Chapa de Características de un Transformador

La chapa de características es la placa de identificación de un transformador y contiene sus datos técnicos fundamentales. Los más importantes son:

• Relación de transformación en vacío (m): Es el cociente entre las tensiones nominales primaria y secundaria (m = V1N/V2N) o, de forma inversa, entre las intensidades nominales (m = I2N/I1N).
• Potencia nominal (SN): Es la potencia aparente para la que ha sido diseñado el transformador, expresada en kilovoltamperios (kVA).
• Tensión de cortocircuito (Ucc %): Es el porcentaje de la tensión nominal que se debe aplicar al devanado primario para que, con el secundario en cortocircuito, circule la intensidad nominal.
• Grupo de conexión e índice horario: Define el esquema de conexión de los devanados (primario y secundario) y el desfase angular correspondiente entre sus tensiones.
• Sistema de refrigeración: Indica el método utilizado para disipar el calor generado durante el funcionamiento.
• Tensión nominal del primario (V1N): Tensión nominal del devanado de alta tensión, expresada en voltios (V).
• Tensión nominal del secundario (V2N): Tensión nominal del devanado de baja tensión, expresada en voltios (V).

Tipos Constructivos de Transformadores

Transformadores en Baño de Aceite

Ventajas

• Su precio es aproximadamente la mitad que el de un transformador seco de la misma potencia y tensión.
• Menor nivel de ruido.
• Menores pérdidas en vacío.
• Aptos para instalación a la intemperie.
• Pueden funcionar en atmósferas contaminadas.
• Mayor resistencia a sobretensiones y sobrecargas prolongadas.
• Mejor control del funcionamiento a través del análisis del aceite.

Desventajas

• La principal desventaja es la baja temperatura de inflamación del aceite, lo que implica un riesgo de incendio con desprendimiento elevado de humos.
• Requieren mantenimiento periódico para controlar la calidad del aceite dieléctrico.

Transformadores Secos

Ventajas

• Menor coste de instalación al no necesitar obra civil para el depósito colector de aceite.
• Mantenimiento reducido.
• Su principal ventaja es un riesgo de incendio muy bajo y nulo riesgo de explosión.
• Eliminan el riesgo de contaminación ambiental por fugas de aceite.

Desventajas

• Coste de adquisición superior, pudiendo llegar al doble que uno en aceite.
• Mayor nivel de ruido.
• Menor resistencia a las sobretensiones.
• Mayores pérdidas en vacío.
• No son adecuados para instalación a la intemperie ni en ambientes muy contaminados sin protecciones adicionales.

Reparto de Cargas entre Transformadores

En ciertas instalaciones, es conveniente repartir la carga total entre dos o más transformadores independientes. Cada uno alimenta una parte de la instalación, lo que ofrece las siguientes ventajas:

• Corrientes de cortocircuito más reducidas: En las salidas de Baja Tensión (BT), las corrientes son menores, lo que disminuye los efectos térmicos y dinámicos de un cortocircuito.
• Mayor seguridad de servicio: Frente a la dependencia de un único transformador, si uno de los equipos falla, el resto puede seguir operando. Si los transformadores trabajan habitualmente por debajo de su potencia nominal, este margen permite alimentar las cargas prioritarias del transformador averiado.

Índice Horario en Transformadores Trifásicos

La forma en que se conectan los devanados de un transformador trifásico y el sistema de alimentación genera desfases entre las tensiones del primario y del secundario.

Para definir y estandarizar este desfase, se utiliza el denominado índice horario. Este indicador se basa en la analogía con un reloj de manecillas, donde cada hora representa un desfase de 30°. Se consideran positivos los ángulos de retraso de las tensiones compuestas del lado de baja tensión con respecto a las del lado de alta tensión. Al asignar una hora a cada desfase posible, se obtiene el índice horario del transformador.

Acoplamiento de Transformadores en Paralelo

Para que varios transformadores trifásicos puedan funcionar correctamente en paralelo, es imprescindible que cumplan las siguientes condiciones:

1. Igual relación de transformación: Si las relaciones difieren, las tensiones secundarias no serán idénticas, lo que provocaría corrientes de circulación interna que podrían alcanzar valores muy elevados y dañar los equipos.
2. Igual índice horario: Es fundamental para evitar desfases entre las tensiones secundarias que, al igual que en el punto anterior, generarían peligrosas corrientes de circulación.
3. Igual tensión de cortocircuito (Ucc %): Esta condición asegura que la carga total se reparta entre los transformadores de forma proporcional a sus potencias nominales. Si las tensiones de cortocircuito son diferentes, el transformador con la Ucc más baja tenderá a sobrecargarse.

Componentes del Cuadro de Baja Tensión (CBT)

El Cuadro de Baja Tensión (CBT) es el componente del Centro de Transformación (CT) desde donde se distribuye la energía eléctrica en baja tensión hacia las diferentes líneas de salida. Generalmente, está constituido por los siguientes elementos:

• Embarrado general: Conjunto de barras conductoras a las que llega la línea principal del transformador y desde donde derivan las protecciones de las líneas de salida.
• Seccionamiento: Dispone de un interruptor seccionador general que permite aislar todo el cuadro.
• Medida: Equipos como amperímetros, voltímetros y contadores de energía para monitorizar el consumo y los parámetros eléctricos.
• Protección: Interruptores automáticos o seccionadores con fusibles (generalmente tetrapolares) en cada una de las líneas de salida para protegerlas contra sobrecargas y cortocircuitos.

Diferencias entre CT de Red y CT de Cliente

La diferencia principal radica en la ubicación y el equipamiento. En los CT de cliente, por motivos de seguridad para el personal, el cuadro de baja tensión no suele estar dentro del mismo recinto del transformador, sino en un lugar cercano y accesible. Además, los cuadros de BT de los CT de cliente suelen estar más equipados que los de la red de distribución pública.

Equipos de Medida en Centros de Transformación

Los Centros de Transformación (CT) de cliente disponen de una celda de medida específica. Esta celda, que permanece cerrada y precintada por la compañía suministradora, aloja los transformadores de intensidad y de tensión. Por su parte, los aparatos de medida (contadores, etc.) se instalan fuera de esta celda, habitualmente en armarios también cerrados y precintados para garantizar la integridad de la medición.