¿Qué son los transformadores?

Un transformador es un componente eléctrico que permite aumentar o disminuir el voltaje en un circuito de energía eléctrica alterna mientras mantiene la potencia. En el caso de un transformador ideal (es decir, sin pérdida), la potencia que ingresa al dispositivo es igual a la potencia obtenida en la salida. El porcentaje de pérdidas en las máquinas reales es muy pequeño, dependiendo de factores como su diseño y tamaño.

El transformador es un dispositivo que utiliza inducción electromagnética para convertir la energía eléctrica alterna a un cierto nivel de voltaje en energía eléctrica alterna a otro nivel de voltaje.

Es por ello por lo que este tipo de equipos se utilizan en instalaciones de red que proporcionan energía para áreas específicas, porque el equipo recibe corriente, la convierte (aumenta o disminuye la tensión) y la distribuye en diferentes estructuras con el voltaje, tensión e intensidad adecuadas para uso doméstico o industrial.

¿Cómo funcionan los transformadores?

En general, el funcionamiento de un transformador se basa en la inducción electromagnética. Esto significa que cuando se aplica un voltaje (fuerza electromotriz) al devanado primario, se genera un flujo magnético en el núcleo magnético (generalmente hierro). Debido a la capacidad del núcleo magnético y sus componentes como conductor magnético, el flujo magnético se propaga a través de este hasta llegar al devanado secundario y, a medida que se mueve, logra generar fuerza electromagnética, que eventualmente distribuirá energía.

Elementos básicos que componen un transformador:

• El núcleo

Como su nombre indica, es el componente central del transformador, y es la parte por donde se conduce el flujo magnético, una vez que ingresa al transformador, la electricidad se convertirá en esta parte. El núcleo de hierro consta de columnas en las que se instalan devanados, y estas columnas están conectadas entre sí por una culata. Como conductor magnético, el núcleo de hierro debe estar hecho de láminas de acero al silicio con una capa aislante entre ellas.

• Devanados

El devanado consta de un par de bobinas: una bobina primaria y una bobina secundaria, la bobina primaria aplica la tensión de entrada al transformador a través de la bobina primaria y la bobina secundaria obtiene la tensión de salida a través de ella. La relación entre el número de vueltas del hilo de cobre en las bobinas primaria y secundaria determina la relación de transformación, en todo caso el hilo de cobre debe estar cubierto con una capa aislante, el aislante más utilizado es el barniz.

Tipos de transformadores más comunes:

• Sumergibles

Es un transformador utilizado en redes de distribución de energía subterráneas, especialmente diseñado para ser guardado en la bóveda bajo el agua o bajo tierra. Es de uso frecuente en calles principales y calles principales, distritos, zonas turísticas o zonas exclusivas, e incluso en determinadas industrias.

• Poste

Son los más famosos porque son equipos instalados en los postes de la red de distribución de energía aérea para proporcionar energía a distritos residenciales, comerciales, rurales, escolares y pequeños distritos industriales.

• Pedestal

También se utiliza en redes de distribución de energía subterráneas, pero este tipo especial está diseñado para permanecer al aire libre porque está protegido por un gabinete especial y bastante duradero.

• Subestación

Está diseñado para ser utilizado en áreas con gran número de actividades comerciales, especialmente industriales, por lo que su capacidad en términos de voltaje, intensidad y voltaje es mucho mayor que otros tipos de capacidad.

 

Tipos de transformadores según su aplicación:

• Transformador de distribución

Se utilizan en interiores y exteriores para distribuir energía de media tensión. Su potencia de producción oscila entre 25 y 1000 kVA y su tensión primaria oscila entre 13,2 y 35 kV. Aunque pueden incorporarse a una tensión primaria específica adaptada a las necesidades del usuario final. El cambio de voltaje en el transformador se realiza mediante un interruptor externo con accionamiento sin carga. Suelen utilizarse para el suministro de energía en zonas urbanas, pero también en grandes industrias, minería, extracción de petróleo, grandes centros comerciales que requieren una gran cantidad de suministro eléctrico y todo tipo de actividades que requieran un uso intensivo de energía.

• Transformador seco encapsulado

Están refrigerados por aire y utilizan resina epoxi como medio de protección, eliminando la necesidad de mantenimiento posterior a la instalación. Se utilizan para la distribución de energía de media tensión en interiores. Por su tamaño, son muy adecuados para su uso en espacios reducidos. Son un sustituto ideal de los transformadores en frigoríficos que utilizan aceite en lugares donde se requiere mayor seguridad para evitar incendios. Se fabrican en un rango de potencia de 100 a 2500 kVA y tienen la misma tensión que los transformadores de distribución. Como antes, su aplicación es en la construcción, la industria y cualquier actividad que requiera una gran cantidad de suministro eléctrico, aunque ya no utiliza materiales inflamables, su uso se extiende a industrias profesionales, laboratorios y hospitales. ley que prohíbe el uso de objetos o elementos que puedan provocar un incendio.

• Transformador hermético de llenado integral

Es muy útil en espacios reducidos y se puede utilizar en interiores y exteriores. Estos transformadores no tienen tanque de expansión de aceite, por lo que no requieren mantenimiento. Tienen un rango de potencia de 100 a 1.000 kVA y una tensión primaria de 13,2 a 35 kV, según modelo. Sus aplicaciones incluyen transformadores de distribución y transformadores de tipo seco.

• Transformador rural

Están diseñados para instalaciones monoposte y son aptos para redes electrificadas suburbanas monopolares, bilíneas y trilíneas de 7,6, 13,2 y 15 kV. Además, en el caso de una red trifásica, se puede utilizar como alternativa un transformador trifásico o tres transformadores monofásicos.

• Transformador subterráneo

Están fabricados para soportar cualquier nivel de condiciones de sótano. Incluso se pueden utilizar para el buceo de cualquier naturaleza. Su rango de potencia es de 150 a 2,00 kVA. Hay modelos de alta tensión de 15 o 24,2 kV y modelos de baja tensión de 216,5, 125: 220, 127: 380, 220: 400 o 231 V.

• Transformador autoprotegido

En su proceso de fabricación, integra componentes utilizados para proteger el sistema de distribución de energía de sobrecargas, cortocircuitos y fallas internas del transformador en la red secundaria; por ejemplo, fusibles de alta tensión y disyuntores de baja tensión instalados en el interior de la cuba del transformador. También se puede equipar con uno o más pararrayos externos como medio para prevenir sobretensiones. Se fabrican en un rango de potencia de 45 a 150 kVA, y están disponibles en modelos de alta tensión de 15 o 24,2 kV y modelos de baja tensión de 380/220 o 220/127 V.

 

La importancia de estos dispositivos es que gracias a ellos es posible el crecimiento y desarrollo de la industria eléctrica, utilizando la electricidad de forma segura y controlada, y distribuyendo la energía en casi cualquier lugar.

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