25 de enero de 2024
¿Cuáles son los tipos de transformadores de potencia y cuáles son sus componentes principales?
Respuesta: Con el desarrollo de los sistemas eléctricos, la demanda de transformadores de potencia ha aumentado, dando lugar a diversos tipos. Clasificados por fases, existen transformadores monofásicos y trifásicos. Según la posición de los devanados y del núcleo, existen transformadores de tipo núcleo y de tipo acorazado. Según los métodos de refrigeración, existen transformadores tipo seco, refrigerados por aire, de circulación forzada de aceite con refrigeración por aire y refrigerados por agua. En cuanto al aislamiento del punto neutro, los transformadores pueden ser de aislamiento completo o de aislamiento parcial. Según los materiales de los devanados, existen las clases de aislamiento A, E, B, F y H. Los distintos tipos de transformadores tienen requisitos operativos específicos. Los componentes principales de un transformador de potencia incluyen el núcleo, los devanados, las boquillas, el tanque de aceite, el conservador de aceite, el radiador y los equipos asociados.
¿Qué es la corriente de inserción en los transformadores y qué la provoca?
Respuesta: La corriente de inserción en los transformadores se refiere a las corrientes transitorias generadas en los devanados durante la conexión inicial de la tensión.
Cuando el flujo magnético remanente en el núcleo del transformador se alinea con el flujo magnético de la tensión de trabajo durante la conexión, el flujo magnético total supera con creces el flujo de saturación del núcleo, lo que genera una corriente de inserción considerable. El valor pico de la corriente de inserción puede ser de 6 a 8 veces la corriente nominal del transformador. La magnitud de la corriente de inserción depende de factores como el ángulo de fase de la tensión del sistema durante la conexión, el flujo magnético remanente en el núcleo del transformador y la impedancia del sistema de alimentación. La corriente de inserción máxima se produce en el instante en que la tensión pasa por cero (flujo pico). La corriente de inserción contiene componentes de corriente continua y de armónicos de orden elevado, y decae con el tiempo, influenciada por la resistencia y la reactancia del circuito, tardando típicamente de 5 a 10 segundos en los transformadores grandes y alrededor de 0,2 segundos en los pequeños.
¿Cuáles son los métodos de regulación de tensión en los transformadores?
Respuesta: Existen dos métodos de regulación de tensión en los transformadores: la regulación de tensión bajo carga y la regulación de tensión sin carga.
La regulación de tensión bajo carga permite ajustar la posición de la derivación durante la operación para modificar la relación de espiras del transformador y lograr la regulación de tensión. Dos tipos comunes de regulación bajo carga son la derivación de línea y la derivación en el punto neutro. La derivación en el punto neutro tiene ventajas como la reducción de los requisitos de aislamiento, pero requiere una puesta a tierra directa durante la operación del transformador.
La regulación de tensión sin carga consiste en ajustar la posición de la derivación cuando el transformador está desenergizado o durante el mantenimiento para lograr la regulación de tensión.
¿Qué es un transformador de aislamiento completo y qué es un transformador de aislamiento parcial?
Respuesta: Un transformador de aislamiento completo, también conocido como aislamiento uniforme, presenta niveles de aislamiento consistentes en todos sus devanados. En contraste, un transformador de aislamiento parcial, o aislamiento graduado, presenta niveles de aislamiento más bajos cerca del punto neutro que en los extremos del devanado.
¿Cuál es la diferencia en los principios de operación entre los transformadores de tensión y los transformadores de corriente?
Respuesta: Los transformadores de tensión se utilizan principalmente para medir tensión, mientras que los transformadores de corriente se utilizan para medir corriente.
(1) El lado secundario de un transformador de corriente puede ponerse en cortocircuito, pero no en circuito abierto. En cambio, el lado secundario de un transformador de tensión puede dejarse en circuito abierto, pero no en cortocircuito.
(2) En relación con la carga del lado secundario, la impedancia primaria de un transformador de tensión es despreciable, por lo que se comporta prácticamente como una fuente de tensión. En cambio, un transformador de corriente tiene una impedancia primaria elevada, comportándose en la práctica como una fuente de corriente con resistencia interna infinita.
(3) En operación normal, la densidad de flujo magnético de un transformador de tensión está cerca de la saturación, lo que provoca caídas de tensión durante las fallas del sistema. Por otra parte, un transformador de corriente opera con una baja densidad de flujo magnético en condiciones normales, pero en caso de cortocircuito la corriente primaria aumenta, lo que conduce a una densidad de flujo significativamente mayor y puede causar mayores errores en la corriente de salida. Por lo tanto, es recomendable elegir transformadores de corriente menos propensos a la saturación.
