Universidad de San Carlos de GuatemalaTecnolgico Universitario Guatemala SUR Electricidad y Electrnica Bsica

InvestigacinTransformadores Elctricos

Henry Francisco Tecn Velsquez 201444200Daniel Enrique Chacon Palencia201441434Mynor Rene Merlos Ardices201441611Jorge Smaily Santizo Grajeda201441617Juan Antonio Lopez Lpez201444211 Jos Luis Agustn Lpez201444239 Ing. Erick AlemnGrupo No. 211/05/2015

INTRODUCCIN

La electricidad es un fenmeno fsico que est presente en nuestro da a da, la encontramos en prcticamente todo lo que nos rodea, en cantidades enormes en los cables de alta tensin a un paso de la carretera y en cantidades tan minsculas en nuestros bolsillos. Todo esto se debe a que existen dispositivos diseados para realizar estas conversiones, los cuales vamos a describir en este pequeo documento. Limitndonos nicamente a los transformadores elctricos y excluyendo sus variantes de aplicacin en electrnica.

OBJETIVOS

1. Exponer las ideas fundamentales de los dispositivos transformadores

2. Presentar de manera resumida las diferentes formas de transformadores

3. Describir la importancia de la tecnologa actual

Transformadores Elctricos

Untransformadores una mquina esttica decorriente alterno, que permite variar alguna funcin de la corriente comoel voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada enmagnetismopara volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria elctrica. Su utilizacin hizo posible la realizacin prctica y econmica deltransporte de energa elctricaa grandes distancias.

Componentes de los transformadores elctricosLos transformadores estn compuestos de diferentes elementos. Los componentes bsicos son:

Modelizacin de un transformador monofsico ideal.

Ncleo: Este elemento est constituido porchapas de acero al silicioaisladas entre ellas.El ncleo de los transformadoresest compuesto por lascolumnas, que es la parte donde se montan los devanados, y lasculatas, que es la parte donde se realiza la unin entre las columnas.El ncleo se utiliza para conducir elflujo magntico, ya que es un gran conductor magntico.

Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a travs del ncleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Est compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relacin de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicar la relacin de transformacin. El nombre de primario y secundario es totalmente simblico. Por definicin all donde apliquemos la tensin de entrada ser el primario y donde obtengamos la tensin de salida ser el secundario.

Esquema bsico y funcionamiento del transformador

Esquema bsico de funcionamiento de un transformador ideal.

Los transformadores se basan en lainduccin electromagntica. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensin, se origina un flujo magntico en el ncleo de hierro. Este flujo viajar desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originar una fuerza electromagntica en el devanado secundario.SegnlaLey de Lenz, necesitamos que lacorriente sea alternapara que se produzca estavariacin de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

Tipos de transformadores

Transformador de Potencia

Descripcin: Se utilizan para substransmisin y transmisin de energa elctrica en alta y media tensin. Son de aplicacin en subestaciones transformadoras, centrales de generacin y en grandes usuarios.Caractersticas Generales: Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV. y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformador de Distribucin

Descripcin: Se utilizan en intemperie o interior para distribucin de energa elctrica en media tensin. Son de aplicacin en zonas urbanas, industrias, minera, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilizacin intensiva de energa elctrica.

Caractersticas Generales: Se fabrican en potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kVA y tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV. Se construyen en otras tensiones primarias segn especificaciones particulares del cliente. Se proveen en frecuencias de 50-60 Hz. La variacin de tensin, se realiza mediante un conmutador exterior de accionamiento sin carga.

Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi

Descripcin: Se utilizan en interior para distribucin de energa elctrica en media tensin, en lugares donde los espacios reducidos y los requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la utilizacin de transformadores refrigerados en aceite. Son de aplicacin en grandes edificios, hospitales, industrias, minera, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilizacin intensiva de energa elctrica.

Caractersticas Generales: Su principal caracterstica es que son refrigerados en aire con aislacin clase F, utilizndose resina epoxi como medio de proteccin de los arrollamientos, siendo innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalacin. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformadores Hermticos de Llenado Integral

Descripcin: Se utilizan en intemperie o interior para distribucin de energa elctrica en media tensin, siendo muy tiles en lugares donde los espacios son reducidos. Son de aplicacin en zonas urbanas, industrias, minera, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilizacin intensiva de energa elctrica.

Caractersticas Generales: Su principal caracterstica es que al no llevar tanque de expansin de aceite no necesita mantenimiento, siendo esta construccin ms compacta que la tradicional. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformadores Rurales

Descripcin: Estn diseados para instalacin monoposte en redes de electrificacin suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV.En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifsicos o como alternativa 3 monofsicos.

Transformadores Subterrneos

Aplicaciones: Transformador de construccin adecuada para ser instalado en cmaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersin de cualquier naturaleza.

Caractersticas:Potencia: 150 a 2000KVAAlta Tensin: 15 o 24,2KVBaja Tensin: 216,5/125;220/127;380/220;400/231V

Transformadores Auto Protegidos

Aplicaciones: El transformador incorpora componentes para proteccin del sistema de distribucin contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador, para esto posee fusibles de alta tensin y disyuntor de baja tensin, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensin y disyuntor de baja tensin. Para proteccin contra sobretensiones el transformador est provisto de dispositivo para fijacin de pararrayos externos en el tanque.

Caractersticas:Potencia: 45 a 150KVAAlta Tensin: 15 o 24,2KVBaja Tensin: 380/220 o 220/127V

Autotransformadores

Los autotransformadoresse usan normalmente para conectar dos sistemas de transmisin de tensiones diferentes, frecuentemente con un devanado terciario en tringulo. De manera parecida, los autotransformadores son adecuados como transformadores elevadores de centrales cuando se desea alimentar dos sistemas de transporte diferentes. En este caso el devanado terciario en tringulo es un devanado de plena capacidad conectado al generador y los dos sistemas de transporte se conectan al devanado, autotransformador. El autotransformador no slo presenta menores prdidas que el transformador normal, sino que su menor tamao y peso permiten el transporte de potencias superiores.

Transformador de Corriente TT/CC

Los transformadores de corrientese utilizan para tomar muestras de corriente de la lnea 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.

Los valores de los transformadores de corriente son:

Carga nominal:2.5 a 200 VA, dependiendo su funcin.Corriente nominal:5 y 1A en su lado secundario, se definen como relaciones de corriente primaria a corriente secundaria. Unas relaciones tpicas de un transformador de corriente podran ser: 600/5, 800/5, 1000/5.Usualmente estos dispositivos vienen con un ampermetro adecuado con la razn de transformacin de los transformadores de corriente, por ejemplo: un transformador de 600/5 est disponible con un ampermetro graduado de 0 - 600A.

Transformador de Potencial TT/PP

Es un transformadordevanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensin. Tiene una potencia nominal muy baja y su nico objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados.Adems, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deber ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin, dependiendo de qu tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacin especial.

CONCLUSINES

Los transformadores en su funcin principal permiten efectuar variaciones de voltaje o intensidad sin afectar la potencia, esto con el fin de desarrollar la energa en la magnitud que se necesaria.

Existen muchas variaciones de los transformadores los cuales permiten ser utilizados para aplicaciones especficas que simplifican la tecnologa y hacen cada da las cosas ms fciles para todos.

La tecnologa seguir avanzando y haciendo las cosas de manera ms eficiente, debemos de estar conscientes de ella, puesto que el desconocer los aspectos tecnolgicos fundamentales por los que estamos rodeados no solo nos lleva a estancarnos en un estado de ignorancia sino tambin pone en riesgo nuestra integridad fsica por desconocer los riesgos que implican algunas tecnologas.

RECOMENDACINES

Fomentar demostraciones prcticas de algunos conceptos fundamentales dentro del saln de clase y no exclusivamente en los laboratorios.

Motivar a los alumnos a investigar sobre los alcances que poseen actualmente las tecnologas ms avanzadas del rea de investigacin.

Continuar con la enseanza desde el punto de vista cientfico para desarrollar la curiosidad de los alumnos.

Presentar ms documentos en formato multimedia didcticos para continuar con la agilidad de las clases.

REFERENCIAS

E-grafa

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadores http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/gral_tipos_y_aplicacioes.htm