Relación de transformación

La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada.

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) , según la ecuación:

La relación de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario o tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario o tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario o corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el devanado secundario o corriente de salida.

Pruebas de la calidad del aceite 

El aceite para transformadores es clave en el proceso de refrigeración de un transformador. El estrés eléctrico o térmico, o la contaminación química, puede provocar fallos y reducir la vida útil de los componentes

Análisis Dieléctrico y Físico Químico

tiene como objetivo diagnosticar la condición del papel aislante del transformador en cuanto a la presencia de agua  y productos de oxidación en dicho aislamiento. De acuerdo a los resultados se recomiendan las siguientes acciones:

   Si el transformador se encuentra en una situación normal o el aceite se encuentra en un grado incipiente de degradación, no requiere de una acción inmediata pero se recomienda efectuar un nuevo chequeo cada 6 o12 meses.

  Con el fin de preservar el papel aislante del transformador del agua y de los productos de oxidación se recomienda programar el mantenimiento del transformador  de acuerdo al estado de degradación del aceite. 

   Si el transformador se encuentra en estado critico por falta de mantenimiento se recomienda evaluar el costo del mantenimiento y la vida útil remanente del transformador.

Análisis de Rutina

Contenido de Agua: Mide el contenido total de agua en el aceite en partes por millón (ppm) y se basa en la reacción de Karl Fisher.   Rigidez Dieléctrica:  Es la capacidad de un aislante de soportar tensión eléctrica sin fallar.Gravedad Específica:  Es la relación entre la masa de un volumen de aceite y la masa de ese volumen de agua, su utilidad radica en que sirve como criterio de identificación de la naturaleza de un aceite aislante.Color : Es una medida de luz trasmitida. Se halla por comparación con patrones de color de ASTM, en un conjunto con los demás análisis indica cómo se desarrolla la oxidación del aceite.Tensión Interfacial : Es la fuerza necesaria para separar un anillo de Platino-Iridio de una interface Agua-Aceite. Su importancia radica en que por ser una prueba de pureza da información acerca de los primeros compuestos de oxidación del aceite como alcoholes, aldehídos y cetonas.Número de Neutralización: Son los miligramos de KOH necesarios para neutralizar la acidez de un gramo de aceite. Es por excelencia la prueba de envejecimiento del aceite aislante.Indice de Calidad (Tensión Interfacial / Número de Neutralización):  Es el número indicativo de la Calidad Química del aceite, asociado al grado de impregnación de productos ácidos y/o lodos en el Papel Aislante.

Resistencia eléctrica del Aislamiento

La medida de aislamiento consiste en verificar el total aislamiento de los circuitos eléctricos del transformador entre sí, y entre éstos y las partes metálicas del transformador.

Un aislamiento defectuoso no detectado por el comprobador de continuidad puede  rovocar cortocircuito en el transformador y generar mayores problemas en el funcionamiento,

Además de poner en peligro a las personas que estén cerca de éstos. Para ello se utiliza un aparato de medida llamado «medidor de aislamiento» o megóhmetro. El ensayo consiste en medir entre masas y los bobinados una tensión entre 500 y 1 000 voltios en corriente continua suministrada por el medidor de aislamiento (megger). Para que la resistencia de aislamiento cumpla los límites establecidos  por el Comité Electrotécnico Internacional, el valor mínimo será:

Rais = U ·1 000

Donde:

Rais = resistencia de aislamiento en M Ω con un mínimo de 250 000 M Ω U = tensión más elevada de la máquina en voltios

Pérdidas en vacío

Se puede considerar un transformador ideal aquel en el que no existe ningún tipo de pérdida, ni magnética ni

eléctrica. La ausencia de pérdidas supone la inexistencia de resistencia e inductancia en los bobinados.

En el transformador ideal no hay dispersión de flujo magnético, por lo  que el flujo se cierra íntegramente sin ningún tipo de dificultad. Las tensiones cambian de valor sin producirse ninguna caída de tensión, puesto que no se producen resistencias en los bobinados primario y secundario.

Ninguna máquina trabaja sin producir pérdidas de potencia, ya sea estática o dinámica; ahora bien, las pérdidas en las máquinas estáticas son muy pequeñas, como le sucede a los transformadores. En un transformador se producen las siguientes pérdidas:

• Pérdidas por corriente de Foucault

• Pérdidas por histéresis 

• Pérdidas en el cobre del bobinado 

Las pérdidas por corriente de Foucault  y por histéresis

(PH) son las llamadas pérdidas en el hierro  Cuando un transformador está en vacío, la potencia que medimos en un transformador con el circuito abierto se compone de la potencia perdida en el circuito magnético y la perdida en el cobre de los bobinados.

Pérdidas en cortocircuito 

En los transformadores, al igual que en cualquier dispositivo eléctrico, se producen pérdidas de potencia; una parte de éstas se producen ya en vacío y se mantienen constantes e invariables en carga

Con el ensayo en cortocircuito, conseguimos las intensidades nominales en los dos bobinados, aplicando una pequeña tensión al primario y cortocircuitando el secundario con un amperímetro

(el amperímetro tiene una resistencia prácticamente nula)

Refrigeración

La refrigeración en los ransformadores se produce de diferentes maneras debido al tipo de construcción, a la potencia, al medio ambiente donde se encuentre, etc.

Los transformadores de pequeña potencia se suelen refrigerar mediante la expulsión del aire caliente directamente a la atmósfera. El calentamiento en el transformador se produce por las pérdidas de energía eléctrica. En los transformadores secos, el escaso efecto refrigerante del aire no es suficiente para su refrigeración natural, por lo que son construidos con gran superficie de evacuación de aire.

Está normalizado que los transformadores trabajen de forma permanente en régimen nominal y a una altitud de 1 000 metros; el calentamiento medio no debe superar los 65 ºC a temperatura ambiente, admitiendo 40 ºC como temperatura máxima del ambiente.

Medida de temperatura

Se utilizan varios métodos para medir la temperatura en el transformador

 Método por termómetro.

 Método por variación de resistencias de los bobinados.

Método por detectores internos de temperatura.