Transformadors: Pèrdues, Assaigs i Components d'Instal·lació

Pèrdues en un Transformador Real

Pèrdues en el Coure

Pèrdues presents tant en el debanat primari com en el secundari, degudes a la resistència dels conductors (efecte Joule).

Pèrdues per Corrents Paràsits

A causa de la resistència elèctrica del nucli ferromagnètic. El valor del corrent perdut és proporcional a la tensió aplicada al nucli, que està en fase amb la tensió aplicada al primari, de manera que equival a una resistència connectada en paral·lel amb el primari.

Pèrdues per Histèresi

Provocades per la fricció molecular en el nucli quan el camp magnètic canvia de sentit amb la freqüència del corrent altern. Aquesta fricció genera calor.

Pèrdues pels Fluxos de Dispersió

Al primari i al secundari, els fluxos magnètics que no es tanquen a través del nucli i es perden a l'aire provoquen una autoinductància en sèrie a les bobines primàries i secundàries.

Assaigs d'un Transformador

Per determinar els paràmetres del circuit equivalent d'un transformador real es realitzen dos tipus d'assaigs fonamentals:

Assaig en Buit

Al primari se li aplica una tensió nominal (V_n) i el secundari es deixa en circuit obert. En aquestes condicions, només circula el corrent de buit I₀ (format pel corrent magnetitzant i el corrent de pèrdues en el ferro) pel debanat primari, i el corrent en el secundari és zero (I_s = 0).

Aquest assaig és un mètode utilitzat per determinar la impedància de buit en la branca d'excitació (paral·lel) del transformador. L'assaig de buit és essencial per caracteritzar un transformador, ja que la impedància de buit és un dels paràmetres fonamentals del seu circuit equivalent. Amb aquest assaig es determinen les pèrdues en el nucli (pèrdues per histèresi + pèrdues per corrents paràsits), també anomenades pèrdues en el ferro (P_Fe).

Assaig de Curtcircuit

Els terminals del secundari es posen en curtcircuit i el primari s'alimenta amb una font de tensió alterna regulable, augmentant-la gradualment des de zero fins que pels debanats primari i secundari circulen els corrents nominals (I_1n, I_2n). La tensió aplicada en aquestes condicions s'anomena tensió de curtcircuit (V_cc) i sol ser un petit percentatge de la tensió nominal.

Aquest assaig és una tècnica utilitzada per determinar els paràmetres de la impedància sèrie del circuit equivalent d'un transformador real. Amb aquest assaig es determinen les pèrdues en el coure (P_Cu) a corrent nominal.

Instal·lacions Elèctriques

Una instal·lació elèctrica és el conjunt de circuits elèctrics, aparells i equips associats, destinats a una finalitat particular: producció, conversió, transformació, transport, distribució o utilització de l’energia elèctrica.

Tipus d'Instal·lacions Segons el seu Ús

• Instal·lacions domèstiques: en habitatges i edificis residencials.
• Instal·lacions industrials: en fàbriques, tallers i processos productius.
• Instal·lacions singulars: en locals de pública concurrència (cinemes, hospitals), serveis públics (enllumenat), etc.

Normatives Aplicables

Les instal·lacions elèctriques han de complir diverses normatives, entre les quals destaquen:

• Codi Tècnic de l'Edificació (CTE) i els seus Documents Bàsics (DB), com DB-SI (Seguretat en cas d'Incendi), DB-SUA (Seguretat d'Utilització i Accessibilitat), DB-HE (Estalvi d'Energia).
• Reglament Electrotècnic per a Baixa Tensió (REBT) i les seves Instruccions Tècniques Complementàries (ITC-BT).
• Reglament de Seguretat Contra Incendis en Establiments Industrials (RSCIEI).
• Reglament d'Instal·lacions de Protecció Contra Incendis (RIPCI).
• Normatives particulars de les companyies subministradores.
• Reglament sobre condicions tècniques i garanties de seguretat en Instal·lacions Elèctriques d'Alta Tensió (RIEAT) i les seves Instruccions Tècniques Complementàries (ITC-RAT), si s'escau.

Instal·lació d'Enllaç

L'instal·lació d'enllaç és la que uneix la xarxa de distribució pública d'energia elèctrica amb les instal·lacions interiors o particulars dels usuaris. Està formada per les següents parts principals:

• Línia d'escomesa
• Caixa general de protecció (CGP)
• Línia general d'alimentació (LGA)
• Equips de mesura (comptadors)
• Derivacions individuals (DI)

Línia d'Escomesa

És la línia que connecta la xarxa de distribució de la companyia subministradora amb la caixa general de protecció (CGP) de l'edifici o usuari. És el punt de lliurament de l'energia elèctrica i marca el límit de propietat i responsabilitat entre la companyia subministradora i l'usuari.

Càlcul de Conductors de l'Escomesa

Per dimensionar correctament els conductors de l'escomesa, s'han de considerar factors com:

• Demanda de potència màxima prevista per la instal·lació.
• Tensió de subministrament.
• Intensitat màxima admissible pels conductors.
• Caiguda de tensió màxima permesa.

Caixa General de Protecció (CGP)

La CGP és l'element que allotja els fusibles o altres elements de protecció de la línia general d'alimentació. Es col·loca en un lloc de fàcil accés, generalment a la façana o límit de la propietat, el més a prop possible de la xarxa de distribució i allunyada d'altres instal·lacions (gas, aigua, telecomunicacions) per seguretat.

Línia General d'Alimentació (LGA)

La LGA és la línia que enllaça la caixa general de protecció (CGP) amb la centralització de comptadors. En edificis d'habitatges, discorre per zones comunes.

Comptadors

Els comptadors són els aparells destinats a mesurar l'energia elèctrica consumida per cada abonat. Aquesta mesura permet a les companyies subministradores facturar el consum d'acord amb la tarifa contractada.

Potència Activa

Els comptadors de potència activa mesuren i enregistren l'energia activa consumida per l'abonat, expressada en quilowatts-hora (kWh).

Potència Reactiva

Els comptadors de potència reactiva s'utilitzen en instal·lacions amb receptors de caràcter inductiu o capacitiu significatiu (motors, transformadors, fluorescents). Mesuren l'energia reactiva, expressada en quilovoltamperes reactius-hora (kVArh).

Derivacions Individuals (DI)

Les derivacions individuals són les línies que uneixen cada equip de mesura (comptador) individual amb el quadre general de comandament i protecció (QGCP) situat a l'interior de l'habitatge o local de l'abonat. Són propietat de l'usuari.