Los transformadores pedestal desempeñan un papel fundamental para facilitar la distribución y gestión eficiente de la energía en diversas aplicaciones. Entre sus componentes clave, el interruptor regulador de tensión del transformador, comúnmente conocido como cambiador de tomas, destaca como un accesorio crucial. En este artículo, profundizamos en la importancia de los cambiadores de tomas en transformadores pedestal, sus tipos, funciones y la importancia de la regulación de tensión para garantizar un rendimiento y una fiabilidad óptimos.
Daelim Belefic realiza cientos de proyectos de transformadores pedestal anualmente y exporta miles de ellos a América cada año. Contamos con una amplia experiencia en normas, diseño, requisitos y accesorios para transformadores pedestal . Por lo tanto, estamos bien equipados para satisfacer las necesidades de cambiadores de tomas de cualquier proyecto de transformador pedestal que tenga. Además, nuestros transformadores pedestal cuentan con una amplia gama de certificación UL.
En Daelim Belefic, mantenemos un inventario diverso de transformadores tipo pedestal con tomas de diferentes tamaños y configuraciones. Si necesita un transformador con tomas de regulación de tensión específicas o desea más información sobre este tema, no dude en contactarnos.
¿Qué es el cambiador de tomas del transformador?
El cambiador de tomas del transformador es un dispositivo vital para regular la tensión dentro de una unidad transformadora. Este dispositivo ajusta eficazmente la tensión de salida manipulando la relación de espiras de los devanados primario y secundario. Para lograr esta regulación, es necesario incorporar múltiples tomas en el devanado de alta tensión del transformador, lo que permite una conmutación fluida entre ellas. El interruptor regulador de tensión (también llamado cambiador de tomas) altera la relación de tensión del transformador ajustando el número de espiras efectivas, logrando así el efecto de regulación de tensión deseado.
¿Qué tipo de cambiador de tomas se utiliza para el transformador tipo pedestal?
Los transformadores tipo pedestal suelen utilizar cambiadores de tomas externos de tipo jaula sin excitación, que pueden ofrecer cinco, siete o, en ocasiones, tres posiciones de conmutación. Están disponibles para transformadores de pedestal monofásicos y trifásicos y suelen instalarse en la pared lateral del tanque de combustible. El interruptor de jaula es fácil de instalar, operar y seguro. No requiere herramientas especiales, ya que se instala a través de una cerradura en la pared del tanque y está sellado con una junta interna.
Los interruptores externos eliminan muchos de los riesgos asociados con los interruptores internos manuales, ya que los operarios de línea no necesitan entrar en contacto con conductores de alta tensión ni con el líquido del transformador. Solo se necesita una varilla caliente para ajustar el engranaje del transformador. El cambiador de tomas del transformador puede ajustar la tensión sin necesidad de desmontarlo, evitando así la contaminación dentro de la cuba.
Cambiador de tomas de 3 posiciones
El transformador tipo pedestal a veces utiliza un cambiador de tomas de tres posiciones, con una toma con incrementos del 5 % por encima y otra por debajo de la tensión nominal. El cambiador de tomas de tres posiciones puede tener un rango de regulación de tensión de ±5 %, lo cual es poco común en transformadores tipo pedestal.
Cambiador de tomas de 5 posiciones
- El cambiador de tomas de 5 posiciones es el más común entre los transformadores tipo pedestal. En esta configuración, el devanado de alta tensión del transformador tendrá 5 cables de toma conectados al cambiador, lo que proporciona un rango de regulación de tensión de ±2*2.5 % de la tensión nominal.
- Normalmente, hay dos engranajes por encima de la tensión nominal y dos por debajo. Esta es la configuración estándar para transformadores tipo pedestal. Sin embargo, en algunos transformadores, los cuatro engranajes restantes pueden tener una tensión inferior a la nominal, siendo la tensión de cada engranaje un 2.5 % inferior a la del engranaje anterior.
- La configuración del cambiador de tomas mencionada anteriormente no es fija. El nivel de tensión nominal se puede ajustar en la segunda posición, lo que permite ajustarlo un nivel hacia arriba y tres hacia abajo. Muchos de los proyectos de Bitcoin que realizamos utilizan transformadores tipo pedestal. Para adaptarse a múltiples conexiones de tensión pública, los ajustes entre los engranajes del cambiador de tomas no son uniformes. Por ejemplo, 14.4 kV, 13.8 kV (tensión nominal), 13.2 kV, 12.47 kV, 12 kV. La configuración específica se puede determinar según los requisitos de la aplicación.
Cambiador de tomas de 7 posiciones
Cuando Daelim Belefic participó en proyectos de transformadores pedestal en América, algunos clientes también solicitaron un cambiador de tomas de 7 posiciones. Estos cambiadores permiten ajustar el devanado de alta tensión con 7 tomas, lo que permite tres velocidades por encima y tres por debajo de la tensión nominal. El incremento y decremento de tensión de cada velocidad puede variar, y la configuración de este interruptor no es fija. La velocidad nominal se puede posicionar según las necesidades específicas.
Además de diseñar transformadores tipo pedestal con conmutadores de tomas de 3, 5 y 7 posiciones, Daelim Belefic también diseña transformadores tipo pedestal de doble tensión, tanto de alta como de baja tensión, con interruptor de doble tensión. Contacte con Daelim Belefic ahora mismo para recibir un presupuesto inmediato para un transformador tipo pedestal.
¿Qué pasa si el transformador tipo pedestal tiene una tensión más alta o más baja?
La tensión de funcionamiento ideal para el transformador tipo pedestal es su tensión nominal. Sin embargo, debido a las fluctuaciones de tensión del sistema causadas por los cambios de carga durante el funcionamiento, la tensión real aplicada al transformador suele diferir de la tensión nominal. Una tensión superior o inferior a la tensión nominal puede tener efectos adversos.
Efectos adversos del aumento de tensión del transformador tipo pedestal
El daño causado por una tensión de alimentación del transformador superior a la tensión nominal se manifiesta principalmente en dos aspectos.
- En primer lugar, cuando el transformador opera a su tensión nominal, la densidad de flujo magnético en el núcleo se acerca a la saturación. Si la tensión de alimentación supera la tensión nominal, la corriente de excitación aumenta bruscamente, lo que provoca una disminución del factor de potencia y un rápido aumento de la temperatura del transformador, lo que puede provocar la rotura del devanado. Cuando la tensión supera el 105 % de la tensión nominal, se generan más armónicos de alto orden en el devanado del transformador, lo que aumenta el riesgo de daños en el aislamiento.
- En segundo lugar, si la tensión del primario supera la tensión nominal, la tensión del secundario del transformador también aumentará en consecuencia, lo que podría causar sobrecarga, rotura del aislamiento o incluso la rotura del equipo eléctrico. Por lo tanto, la tensión del primario no debe superar el 105 % de la tensión nominal.
- En cuanto a los riesgos para los equipos eléctricos, unatensión excesivamente alta en el transformador provocará un aumento en la tensión de salida. Esto puede sobrecargar los equipos eléctricos, acortar su vida útil o incluso provocar incendios. Además, la alta tensión puede aumentar la corriente y la temperatura del equipo, lo que provoca pérdida de aislamiento en condiciones de alta temperatura.
Efectos adversos de una tensión más baja en el transformador tipo pedestal
- Capacidad de transmisión reducida del transformador, limitando el pleno aprovechamiento de los equipos eléctricos.
- Aumento de la corriente debido a la baja tensión de alimentación y de salida, lo que genera mayores pérdidas en la línea y el transformador, lo que resulta en una mayor pérdida de red. Por ejemplo, si la tensión de línea disminuye un 15 %, la pérdida de línea aumentará un 32 %.
- Disminución de la potencia de salida de los motores cuando la tensión cae por debajo del 80 % de la tensión nominal. Esta reducción puede alcanzar aproximadamente el 36 %, mientras que la corriente aumenta entre un 20 % y un 30 % y la temperatura sube entre un 12 % y un 15 %.
- La luminosidad de las lámparas incandescentes disminuye aproximadamente un 30 % y la de las lámparas fluorescentes, aproximadamente un 10 %, cuando latensión cae por debajo del 90 % de la tensión Si la tensión cae por debajo del 80 % de la tensión nominal, las luces fluorescentes pueden dejar de encenderse y los televisores pueden presentar distorsión, lo que afecta la vida diaria de las personas.
¿Cómo funciona un cambiador de tomas de transformador?
Un cambiador de tomas suele estar compuesto por varias tomas, cada una conectada a un devanado diferente del transformador. Al seleccionar diferentes tomas, se puede modificar el número efectivo de vueltas del devanado, modificando así la tensión de salida del transformador.
El mecanismo de operación del cambiador de tomas incluye un circuito de control correspondiente para facilitar el control de la conmutación. Estos circuitos de control pueden implementarse de forma manual o automática. En el caso de los cambiadores de tomas con transformador tipo pedestal, se suele emplear la operación manual.
Durante el proceso de conmutación, el cambiador de tomas conecta o desconecta diferentes tomas mediante un contactor. Cuando el cambiador de tomas se conecta a una toma específica, el devanado correspondiente realiza la conversión de potencia, ajustando así la tensión de salida.
El modo de conexión del cambiador de tomas generalmente implica alternar entre conexiones en estrella y en triángulo, o viceversa. Esta alternancia altera la configuración de los devanados del transformador, modificando así la cantidad y la magnitud de la tensión de salida.
Durante el funcionamiento, es fundamental tener en cuenta la corriente nominal y la tensión nominal del cambiador de tomas para garantizar que el transformador funcione normalmente y evite sobrecargas.
Al emplear los principios descritos anteriormente, el cambiador de tomas puede modificar eficazmente la tensión de salida del transformador para adaptarse a los requisitos de carga variables, mejorando así la flexibilidad y adaptabilidad del transformador.
Tipos de cambiadores de tomas de transformadores
Hay dos tipos principales de cambiadores de tomas de transformadores: el cambiador de tomas sin excitación, también conocido como cambiador de tomas sin carga, y el cambiador de tomas con carga.
Cambiador de tomas sin excitación (cambiador de tomas en vacío):
El cambiador de tomas sin excitación regula la tensión cambiando la toma en el lado de alta tensión del transformador. Ajusta la relación de espiras del devanado cuando tanto el primario como el secundario del transformador están desconectados de la alimentación. Este tipo de cambiador de tomas suele funcionar cuando el transformador no está bajo carga.
Cambiador de tomas con carga:
El cambiador de tomas con carga ajusta la toma del devanado del transformador para regular la tensión mientras este se encuentra bajo carga. A diferencia del cambiador de tomas sin excitación, modifica el número de espiras de alta tensión sin interrumpir la corriente de carga. Este cambiador de tomas permite regular la tensión sin interrumpir el suministro eléctrico a los equipos conectados.
¿Por qué un transformador necesita un cambiador de tomas?
A medida que la tensión de entrada de la red fluctúa y la carga conectada a su lado secundario cambia, el transformador requiere un cambiador de tomas para mantener un nivel de tensión de salida estable.
- Fluctuaciones de la tensión de red: Las variaciones de la tensión suministrada por la red afectan la tensión secundaria del transformador. Si la tensión de red aumenta o disminuye, el transformador debe ajustar su tensión de salida en consecuencia para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos eléctricos conectados a su lado secundario.
- Cambios de carga: Las alteraciones en la carga eléctrica conectada al secundario del transformador también pueden influir en su tensión de salida. Por ejemplo, cambios en el tamaño de la carga o el factor de potencia pueden provocar fluctuaciones en la tensión del secundario. Para mantener niveles de tensión constantes, el transformador debe ajustar su tensión de salida a medida que cambia la carga.
Mediante un interruptor regulador de tensión, el transformador puede adaptar su tensión de salida según sea necesario para compensar las fluctuaciones de la tensión de la red y los cambios de carga, garantizando así el funcionamiento estable y fiable de sus equipos eléctricos del lado secundario. Esta capacidad es crucial para mantener la estabilidad y la seguridad de la red eléctrica y garantizar el funcionamiento ininterrumpido del sistema eléctrico.
