TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
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- Escrito por Super User
Se denomina transformador a 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 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 o más 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 primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.
Funcionamiento
Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro. Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.
Núcleo.
El núcleo empleado es el de columnas, la sección transversal del recorrido magnético es circular escalonado. Las láminas son de Fierro Silicoso, laminado en frío, de grano orientado de bajas pérdidas y baja corriente de excitación. Los núcleos son cortados con uniones a 45º y 90º.
Bobinas.
Son arrollamientos concéntricos, generalmente la baja tensión es el bobinado interior y la alta tensión es el bobinado exterior.
El material empleado es platina de cobre electrolítico forrado con papel Kraft y/o alambre esmaltado clase F o H. Los aislamientos internos son de papel o cartón Prespan. El diseño asegura un adecuado enfriamiento de las bobinas para que pueda entregar su plena potencia y soportar eventuales sobrecargas, también tienen una gran resistencia a sobretensiones y cortocircuitos.
Tanque.
Se fabrica con planchas de fierro con espesores y refuerzos adecuados para las exigencias de servicio, manipuleo y transporte.
La tapa se fija al tanque mediante pernos y empaquetadura. La parte activa se suspende de la tapa y mediante orejas de izamiento, sobre la tapa, puede ser retirada del tanque. El diseño del tanque es de ejecución robusta, con hermeticidad comprobada, sometida a proceso de arenado y aplicación de 2 capas de pintura anticorrosiva y 2 capas de pintura de acabado tipo epóxica.
Aisladores.
Los aisladores permiten tener acceso exterior a las salidas de los bobinados. Se llaman también pasatapas. Están montados sobre la tapa, aseguran el paso a través de la tapa con excelente aislamiento y hermeticidad.
Los aisladores son de acuerdo a normas Europeas (DIN, VDE, CEI, etc.) En los diseños de los transformadores, cada aisladores cubre con exceso las exigencias de capacidad de corriente y aislamiento que es requerida.
Aceite.
El aceite empleado en transformadores de distribución otorga, al impregnarse en el Presspan, un excelente aislamiento a los bobinados, así mismo, aísla a estos con respecto a las partes metálicas, La rigidez dieléctrica del aceite, en transformadores que salen de fabrica, está por encima de los 180Kv/cm. Además el aceite sirve como elemento refrigerante, transfiriendo el calor de los bobinados a los elementos de refrigeración (aletas).
Conservador de aceite.
La oxidación del aceite se da por el contacto de este con el aire, para minimizarlo, se emplea el tanque conservador, que reduce la superficie en contacto del aceite con el aire. Además, para bajar la humedad del aire que ingresa al conservador se puede utilizar el desecador de Silicagel.
Conmutador de tomas.
Se emplea para compensar las variaciones de tensión en la red, de manera que aún cuando la tensión primaria no sea la nominal se pueda ajustar la diferencia dentro de un rango de ±5% para que la tensión secundaria sea la requerida.
Se accionan en vacío con el transformador fuera de servicio
De rutina
Pruebas de control de calidad realizadas por el fabricante en el caso de todo dispositivo o muestra representativa, con el propósito de verificar, durante la producción, que cumple con las especificaciones de diseño.
De diseño
Pruebas realizadas para determinar la idoneidad del diseño de un tipo, estilo o modelo de equipo o de partes, componentes para especificar que cumplen con sus capacidades nominales asignadas y que operan en forma correcta.
Otras.
Pruebas que se identifican en las normas individuales del producto, las cuales puedan haber sido especificadas por el comprador, además de las pruebas de rutina y de diseño. Ejemplo: impulso, factor de potencia de aislamiento, y sonido audible.