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Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-09-22 Origen:Sitio
Los transformadores desempeñan un papel crucial en el sistema de distribución eléctrica, especialmente en subestaciones. Este artículo profundiza en el funcionamiento de los transformadores de subestaciones, sus tipos, consideraciones de peso y las diferencias entre transformadores y subestaciones.
Un transformador de subestación es un tipo específico de transformador que está diseñado para convertir niveles de voltaje dentro de una subestación. Facilita la transmisión de energía eléctrica desde líneas de transmisión de alto voltaje a niveles de voltaje más bajos adecuados para su distribución a los consumidores.
Los transformadores de subestaciones de servicios públicos son utilizados principalmente por empresas de distribución de energía. Reciben electricidad de alto voltaje y la reducen a voltajes más bajos, que luego pueden distribuirse a hogares y empresas. Estos transformadores pueden generar corriente CA monofásica y trifásica y son esenciales en las redes de distribución de energía urbanas y rurales. La instalación de transformadores de servicios públicos generalmente cumple con estándares internacionales como IEC e IEEE, lo que garantiza confiabilidad y seguridad.
Los transformadores de subestaciones personales sirven a usuarios finales individuales, como escuelas, hospitales y restaurantes. Estos transformadores suelen operar a niveles de media y baja tensión, garantizando un suministro de energía seguro y eficiente adaptado a las necesidades específicas del establecimiento. Son vitales para áreas que requieren fuentes de energía dedicadas, ya que ayudan a reducir las fluctuaciones de voltaje y mejorar la calidad de la energía.
Los transformadores de subestaciones subterráneas están especialmente diseñados para instalaciones donde el espacio es limitado. Estos transformadores se instalan bajo tierra para minimizar su impacto visual y protegerlos de factores ambientales. A menudo se utilizan materiales y aceites especiales para cumplir con los estándares de seguridad y calidad, lo que reduce el riesgo de problemas operativos en espacios confinados. Estos transformadores garantizan que incluso en entornos urbanos densamente poblados, la distribución de energía siga siendo eficiente y discreta.
El funcionamiento de una subestación transformadora se basa en la inducción electromagnética. Cuando la corriente alterna (CA) fluye a través del devanado primario, crea un campo magnético. Este campo magnético luego induce voltaje en el devanado secundario a través de inducción electromagnética.
Aquí hay un desglose más detallado del proceso:
1. Voltaje de entrada: El transformador recibe electricidad de alto voltaje de la red eléctrica a través del lado de alto voltaje. Este voltaje suele oscilar entre 11 kV y 440 kV, según el tipo de transformador de la subestación.
2. Proceso de inducción: La corriente en el devanado primario genera un campo magnético, que luego induce voltaje en el devanado secundario. La relación entre el número de vueltas en los devanados primario y secundario determina si el voltaje aumenta o disminuye.
3. Transformación de voltaje: según el diseño del transformador, el voltaje inducido puede aumentar (transformador elevador) o disminuir (transformador reductor) hasta el nivel deseado. Esto es crucial para equilibrar el voltaje en la red eléctrica y garantizar una entrega segura a los usuarios finales.
4. Mecanismo de enfriamiento: En los transformadores sumergidos en aceite, el aceite circundante ayuda a enfriar las bobinas y el núcleo. A medida que funciona el transformador, se genera calor y el aceite absorbe este calor, lo que ayuda a mantener una temperatura de funcionamiento óptima.
5. Voltaje de salida: El voltaje transformado luego se envía a través del lado de bajo voltaje, listo para su distribución a los consumidores. Este voltaje suele oscilar entre 0,6 kV y 35 kV, y es adecuado para uso residencial y comercial.
Los transformadores de subestaciones se pueden clasificar según varios criterios, incluido el nivel de voltaje, el propósito y el método de instalación.
-Transformadores de Subestaciones de Alta Tensión: Estos transformadores operan en niveles de tensión que van desde 11 kV hasta 69 kV y están diseñados para manejar electricidad de alta tensión.
-Subestaciones EHV (Extra Alta Tensión): Los transformadores EHV trabajan con tensiones desde 132 kV hasta 440 kV, desempeñando un papel vital en la transmisión de energía a larga distancia.
-Transformadores elevadores y reductores: estos transformadores aumentan o disminuyen los niveles de voltaje según sea necesario, lo que garantiza una transferencia de energía eficiente a través de la red.
-Transformadores de Aislamiento: Se utilizan para aislar diferentes secciones del sistema de potencia, garantizando la seguridad durante el mantenimiento y las operaciones.
-Transformadores de Frecuencia Variable: Menos comunes para uso residencial, estos transformadores ajustan la frecuencia del suministro eléctrico, utilizados principalmente en aplicaciones industriales.
El peso de un transformador de subestación puede variar significativamente según su diseño, capacidad y los materiales utilizados. Generalmente, los transformadores de mayor capacidad pueden pesar varias toneladas. Por ejemplo, un transformador con una capacidad de 5000 kVA puede pesar alrededor de 27 000 kg (unas 60 000 libras), mientras que los transformadores más grandes pueden superar los 50 000 kg (unas 110 000 libras).
-Clasificaciones de capacidad: los transformadores de mayor capacidad naturalmente pesarán más debido a las bobinas adicionales y los núcleos más grandes.
- Material utilizado: El tipo de aceite utilizado para enfriar (mineral, vegetal o silíceo) también contribuye al peso.
-Especificación de diseño: Los diseños personalizados pueden agregar peso debido a características de seguridad adicionales o materiales de construcción especializados.
Si bien tanto los transformadores como las subestaciones son parte integral de los sistemas de distribución eléctrica, cumplen diferentes propósitos:
-Los transformadores son dispositivos que convierten la tensión eléctrica de un nivel a otro mediante inducción electromagnética. Se pueden encontrar en diversas aplicaciones, desde configuraciones residenciales hasta sistemas industriales.
-Las subestaciones, por otro lado, son instalaciones que albergan transformadores, disyuntores y otros equipos para controlar y gestionar el flujo de electricidad dentro de la red eléctrica. Sirven como puntos de unión críticos donde la electricidad de alto voltaje se transforma a voltajes más bajos para su distribución.
En resumen, comprender cómo funcionan los transformadores de subestaciones es esencial para cualquier persona involucrada en la ingeniería eléctrica o la distribución de energía. Estos transformadores son fundamentales para garantizar que la electricidad se entregue de manera segura y eficiente a los consumidores mientras se mantiene la integridad de la red eléctrica. A medida que la demanda de energía sostenible continúa creciendo, el papel de los transformadores de las subestaciones será cada vez más importante, lo que destaca la necesidad de avances continuos en la tecnología y las prácticas de ingeniería.
