La industria eléctrica cuenta con una alta variedad de transformadores con base a los requerimientos eléctricos de los sistemas, cada uno de los transformadores de los que se habla en este artículo cuenta con un funcionamiento específico, ya que pueden variar según su número de fases, método de enfriamiento, su función, y su instalación.
El propósito de este artículo es identificar cada uno de los transformadores y describir sus características principales con el fin de identificar el que más se ajuste a tus necesidades.
Importancia de conocer los diferentes tipos de transformadores
Los transformadores en un sistema eléctrico son de gran importancia, ya que son los encargados de entregar el voltaje final al usuario, por lo que se debe garantizar la eficiencia y rendimiento de estos, para que un transformador de desempeñe de una manera adecuada se deben conocer inicialmente las necesidades de la infraestructura eléctrica, de su ambiente en general y sus requerimientos técnicos.
El claro ejemplo de esto es en ambientes exteriores e interiores, por lo general en los ambientes exteriores se utilizan transformadores tipo pedestal y sumergidos en aceite ya que estos están diseñados para ambientes más extremos mientras que los transformadores en aceite por su fabricación es preferible ubicarlos en instalaciones interiores. En esto radica la importancia de conocer y seleccionar adecuadamente los transformadores.
Transformadores según el número de fases
Transformadores monofásicos
Los Transformador Monofasico al igual que todos los transformadores cumplen la función de regular la tensión, este transformador está conformado por dos devanados con una sola ruta de corriente entre ellos, es decir una sola fase, utiliza dos conductores, uno para la fase y otro para el neutro.
Este tipo de transformadores es un poco más pequeño por lo que tiene una capacidad nominal más baja y es usado comúnmente en instalaciones residenciales, al ser un transformador de una sola fase su relación de transformación igualmente es proporcionada solo a una de ellas.
A raíz de la clasificación del número de fases de los transformadores es donde se originan las demás clasificaciones.
Transformadores trifásicos
Los transformadores trifásicos a diferencia de los monofásicos tienen tres conductores, estos tres conductores operan como fases del sistema eléctrico, es decir es un transformador eléctrico que opera con tres fases.
Al operar con tres fases cuenta brinda un suministro de energía más estable, ya que minimiza el riesgo de fluctuaciones de potencia, adicionalmente, proporciona una mayor capacidad nominal, por lo que es usado en instalaciones industriales y comerciales a gran escala.
Transformadores según su método de enfriamiento
Transformadores secos
Los transformadores tipo secos son aquellos que no cuentan con aislamiento y refrigerante líquido, es decir el aceite, en estos transformadores se utiliza de otros materiales como el poliéster y resina para aislar los devanados y el núcleo, y su mecanismo de refrigeración se realiza por medio de ventilación natural o forzada, esto con el fin de mantener la humedad fuera del transformador.
Como te mencione anteriormente estos transformadores en su fabricación la mayoría cuentan con una rejilla para la ventilación natural, por este motivo son instalados en espacios internos y libres de polvo y de suciedad, con el fin de evitar que entren partículas al transformador por las rejillas y se generen problemas en el aislamiento de los devanados, afectando su eficiencia y rendimiento.
Transformadores en aceite
Los transformadores en aceite como su nombre lo dice se encuentran fabricados con un tanque donde se encuentran los devanados y el núcleo, este tanque contiene aceite, el cual es el medio de refrigeración y aislamiento del transformador, la función que cumple el aceite es rodear los componentes del transformador y de esta manera disipar el calor, evitando que se sobrecaliente y tengas pérdidas de energía, lo que ocasiona que el transformador no opere de una manera tan eficiente.
Estos transformadores generalmente están diseñados para operar en condiciones más adversas y al aire libre, por esto mismo son transformadores más robustos, es decir que cuentan con niveles de capacidad nominal más altas. de igual manera son más eficientes debido a que aprovechan la circulación del aceite para disipar el calor, generando un funcionamiento más estable.
Transformadores según su función
Transformadores de distribución
Como su nombre lo dice estos transformadores son los que se instalan en las redes de distribución, reduciendo los niveles de tensión de las líneas al nivel que es requerido por el cliente, son de vital importancia debido a que normalmente las línea de distribución cuentan con unos voltajes muy altos, por lo que requieren ser reducidos.
Estos transformadores tienen pérdidas mínimas durante la transferencia de energía, ya que tienen una eficiencia superior al 97%, lo que ayuda a mantener los costos bajos, adicionalmente en algunas condiciones admite una sobrecarga a corto plazo por encima de la capacidad nominal lo cual ayuda con los picos de demanda.
Transformadores de potencia
Estos transformadores se encargan de transferir energía de un circuito a otro, es decir que son diseñados para la interconexión de redes eléctricas con niveles de tensión altas.
Al ser diseñados para altas tensiones deben tener un nivel de aislamiento mucho mejor para evitar los sobrecalentamientos, y por lo mismo estos transformadores generalmente operan al 100% de su carga. Tu debes usar estos transformadores cuando necesites transportar electricidad a largas distancias con un voltaje muy alto.
Transformadores elevadores
Como su nombre lo dice estos transformadores se encargan de elevar los voltajes a niveles más altos, esto lo hacen mediante el principio de inductor mutuo. Se encuentran conformados por dos bobinas, una principal y otra secundaria, cuando la bobina principal recibe la energía se genera un campo magnético a través de la bobina secundaria induciendo así un voltaje mayor.
Este aumento del nivel de tensión se hace con el fin de facilitar la transmisión desde la estación de la red eléctrica hasta la instalación del consumidor final, con el fin de disminuir las pérdidas. En este tipo de transformadores las pérdidas son menores, ya que la corriente se disminuye en el devanado secundario.
Transformadores reductores
De igual manera como su nombre lo dice los transformadores reductores son lo que se encargan de reducir la tensión de la red, estos, comúnmente se utilizan en redes de distribución donde el voltaje de las líneas es mayor al voltaje que se le debe entregar al consumidor final.
Este transformador funciona mediante el principio de inducción electromagnética, cuando la corriente electromagnética pasa por el devanado del transformador se crea un flujo magnético en el segundo devanado para inducir la tensión menor en su interior.
En los transformadores reductores tienen mayores pérdidas en corriente, ya que la corriente aumenta en el devanado secundario lo que refleja un mayor calor en el transformador.
Autotransformadores
Un autotransformador está conformado únicamente por un devanado, es decir, el devanado primario y el devanado secundario se comparten con el fin de trasladar la energía de un lugar a otro.
La función de este transformador es elevar o reducir el voltaje dentro de un mismo sistema eléctrico, lo que lo hace más eficiente, a su vez, como solo tiene un devanado su tamaño es más reducido.
Transformadores según su instalación
Transformadores tipo poste
Los transformadores tipo poste como su nombre lo dice están ubicados en los postes eléctricos, estos transformadores son usados en las redes aéreas, generalmente en medio y baja tensión. al estar ubicados directamente en los postes se optimizan los espacios lo que ayuda a disminuir costos.
Adicionalmente estos tipos de transformadores son utilizados en redes de distribución con usuarios alejados, ya que se pueden atender diferentes puntos dispersos en la zona de servicio. adicionalmente su conexión de hará directamente con la red de distribución.
Transformador tipo pedestal
A diferencia de los transformadores tipo poste, los transformadores tipo pedestal se encuentran ubicados a nivel del suelo, sobre una plataforma de concreto.
Generalmente son utilizados en la redes de distribución subterránea para lograr una mejor y eficiente conexión, estas instalaciones generan una mejor estética ya que todos los cables se encuentran enterrados.
Usos comunes de cada tipo de transformador
Aplicaciones residenciales, comerciales, industriales
Para describir el tipo de aplicaciones de los transformadores los vamos a dividir de igual manera en los tipos de transformadores.
En el caso de los transformadores según su número de fases, los transformadores monofásicos están diseñados para niveles de potencia más bajos, por lo que generalmente los vas a encontrar a nivel residencial, mientras que los transformadores trifásicos por sus niveles de potencia más alto los puedes encontrar en instalaciones industriales y comerciales. Estos transformadores tanto los monofásicos como trifásicos pueden ser tipo poste, pedestal, elevadores, reductores sumergidos en aceite y tipo seco.
Por otro lado, según su método de enfriamiento, los transformadores tipo seco son comúnmente usados a nivel residencial y comercial con bajo consumo, esto debido a su fabricación y a sus requerimientos de instalaciones en lugares interiores; mientras que los transformadores sumergidos en aceite al ser más robustos pueden ser instalados en los exteriores y cuentan con capacidad nominales más altos, por lo que se pueden usar ya en instalaciones industriales.
Los transformadores de distribución como te lo mencione anteriormente son usados en niveles de tensión más bajos, los que se requieren a nivel industrial y comercial, y los transformadores de potencial debido a sus altos niveles de tensión son usados comúnmente en la transmisión eléctrica. En cuanto a los demás transformadores como reductores y elevadores pueden usarse tanto en alta tensión como en baja, dependiendo de tus necesidades.
Resumen
En este artículo se habló sobre los diferentes tipos de transformadores que existen en la industria eléctrica, en cada uno se enunció de manera general su funcionamiento y su uso, por lo que se pretende que el lector pueda seleccionar el transformador que más se ajuste a sus necesidades con base a su tipo de infraestructura eléctrica, diferenciando todos los tipos de transformadores.
Daelim Belefic, conocida como una de las empresas líderes de fabricación de transformadores, contamos con una amplia gama de transformadores tanto de potencia como de distribución, en sus diferentes tipos de montajes y clasificaciones según sea tu necesidad.
