Tema IV: Transformadores4.1 Generalidades4.1 GeneralidadesTransformado Transformador relemental elementalSe utilizan en redes elctricasSe utilizan en redes elctricas para convertir un sistemapara convertir un sistema dede tensiones tensiones (mono - trifsico en(mono - trifsico en otro de i!ual frecuencia "otro de i!ual frecuencia " # # oo $ $ tensi%n tensi%n&a conversi%n se realiza&a conversi%n se realiza prctica-mente sin prdidasprctica-mente sin prdidas 'ot 'otentrada entrada 'otencia 'otenciasalida salida&as intensidades son&as intensidades son inversamente proporcionales ainversamente proporcionales a las tensiones en cada lado las tensiones en cada ladoTransformadorTransformador elevador elevador:: V V( (#V #V1 1)) I I( ($I $I1 1TransformadorTransformador reductor reductor:: V V( ($V $V1 1)) I I( (#I #I1 1&os valores nominales *ue de+nen a un transformador son:&os valores nominales *ue de+nen a un transformador son: 'ot 'otencia encia aparente (S) Tensi%n (,) I (corriente " frecuencia (f aparente (S) Tensi%n (,) I (corriente " frecuencia (fSecundarioV(V1I1I(-.cleo de c/apa ma!ntica aislada'rimario0lu1o ma!ntico4.( 2spectos 4.( 2spectos constructivos: circuito constructivos: circuito ma!ntico Ima!ntico I3l3l Si Si incrementa la resistividadincrementa la resistividad del material " reduce lasdel material " reduce las corrientes parsitas corrientes parsitas3n la construcci%n del n.cleo3n la construcci%n del n.cleo seutilizan c/apas de aceroseutilizan c/apas de acero aleadas con Silicio de mu" 4a1oaleadas con Silicio de mu" 4a1o espesor (5)6 mm apro7. espesor (5)6 mm apro7.&a c/apa se aisla mediante un tratamiento *u8mico (9arlite " se o4tiene&a c/apa se aisla mediante un tratamiento *u8mico (9arlite " se o4tiene por &2:I-29I;- 3- 0: aumenta la permea4ilidad. :ediante estepor &2:I-29I;- 3- 0: aumenta la permea4ilidad. :ediante este procedimiento se o4tien factores de relleno del ?@-?AB procedimiento se o4tien factores de relleno del ?@-?AB3l n.cleo puedetener secci%n cuadrada. 'ero es ms frecuente apro7imarlo a la circular:onta1e c/apas n.cleo123459orte a9orte a ?5C ?5C9orte a9orte a ?5C ?5C9orte a9orte a 4@C 4@C9orte a9orte a 4@C 4@CV(V1I1I(4.6 2spectos 4.6 2spectos construc-tivos: construc-tivos: devanados " devanados " aislamiento Iaislamiento ID55-@555 V4)@ - D5 EV# D5 EVFiferentes formasFiferentes formas constructivas deconstructivas de devanados se!.ndevanados se!.n tensi%n " potencia tensi%n " potencia&os conductores de los devanados estn aislados&os conductores de los devanados estn aislados entre s8: entre s8:3n transformadores de 4a1a potencia " tensi%n se3n transformadores de 4a1a potencia " tensi%n se utilizan /ilos esmaltados. 3n m*uinas !randes seutilizan /ilos esmaltados. 3n m*uinas !randes se emplean pletinas rectan!ulares encintadas conemplean pletinas rectan!ulares encintadas con papel impre!nado en aceite papel impre!nado en aceite3l aislamiento entre devanados se realiza de1ando3l aislamiento entre devanados se realiza de1ando espacios de aire o de aceite entre ellos espacios de aire o de aceite entre ellos&a forma de los devanados es normalmente circular &a forma de los devanados es normalmente circular3l n.cleo est siempre3l n.cleo est siempre conectado conectado a tierra. 'araa tierra. 'ara evitar elevados !radientes de potencial) elevitar elevados !radientes de potencial) el devanado de 4a1a tensi%n se dispone el msdevanado de 4a1a tensi%n se dispone el ms cercano al n.cleo cercano al n.cleo4.6 2spectos 4.6 2spectos constructivos: constructivos: devanados " aislamiento devanados " aislamiento IIII{{3structura3structura devanados devanados: trafo: trafo monofsic monofsico o-.cleo con (-.cleo con ( columnas columnas-.cleo con 6-.cleo con 6 columnas columnasSecundari Secundario o'rimario 'rimarioSecundario Secundario'rimario 'rimario2islant 2islante e9oncntric 9oncntrico o'rimario 'rimario2islant 2islante eSecundari Secundario o'rimari 'rimario o2islant 2islante e 2lternad 2lternado oSecundari Secundario o4.6 2spectos 4.6 2spectos constructivos: devanados constructivos: devanados " aislamiento III" aislamiento III0a4ricaci%n n.cleo:0a4ricaci%n n.cleo: c/apas ma!nticas c/apas ma!nticas9onformado9onformado conductoresconductores devanados devanados 9atlo!os comerciales 9atlo!os comerciales 9atlo!os comerciales 9atlo!os comerciales4.6 2spectos 4.6 2spectos constructivos: constructivos: refri!eraci%nrefri!eraci%n1 1 -.cleo -.cleo1G 1G 'rensaculatas 'rensaculatas( ( Fevanados Fevanados6 6 9u4a 9u4a44 2letas refri!eraci%n 2letas refri!eraci%n@ @ 2ceite 2ceiteD D Fep%sito e7pansi%n Fep%sito e7pansi%nH H 2isladores (IT " 2T 2isladores (IT " 2TA A Junta Junta? ? 9one7iones 9one7iones15 15 -ivel aceite -ivel aceite11 11 - 1( - 1( Term%metro Term%metro16 - 14 16 - 14Grifo de Grifo de vaciado vaciado1@ 1@ 9am4io tensi%n 9am4io tensi%n1D 1D &>S4.(6 4.(6 2utotransformadores II2utotransformadores II2,T>T 2,T>TS39> F3 IT S39> F3 IT2,T>T 2,T>TS39> F3 IT S39> F3 ITV2 :2ST>:2S T>:2S3l caso 1 es ms favora4le "a *ue se tra4a1a3l caso 1 es ms favora4le "a *ue se tra4a1a con contensiones menores tensiones menoresTomas de Tomas dere!ulaci%n re!ulaci%n9one7i%n 9one7i%ndevanado devanados s9one7i%n 9one7i%ntoma detoma de tierra tierra4.(4 Trafos con4.(4 Trafos contomastomas 9atlo!os comerciales 9atlo!os comerciales4.(4 Transformadores con 4.(4 Transformadores con tres arrollamientostres arrollamientosSonSon transformadorestransformadores especiales utilizadosespeciales utilizados en alta potencia.en alta potencia. 9onstan de un9onstan de un primario " dosprimario " dos secundarios secundariosSonSon transformadorestransformadores especiales utilizadosespeciales utilizados en alta potencia.en alta potencia. 9onstan de un9onstan de un primario " dosprimario " dos secundarios secundarios:ediante una sola:ediante una sola m*uina se o4tienenm*uina se o4tienen dos niveles dedos niveles de tensi%n diferentes tensi%n diferentes:ediante una sola:ediante una sola m*uina se o4tienenm*uina se o4tienen dos niveles dedos niveles de tensi%n diferentes tensi%n diferentes (t- -1 1- -( (- -( (G GV V1 1V V( (V V( (G GS=:I>&>S S=:I>&>S4.(@ Transformadores de 4.(@ Transformadores de medida " protecci%n Imedida " protecci%n I2islar los dispositivos de medida "2islar los dispositivos de medida " pro-tecci%n de la alta tensi%n. pro-tecci%n de la alta tensi%n.Tra4a1ar con corrientes o tensionesTra4a1ar con corrientes o tensiones pro-porcionalesa las *ue sonpro-porcionalesa las *ue son o41eto de medida. o41eto de medida.3vitar las pertur4aciones *ue los3vitar las pertur4aciones *ue los campos ma!nticos puedencampos ma!nticos pueden producir so4re los instrumentos deproducir so4re los instrumentos de medida medida,TI&IF2 ,TI&IF2F F3l rendimiento no es3l rendimiento no es importante importanteTra4a1an con nivelesTra4a1an con niveles 4a1os de Mu1o (zona4a1os de Mu1o (zona lineal lineal37isten trafos de37isten trafos de corriente " decorriente " de tensi%n tensi%n3n todos los casos la r 3n todos los casos la rt t es $ 1 para mantener los valores 4a1oses $ 1 para mantener los valores 4a1os en las ma!nitudes secundariasen las ma!nitudes secundarias 3n todos los casos la r 3n todos los casos la rt t es $ 1 para mantener los valores 4a1oses $ 1 para mantener los valores 4a1os en las ma!nitudes secundariasen las ma!nitudes secundarias &os trafos de corriente tienen las corrientes secundarias&os trafos de corriente tienen las corrientes secundarias normalizadas a: normalizadas a:@ 2 " 1 2 " los de tensi%n las tensiones secundarias a 155 " 115@ 2 " 1 2 " los de tensi%n las tensiones secundarias a 155 " 115 V V&os trafos de corriente tienen las corrientes secundarias&os trafos de corriente tienen las corrientes secundarias normalizadas a: normalizadas a:@ 2 " 1 2 " los de tensi%n las tensiones secundarias a 155 " 115@ 2 " 1 2 " los de tensi%n las tensiones secundarias a 155 " 115 V V4.(@.1 Transformadores 4.(@.1 Transformadores de corriente Ide corriente IXd2 Xd1R1R2XI11I1R,eI0I2C'r-'Sec)nd'r&oCorr&ente '%ed&rXd2 Xd1R1R2XI11I1R,eI0I2C'r-'Sec)nd'r&oCorr&ente '%ed&rI I' 'I IS SP Pcar!a car!a29one7i%n de un transformador de9one7i%n de un transformador de intensidad intensidad3n un trafo de corriente la corriente del primario viene impuesta3n un trafo de corriente la corriente del primario viene impuesta por la intensidad *ue se desea medir. 3l Mu1o no es cte. por la intensidad *ue se desea medir. 3l Mu1o no es cte.3n un trafo de corriente la corriente del primario viene impuesta3n un trafo de corriente la corriente del primario viene impuesta por la intensidad *ue se desea medir. 3l Mu1o no es cte. por la intensidad *ue se desea medir. 3l Mu1o no es cte.&as impedancias *ue aparecen como car!as en el secundario&as impedancias *ue aparecen como car!as en el secundario tienen *ue ser mu" 4a1as (suelen ser las de las 4o4inastienen *ue ser mu" 4a1as (suelen ser las de las 4o4inas amperimtricas amperimtricas&as impedancias *ue aparecen como car!as en el secundario&as impedancias *ue aparecen como car!as en el secundario tienen *ue ser mu" 4a1as (suelen ser las de las 4o4inastienen *ue ser mu" 4a1as (suelen ser las de las 4o4inas amperimtricas amperimtricas[[[-,-92 S3 ',3F3 F3J2< 3& S39,-F2 3- 9I[[[-,-92 S3 ',3F3 F3J2< 3& S39,-F2 3- 9I 2II3\\\ 2II3\\\[[[-,-92 S3 ',3F3 F3J2< 3& S39,-F2 3- 9I[[[-,-92 S3 ',3F3 F3J2< 3& S39,-F2 3- 9I 2II3\\\ 2II3\\\4.(@.1 4.(@.1 Transformadores de Transformadores de corriente IIcorriente IIFepende de la linealidad entre el Mu1o e I Fepende de la linealidad entre el Mu1o e I5.5. 2 ma"or I 2 ma"or I5 5ma"orma"or error. error.Se utilizan materiales ma!nticos de alta permea4ilidad. Se utilizan materiales ma!nticos de alta permea4ilidad.Se tra4a1a con valores 4a1os de I. Se tra4a1a con valores 4a1os de I.Se tra4a1a con valores limitados de la corriente del secundarioSe tra4a1a con valores limitados de la corriente del secundario (P de car!a pr%7ima al cortocircuito para evitar prdidas de(P de car!a pr%7ima al cortocircuito para evitar prdidas de linealidad linealidad'