Transformador DE Potencia PDF

Preview

Summary

Partes de un transformador de potencia y su funcionamientoINTEGRANTES:Blas Vega, Maycol AlbertoEspinoza Candelario, LeandroHuansha Huacanca, Lalo DaysonCICLO:IIIDOCENTE:Ing. Huaman Tena Noe.HUACHO-CURSO:Electricidad IndustrialESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIALFACULTAD DE INGENIRIA INDUSTRI...

Description

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIRIA INDUSTRIAL, SISTEMAS E INFORMATICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

Partes de un transformador de potencia y su funcionamiento CURSO:

Electricidad Industrial INTEGRANTES:

Blas Vega, Maycol Alberto Espinoza Candelario, Leandro Huansha Huacanca, Lalo Dayson

CICLO:

III DOCENTE:

Ing. Huaman Tena Noe.

HUACHO-2020

INTRODUCCIÓN Cualquier actividad que hacemos todos los días requiere energía. En otras ocasiones, solo puede confiar en el trabajo físico de personas o animales, el calor de la leña quemada o el poder del aire y el agua al mover la fábrica. Actualmente, en nuestra sociedad, necesita la energía eléctrica para generar un bienestar social y desarrollo económico. Por lo cual el propósito que tienen los sistemas eléctricos es generar energía eléctrica en los centros de generación de energía (centrales térmicas e hidroeléctricas) y transmitirla a los centros de consumo (ciudades, pueblos, centros industriales, centros turísticos, etc.). Para ello, debe tener suficiente capacidad de generación de energía y entregarla a los usuarios finales de manera efectiva y segura. Para esa entrega eficiente y sin pérdida de energía eléctrica a tensiones altas y largas distancias, destaca un aparato eléctrico llamado transformador hay varios tipos pero el objeto de estudio será el de distribución eléctrica. Nos remontaremos a la historia que está marcada por una serie de grandes inventos que han sobresalido en la sociedad, actuando como una base de piedra sobre piedra en el surgimiento del mundo moderno. La mayoría de las personas estarían de acuerdo en que el fuego, la rueda, los modernos sistemas de transporte y comunicaciones, o la Internet, tienen un lugar en esta lista. Cuando Faraday probó el campo magnético, nunca pensó que daría el primer paso para inventar un motor que es tan importante para nuestras vidas porque lo encontramos en la mayoría de los componentes eléctricos y electrónicos que usamos en nuestra vida diaria. Un transformador es un dispositivo basado en el fenómeno de la inducción electromagnética, su forma más simple está compuesta por dos bobinas enrolladas en un núcleo cerrado de hierro dulce. La bobina o devanado se denomina bobina primaria y bobina secundaria, respectivamente, porque corresponden a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. Hay algunos transformadores con más devanados. En este caso, puede haber un devanado "secundario" cuyo voltaje sea menor que el devanado secundario. Actualmente es un dispositivo que permite modificar la potencia actual. Alterne con un cierto valor de voltaje y corriente con otra potencia de casi el mismo valor. Pero generalmente tienen diferentes valores de voltaje y corriente es una máquina estática de bajas pérdidas, muy utilizada en el sistema transmisión y distribución de energía eléctrica. Cuando es necesario suministrar electricidad desde el centro de generación de energía Por lo cual el transformador es un gran avance tecnológico para nuestra sociedad ya que con ella se ha podido lograr distribuir a grandes distancias la energía eléctrica abasteciendo así a ciudades.

Desarrollo 1. Transformador de potencia Se denomina transformador de potencia a una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de manteniendo constante la frecuencia. La que ingresa al equipo no varía en el caso de un transformador ideal (sin perdidas) pero las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc. Su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del en cuestión, respectivamente. También existen con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

1.2¿Cuáles son las partes de un transformador de potencia? Armazón También llamado núcleo magnético, ya que el armazón es fabricado con un material magnético que crea un circuito cerrado. En sus patas o columnas se encuentran los devanados. Bornes de alta y baja presión Es donde se ejecutan las conexiones entre las líneas tanto de entrada como de salida con el transformador. Son elaborados con un material conductor y posteriormente recubiertos con un material aislante.Estos se encargan de llevar la electricidad de entrada y salida del transformador donde para ello deja la parte externa de este completamente aislada.Su tamaño y la cantidad que utiliza de aislante como recubrimiento es lo que distinguirá un borne de baja tensión a uno de alta tensión.

Medio refrigerante Es el sistema que mantiene la temperatura a un nivel aceptable mientras el transformador está funcionando, ya que este suele producir pérdidas en forma de calor que sin este medio refrigerante puede causar sobre temperaturas que ocasionen daños en el mismo. Núcleo de material magnético Se trata del circuito magnético en el cual van enrollado los devanados, y en el cual se genera el flujo magnético alterno. Boquillas terminales Es la parte del transformador que se utiliza para atravesar un conductor de alta tensión usando una superficie aterrizada. Estas tiene la capacidad de llevar las corrientes de los equipos dentro de un régimen de sobrecarga y nominar. Devanados También se les nombra como enrollamiento. Un devanado conectado a la fuente de energía alterna, y el segundo y en algunos casos el tercero, lleva la energía eléctrica a las cargas. El devanado que va conectado a la fuente de potencia toma el nombre de devanado primario o de entrada, mientras que el que se conecta a la carga se denomina devanado secundario o de salida. En caso de que el transformador posea un tercer devanado tomará el nombre de devanado terciario. Tipos de devanados 



Devanado primario: también se le llama bobina primaria. Es la que se conecta a la fuente de energía y la que lleva la corriente alterna a través de la línea de suministro. Devanado secundario: se le llama también como bobina secundaria. Este se encarga de llevar energía a la carga y es desde donde se produce la fuerza electromotriz debido al cambio de magnetismo que hay en el núcleo al cual rodea.

Bobinas Son unos alambres elaborados de cobre que van enrollados a las piernas del núcleo. Tanque o cubierta Estos pueden ser elaborados con formas lisas, con aletas, con radiadores y con ondulaciones, donde su elección dependerá directamente del medio de refrigeración y del tipo de aceite que se use.Se presenta como una caja con forma rectangular que se encuentra seccionada en dos compartimiento, uno que posee la serie de núcleo-bobinas, y el otro que posee las conexiones y terminales de los cables. Cambiador de taps Se trata de un dispositivo mecánico que con el giro manual cambia la razón de transformación en el transformador.

Tablero de control Es la parte del transformador que posee las conexiones eléctricas para el control, señales de control de válvulas que indican cualquier sobrepresión que posea el dispositivo, y relés de protección eléctrica. Relé de sobrepresión Se refiere a un dispositivo mecánico que se encarga de nivelar el aumento de presión que genera el transformador para evitar cualquier posible explosión de este.

2.

Polaridad de un transformador eléctrico

Muchas personas no tienen conocimiento de la existencia de la polaridad de un transformador eléctrico. Las bobinas secundarias de los transformadores monofásicos se arrollan ya sea en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto según el criterio del fabricante. Debido a esta situación, podría ser que la intensidad de corriente eléctrica en la bobina primaria y la intensidad de corriente en la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto. Polaridad Aditiva La polaridad aditiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen. Los terminales “H1” y “X2” están en línea. Ver el siguiente diagrama.

Polaridad Sustractiva La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario está arrollado en sentido opuesto al bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten. Los terminales “H1” y “X1” están en línea. Ver el siguiente diagrama.

3. FUNCIONAMIENTO El funcionamiento de un transformador se basa en el principio de inducción electromagnética. El transformador se compone de dos, con distintas cantidades de vueltas. Ambas bobinas están unidas por un material ferromagnético para disminuir las pérdidas del transformador. Se aplica un voltaje de al devanado primario, lo que genera en este un campo magnético, que se traslada a través del material ferromagnético al devanado secundario. Al ser un campo magnético variable (debido a la corriente alterna) genera en el devanado secundario una fem (fuerza electromotriz). Este voltaje va a depender de 3 factores: 

La cantidad de vueltas que tiene el devanado primario (N1)



La cantidad de vueltas que tiene el devanado secundario (N2)



El voltaje aplicado en el devanado primario

Se denomina transformador a un elemento eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Como dijimos el principio de funcionamiento de un transformador se basa en el fenómeno de la inductancia magnética entre dos circuitos.

Recordemos que un transformador eléctrico tiene un devanado primario y uno secundario. Al conectar el bobinado primario a una fuente de tensión alterna, se produce una inducción de flujo magnético en el núcleo de hierro.

En un transformador ideal el 100% del flujo es recogido por el bobinado secundario, sin embargo, en la realidad una pequeña parte de este flujo se pierde. Si el segundo circuito está cerrado, por el principio de inducción magnética se generará una tensión inducida en él. Si suponemos que se trata de un transformador ideal, esta tensión inducida dependerá únicamente de la relación existente entre el número de espiras o vueltas del bobinado primario (n1) y del secundario (n2), además de la tensión de entrada en el bobinado primario.

IMPORTANCIA La importancia de los transformadores se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias. Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética Los transformadores son dispositivos eléctricos que sirven para regular la intensidad o el voltaje en un circuito de corriente alterna, de forma que la frecuencia y la potencia se mantengan estables. Convierten la electricidad que reciben de una fuente externa a través del devanado primario o de entrada en magnetismo, que es transformado en electricidad nuevamente en el devanado secundario o de salida. Existen muchos tipos de transformadores y se pueden clasificar en dos tipos principales: los de potencia y los de medida. Los de potencia tienen la capacidad de modificar la tensión de un circuito de corriente eléctrica, conservando la potencia inicial. Los de medida convierten los valores de gran tensión o intensidad con el fin de medirlas sin representar ningún peligro. es por eso que el uso de un transformador es prácticamente universal, de igual forma a continuación detallaremos alguno de los usos mas comunes de estos: 

Para distribución de energía. Es mucho más eficiente transportar la energía con alto potencial y baja intensidad. Es por esto que se utilizan los transformadores para elevar el potencial a alta tensión. Sin embargo, en nuestros hogares tenemos corriente de baja tensión. Por lo que también se necesitan transformadores para pasar de alta a media y baja tensión.



Para protección de maquinaria eléctrica. En las industrias, los transformadores son muy utilizados para proteger y aislar los equipos eléctricos, controlando los pulsos de energía.



Para general altos voltajes. Los transformadores son muy utilizados en el ámbito ferroviario para hacer mover las maquinarias que necesitan de un alto voltaje para funcionar.



El uso de los transformadores en el campo doméstico como en el industrial, cobran gran importancia ya que con ellos podemos cambiar la amplitud del voltaje, aumentándola para ser más económica la transmisión y luego disminuyéndola para una operación más segura en los equipos. No cabe destacar que los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. Sin la existencia de los transformadores, sería imposible la distribución de la energía eléctrica tal y como la conocemos hoy en día



La explicación es muy simple, por una cuestión de seguridad no se puede suministrar a nuestros hogares la cantidad de KW que salen de una central eléctrica, es imprescindible el concurso de unos transformadores para realizar el suministro doméstico; es decir, el transformador es un dispositivo eléctrico que utilizando las propiedades físicas de la inducción electromagnética es capaz de elevar y disminuir la tensión eléctrica, transformar la frecuencia (Hz), equilibrar o desequilibrar circuitos eléctricos según la necesidad y el caso específico. Transportar la energía eléctrica desde las centrales generadoras de la electricidad hasta las residencias domésticas, los comercios y las industrias.

CONCLUSIÓN

Por lo expuesto, nuestra sociedad siempre ha buscado el desarrollo en lo tecnológico y lo económico, por lo cual siempre busco avances en el campo de la electricidad, logrando así desde Faraday un notable avance desarrollando y mejorando la trasmisión de corriente eléctrica. Hoy, el uso de la electricidad se ha vuelto muy importante en nuestra vida diaria. Para iluminación o para nuestros diversos electrodomésticos. Por tanto, la accesibilidad y disponibilidad de esta energía es fundamental. Las líneas de trasmisión eléctricas de alto voltaje son importantes porque trasportan energía a largas distancias, son más eficientes que las líneas de distribución de baja tensión. Desarrollando así los transformadores que se han vuelto imprescindible en la trasmisión de energía eléctrica para nuestro hogar de manera eficiente Con los transformadores se han podido resolver una gran cantidad de problemas eléctricos, en los cuales si no fuera por estos, sería imposible resolver. Los transformadores la distribución de energía eléctrica se ha podido usar y distribuir a las diferentes partes del mundo, desde las plantas generadoras de electricidad, independientemente de la generadora. En este trabajo hemos adquirido nuevos conocimientos para nuestro aprendizaje para lograr lo cuales:  Se distinguieron las partes principales de un transformador, como el núcleo magnético y los devanados.  Se conoció una diferencia fundamental en la construcción de transformadores, la cual depende de la forma del núcleo, el sistema de enfriamiento, o bien en términos de su potencia y voltaje para aplicaciones, como por ejemplo clasificar en transformadores de potencia a tipo distribución.  Se conoció que la razón de transformación del voltaje entre el bobinado primario y el segundario depende del número de vueltas que tenga cada uno. Para concluir los transformadores para la distribución eléctrica es el principal aparato eléctrico en un sistema eléctrico desde la generación y la suministración de electricidad a nuestros hogares.

Referencias electrónicas

1."https://www.partesdel.com/partes_y_funcion_de_un_transformador.html" \h 2. https://2.bp.blogspot.com/3. https://www.partesdel.com/partes_y_funcion_de_un_transformador.html 4. https://www.ingmecafenix.com/electronica/transformador-electrico/ 5. https://unicrom.com/polaridad-de-un-transformador-electrico/...