislamientos y fallas
subsecuentes, por lo que es necesario tener indicadores de
temperatura con alarma, de tal forma que indique oportunamente
cuando los limites de temperatura se están excediendo.