“TIPOS DE TRANSFORMADORES POR SU NUMERO DE FASES” Carla Marchan, Diego Macas, Alex Venegas, Jean Carlos Caicedo, Edison Chango, André Tello, Tello, Jhon Macías, Carlos Tamami, Tamami, Mario de la Vega
Escuela de Ingeniería en Control y Redes Industriales Escuela u!erior "olitécnica de Chim#ora$o Rio#am#a%Ecuador
Abstract. - The - The trans&ormers ha'e #een still use&ul &or generating current electricity grids are as usual in (hat concerns the num#er o& users o& commercial and industrial ty!e that use the electrical system, and it is necessary to consider the im!ortance o& the same) There are se'eral ty!es o& trans&ormers in this !a!er (e &ocus on !rocessors #y num#er o& !hases) Energy &or a three !hase system can #e con'erted #y three %!hase trans&ormers other(ise only (ith the use o& a three !hase trans&ormer &or ease in the electric installations or either economic reasons, it is !re&era#le to use three%!hase trans&ormer) "hase trans&ormers usually consist o& a core ha'ing three columns and are each !rimary and secondary (indings)
Resumen.- Resumen.- *os trans&ormadores han 'enido 'enido siendo siendo +tiles !ara !ara la generacin de corriente en grandes redes redes eléctricas eléctricas son lo m-s usual en lo .ue tiene .ue 'er al n+mero de usuarios de ti!o comercial e industrial .ue hacen uso del sistema eléctrico, y es necesario considerar la im!ortancia .ue tienen el mismo) Existe 'ari 'arios os ti!o ti!oss de tran trans& s&or orma mado dore res, s, en este este tra# tra#a/ a/o o nos nos en&ocaremos en los trans&ormadores !or n+mero de &ases) "ara la energía de un sistema tri&-sico se !uede trans&ormar !or medio de tres trans&ormadores mono&-sico en otro caso solo con el uso uso de un tran trans& s&or orma mado dorr tri& tri&-s -sico ico,, !or !or &acil &acilid idad ad en las las instalacione instalacioness eléctrica o ya sea !or ra$ones de ti!o econmico, econmico, es !re&eri#le el uso del trans&ormador tri&-sico) 0ormalmente los trans&ormadores tri&-sicos est-n constituidos de un n+cl n+cleo eo .ue .ue tien tiene e 1 colu column mnas as y so#r so#re e cada cada una una se encuentran los de'anados !rimarios y secundarios. PALAB LABRAS
CLAV LAVE:
Transfo Transformado rmador, r, Monofase, Monofase, Trifási Trifásico, co, devanado primario y secundario, núcleo, corrientes y voltajes
1. INT INTRODU RODUCC CCIÓ IÓN N El tran trans& s&or orma mado dorr es un com!o com!one nent nte e eléct eléctri rico co .ue .ue tien tiene e la ca!acidad de cam#iar el ni'el del 'olta/e y de la corriente, median mediante te dos #o#inas #o#inas enroll enrollada adass alrede alrededor dor de un n+cleo n+cleo o centro com+n) El n+cleo est- &ormado !or una gran cantidad de cha!as cha!as o l-mina l-minass de una aleacin aleacin de 2ierro 2ierro y ilici ilicio) o) 3sta 3sta alea aleaci cin n redu reduce ce las las !érd !érdid idas as !or !or hist histér éres esis is magn magnét étic ica a 4ca!acidad de mantener una se5al magnética des!ués de ser retira retirado do un cam!o cam!o magnét magnético ico66 y aument aumenta a la resist resisti'id i'idad ad del 2ierro) *os trans&ormadores se mane/an en un am!lio cam!o, sir'en !ara !ara com! com!en ensa sarr las las nece necesi sida dade dess de los los usua usuari rios os,, los los trans&ormad trans&ormadores ores de distri#ucin distri#ucin,, aco!lados aco!lados so#re los !ostes, !ostes, &aci &acililita tan n a los los cons consum umid idor ores es domé domést stic icos os,, cant cantid idad ades es de !otencia relati'amen relati'amente te !e.ue5as) !e.ue5as) *os trans&ormad trans&ormadores ores de !ote !otenc ncia ia se util utili$ i$an an en las las !lantas genera generador doras as !ara !ara ele'ar ele'ar el 'alor 'alor de de tens tensi in n gene genera rada da a m-s m-s alto altoss ni'e ni'ele less !ara !ara el tran trans! s!or orte te)) *a tens tensi in n de tran trans! s!or orte te se redu reduce ce medi median ante te trans&ormadores en las su#estaciones de distri#ucin local) En esto estoss tran trans& s&or orma mado dore ress de !ote !otenc ncia ia se !rod !roduc uce e &uer &uerte tess calentamientos de#ido al e&ecto Joule en las #o#inas y !or la hist histér éres esis, is, tam# tam#ié ién n de#i de#ido do a las las corr corrie ient ntes es de 7oucault del n+cleo) Es !or lo cual se re.uiere de re&rigeracin re&rigeracin .ue .ue !uede ser, !or en&riamiento natural o &or$ado, o tam#ién !or sistemas de circulacin de agua o aceite aceite))
F!. 1 Trans"#rma$#r
%. DESAR SARRO&& O&&O' %.1 (USTIF (USTIFICA ICACIÓ CIÓN N El desa desarr rrol ollo lo de este este tra# tra#a/ a/o o nos nos da a cono conoce cerr los los di&erentes ti!os de trans&ormadores !or su n+mero de &ases y sus res!ecti'as clasi&icaciones .ue existen en cada &ase, !ara .ue de esta &orma nos relacionemos relacionemos m-s con los los tran transs&orm &ormad ador ores es y !oda !odamo moss enten ntende derr su &unc &uncio iona namie mient nto o adem adem-s -s de ente entend nder er los los &en &enme menos nos eléctricos .ue ocurren)
%.% O)(ETI O)(ETI*OS *OS'' %.%. %.%.11
Ob+ Ob+et, et,# # e en nera era''
%.%. %.%.%%
Ob+e Ob+et t,# ,# Es/ Es/ec0" ec0"c c#s #s
%. DESARRO&& DESARRO&&O O DE &OS CONTENIDOS CONTENIDOS'' %.2 T/#s $e $e trans"#rma$#res trans"#rma$#res /#r su n3mer# $e "ases. %.2. %.2.11
Trans" ans"#r #rma ma$# $#re ress M#n M#n#" #"4s 4sc c#s #s.. *os *os tran trans& s&or orm mador adores es mono mono&&-si sico coss se clasi&ic &ican en dos ti!os de column umna y acora$ados)
ans"#rma$#res m#n#"4sc#s $e %.2.1.1 Trans c#umna. El trans&ormador a columnas !osee sus dos #o#inados re!artidos entre dos columnas del circu circuitito o magn magnét ético ico y se cier cierra ra !or !or las las culat culatas as su!erior e in&erior, in&erior, se )encuentran se!arados uno
del otro, !ero &ormando !arte n+cleo de acero al silicio)
del) mismo
F!. %. Trans"#rma$#r m#n#"4sc# a c#umnas.
%.2.1.% Trans"#rma$#res m#n#"4sc#s ac#ra5a$#. e caracteri$a !or tener dos columnas exteriores, !or las .ue se cierra el circuito magnético, estas dos columnas no !oseen ning+n de'anado) En los Trans&ormadores mono&-sicos el de'anado !rimario y secundario se agru!an en la columna central y el trans&ormador tiene tres columnas en total)
•
"or otra !arte, el !rinci!io de &uncionamiento de un trans&ormador se #asa en la induccin electromagnética .ue se !roduce en el enrollado secundario cuando !or el !rimario circula una corriente alterna !rocedente de cual.uier &uente de &uer$a electromotri$ Existe tam#ién otro ti!o de trans&ormador de &uer$a o !otencia mono&-sico de di&erente construccin, .ue consta de un solo de'anado o enrollado colocado en un sim!le n+cleo a#ierto de acero al silicio) Esta 'ariante se denomina 8autotrans&ormador9
%.2.%
Trans"#rma$#res Tr"4sc#s
Al igual .ue los trans&ormadores mono&-sico estos son de dos clases: n+cleo o de columnas, y acora$ado %.2.%.1 T/# N3ce#' El ti!o n+cleo tiene tres columnas u#icadas !aralelamente, unidas en sus !artes in&erior y su!erior !or medio de l-minas de metal)
F!. Trans"#rma$#r m#n#"4sc# ac#ra5a$#.
%.2.1. Caracter0stcas $e #s trans"#rma$#res m#n#"4sc#s. "oseen como mínimo dos de'anados o enrollados de alam#re de co#re desnudo !rotegido !or una &ina ca!a de #arni$ aislante) •
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El grosor o di-metro del alam#re utili$ado !ara cada enrollado de!ender- del &lu/o m-ximo de corriente eléctrica, .ue de#e so!ortar el trans&ormador sin llegar a .uemarse cuando le conectamos una resistencia, carga o consumidor eléctrico En la mayoría de los trans&ormadores, el de'anado .ue !osee mayor n+mero de 'ueltas generalmente corres!onde al 8enrollado !rimario9 o de entrada 8E9) El de'anado .ue !osee menor n+mero de 'ueltas es el 8enrollado secundario9 o de salida 89 de la corriente eléctrica ya trans&ormada) "oseen un n+cleo cerrado de acero al silicio, donde se muestran dos de'anados o enrollados de alam#re de co#re desnudo, !rotegido con #arni$ aislante)
F!. 2 Trans"#rma$#r tr"4sc# $e t/# n3ce# o#re cada columna se de'ana el conductor !rimario y secundario de la &ase corres!ondiente) Existe un dese.uili#rio de#ido a las corrientes magneti$antes de las tres &ases .ue son distintas entre sí, dado a .ue el circuito magnético de la columna central es corto .ue las columnas laterales) Este dese.uili#rio tiene in&luencia solamente !ara las condiciones de o!eracin en 'acío)
%.2.%.% T/# Ac#ra5a$# Reduce la dis!ersin magnética, es el m-s com+n en los trans&ormadores mono&-sicos) En el n+cleo acora$ado, los de'anados se locali$an so#re la columna central) Dado .ue las tenciones en el trans&ormador ti!o acora$ado !resentan menos des'iaciones en las salidas de las &ases este tras&ormador es !rinci!al .ue el tras&ormador ti!o n+cleo)
Caracter0stcas' *os 'olta/es de línea y de &ase son iguales en el !rimario y en el secundario:
*os 'olta/es de línea de !rimario y secundario guardan la siguiente relacin:
F!. 6 Trans"#rma$#r tr"4sc# $e t/# ac#ra5a$#
%.2.
C#ne7#nes Tr"4sc#s.
$e
Trans"#rma$#res
Caracter0stcas'
;n trans&ormador tri&-sico est- constituido !or tres trans&ormadores, .ue se encuentran se!arados o com#inados so#re un solo n+cleo) *os !rimarios y secundarios de cual.uiera de ellos !ueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar a un total de cuatro !osi#ilidades de conexin en el trans&ormador tri&-sico: %.2..1 C#ne78n Deta-Deta.
%.2.. C#ne78n Estrea-$eta.
*os 'olta/es !rimarios de línea y de &ase cum!len la relacin:
*as tensiones secundarias de línea y &ase son iguales:
Caracter0stcas' %*os 'olta/es !rimarios de línea y de &ase son iguales: *a relacin de tensiones de &ase es: %*as tensiones secundarias cum!len la siguiente relacin:
%*a relacin entre tensiones de &ase es:
*a relacin entre los 'olta/es de línea del !rimario y secundario es:
%*a relacin entre los 'olta/es de línea es:
%.2..2 C#ne78n Estrea-estrea.
%.2..% C#ne78n Deta-estrea.
Caracter0stcas' *os 'olta/es de línea se relacionan con los 'olta/es de &ase seg+n las ex!resiones:
*os 'olta/es de línea de !rimario y secundario guardan la siguiente relacin:
%.2.2 Trans"#rma$#res 9e7a"4sc#s) El hexa&-sico 4< &ases en el secundario6 se di&erencia, constructi'amente, del tri&-sico, en .ue tiene una deri'acin a la mitad de los de'anados secundarios, y luego !or su!uesto, en la conexin entre ellos) e lo usa !ara la recti&icacin industrial y en traccin eléctrica: su#terr-neos, tran'ías, etc) E/em!lo: =1>??@B?V)
CONC&USIONES
2
REFERENCIAS •
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htt!:@@((()monogra&ias)com@tra#a/os
[email protected]% electricas%ti!os%
[email protected]%electricas% ti!os%trans&ormadores>)shtmlix$$1Jlm*oI htt!:@@((()!ro&esormolina)com)ar@electronica@com!onen tes@#o#inasFtra&os@tra&osFtri&)htm htt!:@@e% ducati'a)catedu)es@GG??=<@aula@archi'os@re!ositorio@ 1???@1?=@html@=GFelFtrans&ormadorFtri&sicoFyFsuFcon exionado)html
