Estudio exhaustivo del funcionamiento del transformador

Ensayo del transformador en cortocircuito

Mediante este ensayo es posible determinar las componentes de cortocircuito:

• Los parámetros R_cc, C_cc y Z_cc.
• Tensión de cortocircuito porcentual y sus componentes.
• Las pérdidas en el cobre.

Para llevar a cabo este ensayo se cortocircuita el secundario mediante un amperímetro y el primario a una fuente de tensión alterna regulable.

Corriente de cortocircuito accidental

Cuando el secundario de un transformador se pone en cortocircuito por una avería, al estar el primario conectado a toda la tensión primaria, la corriente tiende a elevarse rápidamente a valores peligrosos para los conductores de ambos devanados.

Caída de tensión de un transformador

Dado que existen resistencias y reactancias intercaladas en serie con los bobinados del transformador, cuando circule una corriente de carga por los bobinados, la tensión del secundario se verá reducida, y la caída de tensión será la diferencia entre la tensión eficaz del secundario en vacío y la que aparece cuando el transformador trabaja en carga.

Rendimiento de un transformador

Un transformador ideal no produce ningún tipo de pérdidas y, por eso, la potencia que absorbe por el primario de la red la entrega íntegramente por el secundario a la carga. Los transformadores poseen un alto rendimiento (+90%).

El rendimiento de un transformador es la relación entre la potencia suministrada a la carga por el secundario y la potencia absorbida de la red por el primario.

Autotransformadores

Estos dispositivos se construyen con el mismo núcleo que los transformadores, pero con un solo devanado y una conexión intermedia. Si I₁ es la intensidad del primario e I₂ es la del secundario, la intensidad que circulará por el devanado común en un transformador reductor será igual a la diferencia de las mismas: I_c = I₁ - I₂.

Las ventajas de los autotransformadores son: abaratamiento, reducción de peso y volumen, y mejor rendimiento.

Transformadores trifásicos

Es el de más extensa aplicación en los sistemas de transporte y distribución de energía eléctrica. Se puede decir que un transformador trifásico está constituido por tres transformadores monofásicos montados en un núcleo magnético común.

Ensayo en vacío de un transformador trifásico

Se lleva a cabo de la misma forma que para los transformadores monofásicos.

Conexión en paralelo de transformadores

• Los valores instantáneos de las tensiones de salida deben ser iguales, por lo que siempre habrá que conectar los transformadores con el mismo orden de fases en la salida.
• El reparto de potencia de cada uno de los transformadores dependerá de la impedancia de cortocircuito que posea cada uno de ellos, de tal forma que suministrará más potencia el que tenga menos impedancia.

Características de un transformador

• Potencia nominal asignada en kVA.
• Tensión primaria y secundaria.
• Regulación de tensión en la salida.
• Grupo de conexión.
• Frecuencia.
• Normas de aplicación.
• Temperatura máxima ambiente.

Ensayos para transformadores II y III

• Medida de resistencia.
• Relación de transformación.
• Ensayo en vacío/cortocircuito.
• Ensayos de calentamiento/aislamiento.
• Medida de rendimiento.