Transformadores Eléctricos: Tipos, Características y Fallos Comunes

Tipos de Transformadores Eléctricos

• De potencia (AT/MT)
• De distribución (MT/BT)
• Especiales

Tipos Constructivos de Transformadores

1. Transformador en baño de aceite mineral que, según el tipo de cuba, puede ser:
   • Llenado integral (cuba hermética)
   • Hermético con cámara de expansión y válvula de sobrepresión
   • Abierto con depósito de expansión
2. Transformador en baño de silicona líquida en lugar de aceite mineral.
3. Transformador en baño de éster vegetal biodegradable en más de un 90%. Se utilizan para las mismas aplicaciones que los transformadores de silicona. Amplía la vida del sistema de aislamiento entre 5 y 8 veces, debido a su capacidad de absorción de humedad.

Valores Característicos de los Transformadores

• Relación de transformación: Relación entre la tensión primaria y secundaria. Los transformadores pueden ser elevadores o reductores de tensión.
• Tensión secundaria en vacío: Valor de la tensión en el secundario estando sin carga.
• Conmutador-regulador de tensiones: Accionable desde el exterior. La conmutación se realiza en el primario y sin tensión.
• Tensión de cortocircuito: Tensión nominal en el primario con el secundario en cortocircuito o viceversa. Generalmente entre el 4% y el 10% de la tensión nominal.
• Pérdidas en vacío: Pérdidas en el hierro.
• Corriente de vacío: Valor eficaz de la corriente que llega a un borne de línea. En un transformador es muy pequeña y satura magnéticamente al núcleo.
• Pérdidas debidas a la carga: Pérdidas en el cobre, causadas por el efecto Joule. Dependen de la carga y se obtienen con el ensayo en cortocircuito. En un transformador, las pérdidas en carga son mayores que las pérdidas en vacío.
• Pérdidas totales: Suma de las pérdidas en vacío y en carga.
• Grupos de conexiones: Ejemplos comunes son Dyn11 y Yzn11.
• Caída de tensión: Diferencia entre las tensiones del secundario en vacío y en carga. Los transformadores trifásicos desfasan las tensiones primarias de las secundarias, mientras que los monofásicos no.
• Rendimiento del transformador: Relación entre la potencia útil del secundario y la potencia absorbida del primario.

Condiciones de Acoplamiento en Paralelo de Transformadores Trifásicos

• Las relaciones de transformación en vacío deben ser iguales.
• Los terminales homólogos deben estar conectados al mismo conductor, tanto en el lado de MT como en el de BT.
• Igualdad de frecuencia en las redes que han de conectarse.
• No acoplar transformadores de potencias nominales muy diferentes.
• Los desfases de las tensiones secundarias respecto a las del primario deben ser idénticos.
• El sentido de la rotación de los vectores que representan las tensiones secundarias debe ser el mismo en todos los transformadores que se han de acoplar.

Tipos de Fallos en Transformadores

Sobrecargas

• Por un aumento en el número de cargas alimentadas simultáneamente.
• Por aumento de la potencia solicitada por una o varias cargas.
• Generan un aumento de la intensidad, provocando un incremento de la temperatura.

Cortocircuitos

Se pueden producir dentro y fuera del transformador.

• Cortocircuitos internos: Fallos entre los diferentes conductores de fase o entre espiras del mismo bobinado.
• Cortocircuitos externos: Fallos entre fases en las conexiones aguas abajo, lo que crea una tensión electrodinámica en el transformador, generando un defecto mecánico en los bobinados.

Fallo a Masa (Defecto a Tierra)

• Son fallos internos.
• Se producen en el bobinado y armadura interior fija o entre el bobinado y el núcleo magnético.
• Provocan emisiones de gases en los transformadores de aceite.
• La amplitud de la corriente de defecto depende de las disposiciones de puesta a tierra del neutro aguas arriba y abajo.

Otros Problemas Comunes en Transformadores

• Sobreintensidad
• Sobreflujo
• Sobretensiones atmosféricas e internas
• Sobretensiones en los bobinados de alta y baja tensión
• Armónicos de corriente y tensión