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El transformador es el equipo principal para la transmisión y transformación de energía. A diferencia de otras máquinas rotativas, se considera un equipo de conversión de energía de alta eficiencia. En la vida real, vemos muchos tipos diferentes de transformadores. Incluyendo los dos tipos principales de transformadores de potencia y transformadores de distribución, y sus productos específicos.
Este artículo le dirá en detalle cuáles son los dos tipos principales de transformadores y explicará 4 tipos diferentes de transformadores.
Daelim es un fabricante con 16 años de experiencia en la producción y venta de transformadores, lo que le permite a Daelim crear un equipo de ingenieros fuerte y confiable con una rica experiencia.
Este equipo profesional de ingenieros de diseño de transformadores puede diseñar y producir soluciones de transformadores que satisfagan sus necesidades específicas de acuerdo con sus necesidades, brindándole un gran valor económico.
Al mismo tiempo, Daelim está profundamente involucrado en el mercado norteamericano, proporcionando transformadores para docenas de criptogranjas de Bitcoin. Por lo tanto, sus transformadores han obtenido muchas certificaciones como IEEE, CSA, ANSI C.57, DOE, etc., lo que garantiza la calidad de los transformadores que compra.
Los transformadores de potencia son necesarios en redes de transmisión con voltajes más altos.
400 kV, 200 kV, 110 kV, 66 kV y 33 kV son las clasificaciones de voltaje del transformador de potencia (kilovoltios por segundo).
Más del noventa por ciento de ellos tienen una calificación MVA de 200 o superior.
Se encuentra principalmente en las instalaciones de producción de la red y en las instalaciones de transmisión. Están diseñados desde cero para ser lo más efectivos posible todo el tiempo.
Tienen un volumen sustancialmente mayor en comparación con el transformador de distribución.
Hay varias formas de hacer esto, la más común es un transformador de potencia reductor.
La pérdida del núcleo se produce porque el transformador se subutiliza durante todo el día. Aún así, la pérdida de cobre es función del ciclo de carga de la red de distribución.
Sin embargo, cuando un transformador de potencia está conectado a la red de transmisión, es poco probable que haya grandes fluctuaciones en la carga porque no está conectado directamente al extremo del consumidor.
Habrá pérdidas constantes en el núcleo del transformador y en los conductores de cobre debido a su operación de 24 horas.
Si el voltaje es bajo, un transformador de potencia es más rentable. Una disminución en la corriente del transformador de potencia provoca un aumento en las pérdidas I2R y la regulación de voltaje.
En esta clase de transformadores, se encuentran disponibles voltajes más bajos, como 11 KV, 6,8 KV, 3,0 KV y el voltaje estándar de 440 voltios.
Al reducir los niveles de voltaje en el extremo del usuario final, las redes de distribución pueden cambiar los niveles de voltaje en el sistema de energía por un factor de más de 200 MVA.
La bobina primaria de un transformador de distribución se enrolla con alambre aislado de cobre o aluminio.
Se utiliza una cinta de aluminio y cobre para hacer el devanado secundario del transformador. El aislamiento lo proporciona una combinación de papel recubierto de aceite y resina.
440 220 V se utiliza en el hogar, mientras que los transformadores de distribución de menos de 33 KV se utilizan en aplicaciones industriales.
Debido a que es más pequeño, más rápido de instalar y tiene menos pérdidas magnéticas, rara vez se utiliza en todo su potencial.
Debido a que su carga es máxima durante el día y mínima durante la noche, la eficiencia varía según el ciclo de carga.
Se calcula como Eficiencia durante todo el día porque no funciona bajo una carga constante durante las 24 horas del día.
La máxima eficiencia del 60-70 por ciento es el objetivo de los transformadores de distribución.
Es posible clasificar este tipo de transformador en función de las vueltas del devanado primario y secundario y el campo electromagnético inducido.
Con el uso de un transformador elevador, los sistemas de CA con corrientes altas pero voltajes bajos se pueden convertir a lo contrario.
El devanado primario de este transformador tiene menos vueltas que el devanado secundario, que tiene un mayor número de vueltas.
Hay varias variedades de transformadores reductores, incluidos transformadores de bajo voltaje, alta corriente, alto voltaje y baja corriente.
El devanado primario de este transformador tiene más vueltas que el devanado secundario.
El voltaje de salida se puede reducir en un factor de dos utilizando “transformadores reductores”, como se les conoce.
Utilice el transformador de corriente para controlar y evitar sobrecalentamientos y cortocircuitos. Las altas corrientes en un curso que no se pueden medir directamente requieren el empleo de un transformador de corriente.
El devanado primario del transformador de corriente está cableado con varios equipos de medición, incluidos un amperímetro, un voltímetro, un vatímetro y una bobina de relé de protección. Se requiere una relación de corriente a fase adecuada y una relación de corriente correcta para la precisión secundaria del medidor. El concepto de “ratio” es muy importante en CT.
Suma vectorial de las inversiones de corriente secundaria y de excitación multiplicada por la relación de espiras del transformador de corriente.
Los transformadores de instrumentos se pueden utilizar para modificar la dirección y la cantidad del flujo de corriente.
El propósito más común de un transformador de instrumentos es proteger el devanado secundario de alto voltaje y corriente. Los instrumentos como medidores de energía y relés se pueden aislar de forma segura del devanado primario.
Hay dos tipos de transformadores de instrumentos.
Cuando se trata de transformadores monofásicos, la ley de Faraday rige la operación de los transformadores.
Usando corriente alterna (CA), el transformador transfiere la corriente de un circuito a otro mientras mantiene una variación estable de frecuencia y voltaje.
El transformador tiene dos devanados separados, como puede ver. La carga se conecta al devanado secundario de un circuito de corriente alterna (CA) después de haber pasado por el devanado primario.
Es posible convertir tres transformadores monofásicos en uno trifásico conectando sus devanados primario y secundario de la misma manera que un transformador trifásico.
Los devanados secundarios se han conectado entre sí.
Un suministro trifásico es el método más frecuente de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica en entornos industriales.
Por el precio de un transformador trifásico, se pueden construir tres transformadores monofásicos.
Para transformadores trifásicos, puede utilizar conectores trifásicos en estrella (estrella) o triángulo (malla).
Los transformadores de corriente cuantifican la cantidad total de corriente que fluye a través de un solo conductor de línea. Es imposible separar el primario del secundario.
Se cree que los transformadores de corriente son el cable o la barra principal del circuito de carga. El devanado primario generalmente se define como una sola línea recta.
Están vinculados de una manera que solo la naturaleza puede hacerlo. No hay interacción física entre ellos. Cuando el transformador está energizado, es imposible quitar el secundario.
CBCT es un ejemplo de un transformador de núcleo balanceado; estos transformadores de corriente se utilizan para detectar el flujo de corriente inestable en el circuito.
Usando las salidas del transformador de corriente múltiple, un solo transformador convierte numerosos resultados en un solo resultado.
Se reducen la complejidad de medición, los costos de instalación de equipos, los costos de cableado, etc.
No hay devanado primario en estos. En su lugar, se utiliza una ventana o un orificio en el transformador toroidal para transportar la corriente de la red. En el caso de un transformador de corriente, el secundario puede llevárselo. Probador de pinzas digital, por ejemplo.
Entre los diseños de transformadores más comunes y esenciales se encuentran los tipos de núcleo y cubierta y de núcleo y cubierta.
Los devanados primario y secundario de un transformador de núcleo cerrado están envueltos alrededor del anillo del núcleo mismo.
Se utilizan laminaciones para construir el núcleo magnético del transformador, de forma rectangular. Las capas de madera laminada se empalman entre sí, creando una alta resistencia en las juntas. Por lo tanto, la capa alterna se construye de manera diferente para evitar juntas continuas.
Al entrelazar los devanados primario y secundario, el flujo de fuga se mantiene al mínimo.
Como se ve en la siguiente ilustración, la mitad de cada devanado se coloca en la pata del núcleo.
Por conveniencia de construcción, los devanados primario y secundario se colocan en ramas separadas de la esencia.
Por lo tanto, la capa de aislamiento se intercala entre los devanados primario y secundario.
El devanado bajo casi siempre se coloca frente al núcleo, lo que da como resultado que se proporcione menos aislamiento. Luego, la laminación se inserta en el proceso de bobinado.
Las tiras largas de las laminaciones E e I han sido cortadas. Para reducir las juntas de alta reluctancia y eliminar las conexiones continuas entre las secciones, las partes laminadas enfrentadas se apilan de manera diferente.
El transformador de carcasa tiene tres patas.
El tallo primario tiene todo el flujo, pero solo las ramas centrales lo transmiten. Debido a esto, la parte central de la libra es aproximadamente dos veces más ancha que el resto.
Como resultado, las ramas centrales tienen devanados primarios y secundarios.
El devanado de alto voltaje se coloca fuera del devanado de bajo voltaje para ahorrar dinero en aislamiento. Se coloca encima de los devanados cilíndricos.
En un transformador de núcleo interno, el núcleo está envuelto por los devanados, incluso si el núcleo está protegido por una capa exterior.
Una vez que se cortan las laminaciones, las laminaciones del transformador tipo núcleo se cortan en forma de L, mientras que la laminación del transformador tipo carcasa se alarga.
El área de la sección transversal de un transformador tipo núcleo es cuadrada, pero el área de la sección transversal de un transformador tipo coraza tiene una forma cruciforme de dos deslizamientos o tres escalones.
El transformador tipo núcleo requiere una mayor cantidad de conductor de cobre ya que los devanados se distribuyen en distintas patas.
Dado que el transformador de tipo de núcleo tiene bobinas concéntricas, también es un transformador cilíndrico o de devanado de núcleo. Los transformadores de devanado tipo sándwich o de disco tienen devanados de bajo y alto voltaje en un transformador tipo coraza.
Además, las variedades de núcleo y caparazón tienen cada una dos ramas de cambio.
La resistencia mecánica del transformador tipo núcleo es menor que la del transformador tipo coraza debido a los refuerzos en la coraza.
Las tres extremidades del transformador tipo carcasa significaban que el transformador tipo núcleo necesitaba menos aislamiento.
Cada uno de los brazos laterales de un transformador tipo coraza lleva la mitad del cambio, mientras que el brazo central lleva todo el flujo. El flujo se distribuye uniformemente en un transformador tipo núcleo.
Los devanados primario y secundario del transformador de tipo núcleo están a ambos lados, mientras que los devanados del transformador de tipo coraza están situados en el centro de sus respectivos transformadores.
Como resultado, a diferencia de un transformador tipo coraza, un transformador tipo núcleo tiene dos circuitos magnéticos independientes.
Dado que contiene dos circuitos magnéticos, el transformador tipo núcleo tiene más pérdidas que un transformador tipo coraza, que solo tiene uno.
Por lo tanto, solo se retiran algunos de los devanados de los transformadores tipo núcleo para el mantenimiento de rutina. Es necesario eliminar los números de devanado del transformador para el mantenimiento de rutina.
Debido al aumento de las pérdidas, la salida de un transformador tipo núcleo es menor que la de un transformador tipo coraza.
Por último, a diferencia de un transformador tipo núcleo, el devanado del transformador tipo coraza se extiende, lo que permite que el calor se disipe naturalmente.
Un transformador de tipo de núcleo monofásico solo se puede hacer con una sola ventana. Parece haber dos brazos y dos piernas en total, según esta evidencia. Ambas ramas están envueltas en devanados de LV y HV.
Por lo general, la mitad de cada devanado se enrolla alrededor de una rama del núcleo, mientras que la otra mitad se enrolla alrededor de la otra rama.
Además, el devanado primero se envuelve alrededor de la superficie de la extremidad para aislar el núcleo correctamente. Todos los devanados están protegidos entre sí aislando adecuadamente los devanados de LV y HV. Los devanados LV y HV están dispuestos para cubrir ambas extremidades del dispositivo.
El transformador es más rentable en esta configuración. Los costes de aislamiento entre el núcleo puesto a tierra y el devanado de alta tensión están en su punto más alto. El devanado de BT se coloca más cerca de la naturaleza para ahorrar costos de aislamiento.
Por otro lado, los núcleos con secciones transversales cuadradas o rectangulares se emplean en transformadores de tipo de núcleo más pequeño.
Debido a que un centro de sección transversal cuadrada o rectangular laminada es más simple de crear, envolver las extremidades con una sección transversal cuadrada o rectangular no es complicado.
Usando este método, es posible producir transformadores más pequeños a un costo menor.
Sin embargo, es difícil envolver el conductor del devanado en formas cuadradas o rectangulares cuando se trata de transformadores grandes.
Los devanados cilíndricos redondos son ideales para aprovechar al máximo los conductores de cobre.
Debido a esto, existe una cantidad sustancial de espacio no utilizado entre el devanado cilíndrico y el núcleo. Debido al tamaño del transformador, esta no es una estrategia inteligente.
Además, la naturaleza de la sección transversal escalonada reduce estas áreas vacías colocando cuidadosamente laminaciones de diferentes dimensiones para lograr una sección transversal casi circular.
Se puede utilizar una sección transversal de uno, dos o varios pasos, según las dimensiones y el diseño del transformador y su rentabilidad y eficiencia.
Los transformadores con núcleo sufren fugas de flujo, que es su defecto más significativo.
Esta configuración tiene un flujo de fuga más alto que el de un transformador tipo carcasa. Perjudica el rendimiento y la eficiencia del transformador. Sin embargo, sigue siendo la opción ideal para grandes transformadores debido a la facilidad de acceso a los devanados para el mantenimiento.
Si el devanado exterior de un transformador tipo coraza está dañado, el devanado interior no puede repararse sin quitar el devanado exterior. El centro de un transformador trifásico tiene tres ramas, lo cual es significativo. Un BT y un HV están devanados para una fase en el sistema trifásico para cada tramo.
El centro de un transformador trifásico tiene tres ramas, lo cual es significativo. Un BT y un HV están devanados para una fase en el sistema trifásico para cada tramo.
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