Transformadores Eléctricos.docx

Ciencias Básicas y Aplicadas

Ciencias Básicas y Aplicadas INFORME “TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS” Integrantes:

Fernandez, Jaime

Sección: C1 - 01 - AB

2016 - II

INTRODUCCIÓN:

Ciencias Básicas y Aplicadas

Una máquina estática de corriente alterna, es aquella que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo constante la frecuencia y la potencia. A continuación se dará a conocer más sobre los transformadores eléctricos.

II. OBJETIVOS: -

Determinar la función de un transformador.

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Dar a conocer las partes de un transformador eléctrico.

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Entender las múltiples aplicaciones de un transformador en la vida cotidiana.

III. MARCO TEÓRICO 3.1. TRANSFORMADOR ELECTRICO

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Se denomina transformador a un dispositivo electromagnético que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad de una corriente alterna, manteniendo la frecuencia y la potencia constante. 1.1 DATOS GENERALES:

I.

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Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MAV.

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Tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV.

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Frecuencia de 50 y 60 Hz.

COMPONENTES DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICA

Núcleo: Este elemento está constituido por chapa 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, 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. Devanados: 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 compuesta por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primero 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.

II.

PARTE DE UN TRANSFORMADOR -

Bornes de alta y baja tensión : son las partes donde se realizan las conexiones entre líneas de entrada/salida con el transformador. Están hechas de un material conductor y recubiertas de aislantes, y su función es la de conducir la electricidad de entrada/salida del transformador dejando aislada la parte externa del este.

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Conmutador de corriente: es un regulador de tensión o voltaje, dispositivo electrónico diseñado para tener el nivel deseado de voltaje constante. Su funcionamiento se basa en la capacidad de modificar el número de espiras de cada devanado.

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Cuba: dispositivo donde se encuentran las piezas internas del transformador, y está relleno de aceite para que esté aislado de estas.

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Cancamo: herramienta que se usa para la elevación de maquinaria pesada. Suelen usarse un mínimo de 4 para mantener el transformador estable mientras está izado.

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Termómetro: se utiliza para tomar la temperatura en el interior de la cuba.

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Tapa de la cuba o junta: pieza metálica que se usa para cubrir la cuba, en donde se coloca el termómetro, los bornes, el regulador de tensión y los cáncamos.

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Núcleo: constituido por dos chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. Está compuesto por dos columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. Tiene como función mantener el flujo magnético confinado dentro de él y evitar que fluya por el aire favoreciendo las pérdidas.

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Devanados: es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislantes. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas de los hilos de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación.

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Prensachapas: Su función es mantener bien sujetada y unidas las chapas que forman el núcleo.

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Toma de tierra: elemento de seguridad fundamental para evitar cualquier tipo de avería o accidente debido a una derivación.

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Grifo de vaciado: simple grifo por el cual se puede vaciar de aceite todo el transformador.

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Aletas de refrigeración: encargada de disipar el calor de la fuga, están formadas por láminas separadas entre sí y colocadas perpendicularmente a un panel trasero en el cual gira pegado a la cuba.

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Conexiones entre devanados y bornes: los bornes de entrada van conectada al primer devanado, una al principio y el otro al final de este, y los mismos pasará con el segundo devanado y los bornes de salida.

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Espacios de cuba para el aceite: el aceite rellena todos los espacios que queda hueco en la cuba como medio de aislante, y además sirve como medio refrigerante al transmitir el calor de los devanados a las paredes de la cuba.

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Grifo de vaciado de aceite: pequeño grifo situado en el depósito de expansión, utilizado para tomar muestras de aceite que hay en el interior del transformador.

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Desecador de aire: se usa para impedir que la humedad normal del aire entre en contacto con el aceite en los equipos eléctricos a medida que varían la carga o la temperatura.

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Indicador de nivel de aceite: tiene como función medir el aceite, para poder percatarse cualquier fuga o anomalía en el transformador.

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Tapón de llenado: se usa para cerrar el hueco donde se termina de llenar el aceite el tanque de expansión, y así evitar la entrada de cuerpos ajenos.

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Depósito de expansión: pequeño depósito situado en la parte superior. Sirve para recoger el aceite que excede de la cuba al aumentar este su volumen debido a la temperatura de interior del transformador.

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Relé de buchholz: usado como dispositivo de protección sensible al afecto de fallas dieléctricas o térmicas dentro del equipo.

III.

TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

4.1. Transformador de potencia: Generalmente se usan para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Su funcionamiento se basa en la inducción electromagnética.

Imagen 1 : Transformador de potencia.

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Fuente: https://www.haikudeck.com/power-transformers-americas-transformadores-depotencia-business-presentation-NLFjaSwLNq 4.2. Transformadores de distribución: Se le denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67000 V, tanto como monofásico que trifásico. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Imagen 2 : Transformador de distribución. Fuente: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm 4.3. Autotransformadores: Se utilizan cuando es necesario cambiar el valor de un voltaje, pero en cantidades muy pequeñas. La solución consiste en montar las bobinas de manera sumatoria. La tensión, en este caso, no se introduciría en el devanado primario para salir por el secundario, sino que entra por un punto intermedio de la única bobina existente.

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Imagen 3: Autotransformador trifásico. Fuente: http://www.df-sa.es/es/?portfolio=autotransformadores-trifasicos Son indicados para aquellos casos donde se requiera una adaptación de tensiones de forma económica sin necesidad de obtener una separación galvánica ni una reducción de las perturbaciones de red. Las principales aplicaciones comprenden la adaptación de tensiones en motores, bombas, maquinaria, equipos de aire acondicionado, etc. Conexión mediante bornes de brida o tornillos para terminales de presión.

Imagen 4: Autotransformador monofásico. Fuente: http://www.tecnotrafo.net/productos/autotransformadores/autotransformadoresmonofasicos/?lang=ca 4.4. Transformador de corriente TT/CC:

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Se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. Ciertos tipos de transformadores de corriente protegen a los instrumentos al ocurrir cortocircuitos.

Imagen 5: Transformador de corriente TT/CC Fuente: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm 4.5. Transformador de potencial TT/PP: Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Tiene una potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra del voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados.

Imagen 6: Transformador de potencia TT/PP Fuente: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm 4.6. Transformadores Rurales:

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Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV. En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como alternativa 3 monofásicos.

Imagen 7: Transformador rural. Fuente: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm

4.7. Transformadores Subterráneos Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.

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Imagen 8: Transformador subterráneo. Fuente: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm Para más información sobre los tipos de transformadores visite la siguiente página web: http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/tipos.htm

IV.

APLICACIONES DE LOS TRANSFORMADORES

Gracias a la característica de los transformadores que permiten reducir o aumentar la tensión eléctrica suministrada. Existen diversos tipos, por lo que se pueden usar en diferentes sectores, tales como las granjas, centros comerciales, subestaciones, centrales de generación eléctrica, talleres entre otros.

V.

DATOS DE PLACA DE UN TRANSFORMADOR

Imagen 9: Lista de datos de placa. Fuente: http://es.slideshare.net/engelfire/transformadores-electricos-presentation

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Tabla 1: Datos de placa. Fuente: http://es.slideshare.net/engelfire/transformadores-electricos-presentation VI.

CONEXIÓN DE TRANSFORMADORES Conexión (∆ -∆): No tiene problemas con cargas desequilibrada.

Conexión (Y- Y): Cuando el devanado primario y el secundario se encuentra en estrella

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Conexión (∆- Y): Esta conexión se utiliza normalmente para elevar el voltaje a un valor alto.

Conexión (Y - ∆) : La conexión estrella – triángulo, se usa generalmente para bajar de un voltaje alto a uno medio o bajo.

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RECOMENDACIONES -

Se recomienda proporcionar la cantidad adecuada de corriente en el transformador

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Se sugiere tener en cuenta la humedad en la cual se encuentra el transformador

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Se recomienda que si se trata de un transformador industrial, posea su respectivo líquido refrigerante dieléctrico.

CONCLUSIONES -

Se concluye que los transformadores eléctricos sirven para variar las diferentes tensiones que se le proporciona

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Los transformadores han permitido resolver diferentes problemas eléctricos.

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Los transformadores son dependientes de la forma de su núcleo o sistema de enfriamiento

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Se concluye que los motores trifásicos son máquinas que convierten la energía eléctrica trifásica suministrada en energía mecánica.