¿Qué es un transformador trifásico?

Un transformador trifásico es un equipo eléctrico crítico que aumenta o reduce el voltaje de corriente alterna trifásica , ampliamente implementado en los sistemas de redes eléctricas modernos . Las variantes de seco tipo del transformador trifásico son populares para aplicaciones en interiores sensibles al fuego.

Componentes principales de un transformador trifásico

Núcleo de hierro para transformador trifásico

El núcleo de hierro está apilado a partir de láminas de acero al silicio de alta permeabilidad con revestimientos aislantes para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas. dos tipos de estructura de núcleo Existen : tipo de núcleo y tipo de capa . Un transformador trifásico adopta una construcción de tipo núcleo , donde los devanados rodean las ramas del núcleo.

Funcionalmente, el núcleo de hierro actúa como circuito magnético, ofreciendo un camino cerrado para el flujo magnético alterno. Permite una transferencia eficiente de energía magnética a través de devanados para realizar una conversión mutua entre energía eléctrica y energía magnética.

Devanados de transformadores trifásicos

Los devanados de un transformador trifásico están enrollados con conductores de cobre o aluminio cubiertos por capas aislantes. El número de vueltas y los diámetros de los cables varían para adaptarse a las diferentes clases de voltaje y requisitos de capacidad.

Los devanados se agrupan en devanado primario (conectado a la fuente de alimentación) y devanado secundario (conectado a cargas del usuario final) Para un transformador . trifásico , los devanados se montan en ramas centrales con dos configuraciones de conexión comunes: Y (estrella) y Delta (triángulo). Las diferentes configuraciones de conexión ofrecen distintas relaciones de tensión y transformación y relaciones de fase. Los productos de transformadores trifásicos de tipo seco utilizan aislamiento epóxico de alta calidad para proteger los devanados.

Tanque y accesorios auxiliares

(Esta sección se aplica principalmente a los modelos de transformadores trifásicos sumergidos en aceite ).

• Tanque: Fabricado con placas de acero soldadas, contiene aceite aislante del transformador, proporcionando aislamiento y disipación de calor para los devanados y el núcleo de hierro.

• Aceite de transformador: Proporciona aislamiento entre los devanados y el núcleo; transfiere calor operativo a las paredes del tanque y a los radiadores para liberar calor ambiental.

• Conservador de aceite (almohada de aceite): Montado en la parte superior del tanque, compensa la expansión o contracción del volumen de aceite causada por la fluctuación de temperatura y mantiene el nivel de aceite adecuado.

• Radiador: Los conjuntos estilo tubo o aleta aumentan la superficie de intercambio de calor y aceleran el enfriamiento del aceite del transformador.

• Cambiador de tomas: ajusta el número de vueltas de devanado para modificar la relación del transformador y estabilizar el voltaje de salida en condiciones fluctuantes de voltaje de red o de carga .

• Relé de gas: Instalado en la tubería entre el tanque y el conservador de aceite. Activa alarmas para fallas internas menores y corta el suministro de energía automáticamente durante fallas graves para proteger el transformador trifásico .

• Válvula de liberación presión de : ventea automáticamente la presión interna excesiva para evitar riesgos de explosión.

Características clave de un transformador trifásico

Ventajas del transformador trifásico

• Menor costo general: un transformador trifásico comparte un conjunto de núcleo de hierro integrado, lo que reduce el consumo de materia prima , la huella y la mano de obra de fabricación en comparación con bancos de transformadores monofásicos .

• Circuito magnético compacto y bien equilibrado : las rutas magnéticas trifásicas interconectadas reducen la resistencia magnética, la corriente de excitación y la pérdida del núcleo, lo que mejora la eficiencia general del transformador y el factor de potencia.

• Equilibrio de voltaje estable trifásico : ofrece una salida de CA equilibrada, lo que evita fallos de funcionamiento en la carga provocados por un voltaje trifásico desequilibrado .

• Fiabilidad operativa sólida: la construcción mecánica integrada compacta resiste fuertes fuerzas mecánicas y electromagnéticas; Menos puntos de conexión reducen los riesgos de falla por contacto deficiente o envejecimiento del aislamiento.

Desventajas del transformador trifásico

• Mantenimiento y reemplazo complejos: si falla el devanado monofásico , se debe desconectar todo el transformador trifásico para repararlo o cambiarlo, lo que provoca cortes de energía de mayor duración en comparación con los bancos de transformadores monofásicos modulares .

• Estrictos requisitos de aislamiento entre fases: los devanados trifásicos se asientan en la misma columna central con un espacio limitado. Se requieren materiales de aislamiento de primera calidad y un diseño estructural sofisticado para evitar cortocircuitos entre fases , lo que aumenta la complejidad de la producción y los gastos relacionados con el aislamiento .

• Vulnerabilidad a eventos de sobretensión: las sobretensiones por rayos y las sobretensiones de conmutación pueden dañar el aislamiento interno. La falla por sobretensión generalmente causa daños graves y fallas difíciles de reparar en el transformador trifásico .