Transformadores de Distribucion

Universidad Autónoma de Santo Domingo UASD Facultad de Ingeniería de Ingeniería y Arquitectura

Escuela de Ingeniería Electromecánica

Sustentante: Matricula: Juan Daniel Pujols González_ _ _ _ _ _ _ 100015389 Materia: Maquinas Eléctricas Profesor: Atila Pérez Clave: IEM-416 Sección: 01

Tema:  Informe de la visita  Transformadores de distribución fabricación y usos en República Dominicana

Fecha: 8 de diciembre 2012

INDICE página Informe_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Introducción_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1Historia _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 1.1- Primeros pasos: los experimentos con bobinas de inducción _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 1.2- El nacimiento del primer transformador 2Definición del Transformador. 3Funcionamiento. 4CONSTRUCCION 4.1- Elementos constructivos principales de los transformadores 5Descripción de los transformadores Monofásicos. 6Descripción de los Transformadores Trifásicos 7Transformadores de distribución. 7.1- Transformadores en seco 7.2- Transformadores en aceite.

7.37.47.57.67.77.87.988.18.2-

Transformadores Herméticos de Llenado Integral Transformadores Rurales Transformadores Subterráneos Transformadores Auto Protegidos TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TT/CC TRANSFORMADOR DE POTENCIAL TT/PP Autotransformador. Transformadores de distribución fabricación y usos en República Dominicana Reseña Histórica EMINSA

Introducción No siempre coinciden los lugares de generación y consumo de energía eléctrica, más bien ocurre lo contrario: donde existen yacimientos de carbón o recursos hidráulicos (normalmente en zonas montañosas aptas para la creación de embalses) no suelen existir grandes aglomeraciones urbanas, resultando indispensable el transporte de esta energía en ocasiones a grandes distancias. Los transformadores son unos de los pilares en sistema de distribución de energía eléctrica, con el uso de estos se disminuye drásticamente la resistencia en los alambres por el efecto Joule. El uso de estos a tiene un gran espectro desde la distribución de energía hasta los dispositivos eléctricos en general. A continuación vamos a exponer todos lo concerniente a los transformadores.

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1- Historia.

Transformador de núcleo laminado mostrando el borde de las laminaciones en la parte superior de la unidad.

1.1- Primeros pasos: los experimentos con bobinas de inducción. El fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831, se basa fundamentalmente en que cualquier variación de flujo magnético que atraviesa un circuito cerrado genera una corriente inducida, y en que la corriente inducida sólo permanece mientras se produce el cambio de flujo magnético. La primera "bobina de inducción" para ver el uso de ancho fueron inventadas por el Rev. Nicholas Callan College de Maynooth, Irlanda en 1836, uno de los primeros investigadores a darse cuenta de que cuanto más se convierte el secundario, en relación con el bobinado primario, el más grande es el aumento de la FEM. Los científicos e investigadores basaron sus esfuerzos en evolucionar las bobinas de inducción para obtener mayores voltajes en las baterías. En lugar de corriente alterna (CA), su acción se basó en un vibrante "hacer-y-break" mecanismo que regularmente interrumpido el flujo de la corriente directa (DC) de las pilas.

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Entre la década de 1830 y la década de 1870, los esfuerzos para construir mejores bobinas de inducción, en su mayoría por ensayo y error, reveló lentamente los principios básicos de los transformadores. Un diseño práctico y eficaz no apareció hasta la década de 1880, pero dentro de un decenio, el transformador sería un papel decisivo en la “Guerra de Corrientes”, y en que los sistemas de distribución de corriente alterna triunfo sobre sus homólogos de corriente continua, una posición dominante que mantienen desde entonces. En 1876, el ingeniero ruso Pavel Yablochkov inventó un sistema de iluminación basado en un conjunto de bobinas de inducción en el que el bobinado primario se conectaba a una fuente de corriente alterna y los devanados secundarios podían conectarse a varias “velas eléctricas” (lámparas de arco), de su propio diseño. Las bobinas utilizadas en el sistema se comportaban como transformadores primitivos. La patente alegó que el sistema podría, “proporcionar suministro por separado a varios puntos de iluminación con diferentes intensidades luminosas procedentes de una sola fuente de energía eléctrica”. En 1878, los ingenieros de la empresa Ganz en Hungría asignado parte de sus recursos de ingeniería para la fabricación de aparatos de iluminación eléctrica para Austria y Hungría. En 1883, realizaron más de cincuenta instalaciones para dicho fin. Ofrecián un sistema que constaba de dos lámparas incandescentes y de arco, generadores y otros accesorios. En 1882, Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs expusieron por primera vez un dispositivo con un núcleo de hierro llamado "generador secundario" en Londres, luego vendió la idea de la compañía Westinghouse de Estados Unidos. También fue expuesto en Turín, Italia en 1884, donde fue adaptado para el sistema de alumbrado eléctrico.

1.2 El nacimiento del primer transformador. Entre 1884 y 1885, los ingenieros húngaros Zipernowsky, Bláthy y Deri de la compañía Ganz crearon en Budapest el modelo “ZBD” de transformador de corriente alterna, basado en un diseño de Gaulard y Gibbs (Gaulard y Gibbs sólo diseñaron un modelo de núcleo abierto). Descubrieron la fórmula matemática de los transformadores:

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(donde Vs es el voltaje en el secundario y Ns es el número de espiras en el secundario, Vp y Np se corresponden al primario) Su solicitud de patente hizo el primer uso de la palabra "transformador", una palabra que había sido acuñada por Bláthy Ottó. En 1885, George Westinghouse compro las patentes del ZBD y las de Gaulard y Gibbs. Él le encomendó a William Stanley la construcción de un transformador de tipo ZBD para uso comercial. Este diseño se utilizó por primera vez comercialmente en 1886.

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2- Definición del Transformador. Hace algo más de un siglo que se inventó este dispositivo que ha hecho posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares, industrias, etc. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que separa a los generadores de electricidad de los consumidores.

Se denomina transformador a un dispositivo electromagnético que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de una corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante (ya que la potencia que se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida). Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce. Este conjunto de vueltas se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o Secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado.

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3- Funcionamiento.

Representación esquemática del transformador. Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario. La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

La razón de transformación (m) del voltaje entre el bobinado primario y el secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

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Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder efectuar el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto Joule y se minimiza el costo de los conductores. Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la relación de espiras). A la relación entre el número de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llama relación de vueltas del transformador o relación de transformación. Ahora bien, como la potencia aplicada en el primario, en caso de un transformador ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del ejemplo, si la intensidad circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios (una centésima parte).

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4- Construcción. Estas son las partes constructivas que forman parte del transformador:

Pasa-tapas de entrada: conectan el bobinado primario del transformador con la red eléctrica de entrada a la estación o subestación transformadora. Pasa-tapas de salida: conectan el bobinado secundario del transformador con la red eléctrica de salida a la estación o subestación transformadora. Cuba: es un depósito que contiene el líquido refrigerante (aceite), y en el cual se sumergen los bobinados y el núcleo metálico del transformador. Depósito de expansión: sirve de cámara de expansión del aceite, ante las variaciones se volumen que sufre ésta debido a la temperatura. Indicador del nivel de aceite: permite observar desde el exterior el nivel de aceite del transformador.

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Relé Bucholz: este relé de protección reacciona cuando ocurre una anomalía interna en el transformador, mandándole una señal de apertura a los dispositivos de protección. Desecador: su misión es secar el aire que entra en el transformador como consecuencia de la disminución del nivel de aceite. Termostato: mide la temperatura interna del transformador y emite alarmas en caso de que esta no sea la normal. Regulador de tensión: permite adaptar la tensión del transformador para adaptarla a las necesidades del consumo. Esta acción solo es posible si el bobinado secundario está preparado para ello. Placa de características: en ella se recogen las características más importantes del transformador, para que se pueda disponer de ellas en caso de que fuera necesaria conocerlas. Grifo de llenado: permite introducir líquido refrigerante en la cuba del transformador. Radiadores de refrigeración: su misión es disipar el calor que se pueda producir en las carcasas del transformador y evitar así que el aceite se caliente en exceso.

4.1- Elementos transformadores

constructivos

principales

de

El transformador consta físicamente de las siguientes partes principales: a) Núcleo b) Devanados c) Cuba de aceite para los transformadores en aceite d) Aisladores de salida.

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los

A. Núcleo. Descripción y especificación de materiales Se denomina núcleo del transformador el sistema que forma su circuito magnético con todas las piezas. El núcleo está formado por laminas de hierro, aisladas eléctricamente entre si y apretada fuertemente de forma de ser lo mas compacto posible. Las chapas de acero con aleación de silicio son reducido espesor y esta combinación le permite aumentar la resistencia eléctrica a la chapa de modo de lograr menor perdida eléctrica y magnética. El aislamiento de las chapas se consigue a través del barnizado con un tratamiento superficial termoquímico de la misma mediante la envoltura con papel aislante. El núcleo es de material ferroso para favorecer la formación de un campo magnético variable, ya que si el núcleo fuera de aire, también podríamos generar el campo magnético variable, pero necesitamos mayor energía para generar el mismo campo magnético. El núcleo constituye el circuito magnético, es decir el que transfiere la energía del primario al secundario. Es una parte vital del transformador. El material que lo forma es de alta permeabilidad y baja reluctancia magnética. Precisamente, esta echo de acero al cilicio laminado en frío (usualmente) y en otro caso laminado en caliente. El silicio esta presente de 4 a 5 por ciento. El objetivo del silicio es evitar el bajo envejecimiento o aumento de las perdidas con el tiempo. Según el tipo de núcleo los transformadores se dividen en: 1) Transformadores de columnas, en los cuales los devanados envuelven las columnas del núcleo. 2) Transformadores acorazados, en los cuales los devanados están abarcados parcialmente por el núcleo. Independientemente del tipo de núcleo, éste se hace de chapas de acero especial, llamado acero para transformadores, de 0,35 ó 0,5 mm de espesor. Actualmente se utilizan dos clases principales de acero para transformadores: el acero laminado en caliente y el acero la minado en frío. El segundo, en comparación con el primero, tiene en la dirección del laminado mejores características magnéticas, pero requiere métodos especiales para el montaje del núcleo.

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Para aislar las chapas de acero se usa papel de 0,03 mm de espesor y barniz al aceite. El aislamiento de papel es mucho más barato que el de barniz, pero tiene menor conductibilidad térmica y menor resistencia al calor y mecánica. B. Devanados Descripción y especificación de materiales Los devanados de los transformadores deben satisfacer una serie de exigencias entre las cuales las principales son: a) El devanado debe ser económico tanto en lo que se refiere a los gastos iniciales, teniendo en cuenta el grado de déficit del cobre, como en lo pertinente al rendimiento del transformador durante su servicio. b) El régimen térmico del devanado ha de corresponder a los requisitos de las normas estatales ya que la divergencia de estas exigencias hacia la tolerancia de altas temperaturas reduce bruscamente el plazo de servicio del transformador. c) El devanado debe ser mecánicamente resistente a los esfuerzos que surgen durante los cortocircuitos instantáneos del transformador. d) El devanado debe poseer una resistencia eléctrica suficiente contra las sobretensiones. Estas exigencias son, a menudo, mutuamente contradictorias. Así, por ejemplo, cuando en el devanado la densidad de la corriente es mayor, los gastos de cobre son menores, pero se hacen mayores las pérdidas en el cobre, y, por consiguiente, es más bajo el rendimiento del transformador. Tolerando mayores excesos de temperatura en el devanado, se disminuyen las dimensiones exteriores del transformador pero se reduce la duración de su servicio, etc. Por lo tanto, la construcción moderna de los devanados de un transformador, particularmente de un transformador de alta tensión, es el resultado de un largo trabajo, comprobado por la experiencia de explotación de los transformadores. Según la disposición de los devanados de alta y baja tensiones (AT y BT) con respecto uno al otro éstos se dividen en: a) Devanados concéntricos, o sea, los que en todas las secciones transversales representan circunferencias con centro común. Generalmente el devanado de baja tensión (BT) se dispone más cerca de la columna, puesto que en comparación con el devanado de alta tensión (AT) es más fácil de aislarlo de la columna.

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Los principales tipos de devanados concéntricos son: a) Devanado cilíndrico de capas. b) Devanado helicoidal y sus modificaciones. c) Devanado continúo. b) Devanados alternados en los que las partes de los devanados de AT y BT se suceden alternativa mente por la altura de la columna. En comparación con los devanados concéntricos los primeros tienen varios inconvenientes: Su fabricación es más trabajosa, son menos resistentes respecto a los cortocircuitos y es más difícil aislarlos uno del otro y de la cuba. C. Cuba de aceite. Descripción y materiales

En la actualidad, los transformadores más sobresalientes son los de aceite en los cuales el propio transformador, o la así llamada parte desmontable, es decir, su núcleo con los devanados instalados en él, está sumergido en una cuba llena de aceite. El aceite se calienta y circula dentro de la cuba efectuando de este modo la refrigeración natural del transformador. La construcción de la cuba está relacionada estrechamente con el cálculo calorífico del transformador. Las cubas ordinarias de los transformadores de potencia son ovaladas. En sentido mecánico la cuba debe resistir una sobrepresión interior de 0,5 at. La cuba se instala sobre un carro de rodillos que deben estar calculados para resistir el peso total del transformador.

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Las condiciones de refrigeración del transformador son tanto más duras, cuanto mayor es su potencia. En correspondencia con esto varía la construcción de la cuba del transformador, al saber: 1. Los transformadores de muy pequeña potencia (aproximadamente hasta 30 kv) tienen cuba lisa, que se consideran como el tipo de cuba más simple. 2. En los transformadores de mayor potencia (3000kva) se utilizan cubas tubulares en cuya paredes están soldadas de tubos de aproximadamente 50 mm de diámetro dispuesto en una, dos, o tres filas. Las cubas de hierro ondulado que se utilizaban antes ahora no se usan, puesto que en comparación con las tubulares son mecánicamente menos resistentes y enfría peor al transformador 3. Los transformadores de aproximadamente hasta 10000 kVA de potencia tienen refrigeradores-radiadores con enfriamiento natural incorporados en las paredes de la cuba. La tapa de la cuba es un elemento esencial en la construcción de estas. En la tapa esta alojada una serie de piezas entre las cuales las más importantes son:  Los aisladores de la salidas de los devanados de alta y baja tensión  El expansor de aceite para los transformadores de 100 Kva. y más de potencia.  El tubo de escape (de seguridad) para transformadores de 1000kva y más de potencia.

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5- Descripción de los transformadores Monofásicos.

Un transformador monofásico es aquel que sólo posee un par de devanados primario y secundario. Consta por lo tanto de dos circuitos eléctricos aislados entre sí. Existen configuraciones diferentes para sistemas monofásicos y trifásicos. Veamos un sistema monofásico primero. Los transformadores monofásicos son empleados frecuentemente para suministrar energía eléctrica para alumbrado residencial, toma-corrientes, acondicionamiento de aire, y calefacción. Un transformador con un devanado secundario de 120 volts CA puede asegurar el alumbrado y las tomas. Pero, un transformador con un devanado secundario de 240 volts CA puede manejar todas las necesidades residenciales mencionadas. Un devanado secundario de 240 volts CA puede manejar los requerimientos de energía eléctrica más elevados de 240 volts relacionados con el aire acondicionado y la calefacción. El mismo secundario de 240 volts CA puede manejar las necesidades de 120 volts CA mediante la derivación del devanado secundario en el centro. Los transformadores monofásicos pueden ser todavía más versátiles si tienen tanto el devanado primario como el devanado secundario fabricados en dos partes iguales. Las dos partes de cualquiera de los devanados pueden entonces ser reconectadas en serie o en paralelo.

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Los transformadores monofásicos tienen habitualmente sus devanados divididos en dos o más secciones. Cuando los dos devanados secundarios están conectados en serie, se agregan sus tensiones. Cuando los devanados secundarios están conectados en paralelo, se agregan sus intensidades. Por ejemplo, consideremos que cada devanado secundario está calibrado a 120 volts y 100 amperes. En el caso de una conexión en serie, sería 240 volts a 100 amperes, o 24KVA. Cuando la conexión es en paralelo, sería 120 volts a 200 amperes, o bien 24KVA. En el caso de conexiones en serie, se debe tomar precauciones para conectar los devanados de tal manera que sus tensiones se agreguen. Si ocurre lo contrario, una corriente de corto circuito fluirá en el devanado secundario, provocando que el devanado primario cause un corto circuito a partir de la fuente. Esto podría dañar el transformador, así como la fuente, y tal vez el conector.

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6- Descripción de los Transformadores Trifásicos Un sistema trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores monofásicos. Los circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produzca reacción o interferencia alguna entre los flujos respectivos. Otra posibilidad es la de utilizar un solo transformador trifásico compuesto de un único núcleo magnético en el que se han dispuesto tres columnas sobre las que sitúan los arrollamientos primario y secundario de cada una de las fases, constituyendo esto un transformador trifásico como vemos a continuación.

Delta-Y

Y-Delta Para relacionar las tensiones y las corrientes primarias con las secundarias, no basta en los sistemas trifásicos con la relación de transformación, sino que se debe indicar los desfases relativos entre las tensiones de una misma fase entre el lado de Alta Tensión y el de Baja Tensión. Una manera de establecer estos desfases

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consiste en construir los diagramas fasoriales de tensiones y corrientes, conociendo: la conexión en baja y alta tensión (estrella, triángulo o zig-zag), las polaridades de los enrollados en un mismo circuito magnético o fase, y las designaciones de los bornes. La corriente puede ser suministrada a través de un transformador que contiene un circuito trifásico en donde un grupo de tres transformadores monofásicos se emplea, o bien en donde se emplea un transformador trifásico. La utilización de tres transformadores monofásicos para lograr este objetivo es laboriosa, pero puede efectuarse. Cuando se emplea de esta forma, La instalación se conoce como una Batería de Transformadores.

Cuando una cantidad considerable de energía está involucrada en la transformación de energía trifásica, es más económico utilizar un transformador trifásico. La colocación única de los devanados y del núcleo ahorra una gran cantidad de hierro, evita pérdidas, ahorra espacio y dinero.

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7- Transformadores de distribución. Se denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos. Aunque la mayoría de tales unidades están proyectadas para montaje sobre postes, algunos de los tamaños de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones típicas son para alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes públicos, talleres y centros comerciales.

7.1- Transformadores en seco. Los transformadores secos de uso general se aplican en sistemas de distribución de baja tensión donde parte de la carga tiene un voltaje diferente al suministrado por la distribución general. Pueden ser sistemas de iluminación, aire acondicionado, equipos médicos, etc. • Se fabrican en capacidades desde 5 hasta 1000 kVA, con tensiones primarias y secundarias clase 1.2 kV. • Pueden ser fabricados como transformadores Reductores o Elevadores.

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Los transformadores de aislamiento separan magnéticamente una carga especial del sistema de distribución general, eliminando distorsiones de la onda senoidal, garantizando una buena conversión de corriente alterna a corriente directa. Estos transformadores se fabrican en las mismas capacidades y tensiones que los de uso general.

7.2- Transformadores en aceite.

El cuadro de distribución de los fluidos caloríficos y de la temperatura en las diferentes piezas de un transformador en aceite tienen un carácter complicado y es difícil de estudiarlo.

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Para facilitar el cálculo térmico del transformador se divide todo el curso del flujo calorífico comprendido desde la pieza caliente hasta el medio refrigerante en varios tramos naturales a saber: A. Desde los puntos interiores mas calientes de la parte activa dada del núcleo o del devanado hasta sus superficies exteriores bañadas por el aceite. B. Desde la superficie exterior de la parte dad del transformador hasta el aceite que la baña. C. Desde el aceite hasta la pared del enfriador, por ejemplo la cuba. D. Desde la pared de la cuba hasta el medio refrigerante: aire o agua. La eficiencia de la refrigeración es un factor fundamental, determinando la seguridad operacional y el periodo de vida de un transformador natural. La eliminación del calor provocado por las pérdidas, es necesario para evitar una temperatura interna excesiva que podría acortar la vida del aislamiento. Las flexibles paredes corrugadas de la cuba hacen posible una refrigeración suficiente del transformador, compensando las variaciones del volumen de aceite durante su explotación. Una ventaja de los transformadores herméticamente cerrados es que el aceite nunca está en contacto con la atmósfera, haciendo de este modo innecesario los análisis periódicos del aceite. El régimen térmico de un transformador en aceite depende en sumo grado del modo de su enfriamiento. Existen transformadores:  Con refrigeración natural en baño de aceite  Con refrigeración forzada con aire por soplado  Circulación forzada de aceite o enfriamiento de este con auxilio del refrigerante de aire o de agua. El tipo de refrigeración utilizado con mayor frecuencia en unidades menores es la refrigeración natural. El calor es absorbido por el aceite del transformador y disipado en el aire que circula alrededor del radiador. En un núcleo de hierro macizo se producirían pérdidas por corrientes parásitas excesivamente grandes que motivarían altas temperaturas, es por ello que se utilizan delgadas chapas de material ferromagnético para la construcción del núcleo.

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7.3- Transformadores Herméticos de Llenado Integral. Descripción: Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en lugares donde los espacios son reducidos. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica. Características Generales: Su principal característica es que al no llevar tanque de expansión de aceite no necesita mantenimiento, siendo esta construcción más compacta que la tradicional. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

7.4- Transformadores Rurales.

Descripción: Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV. En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como alternativa 3 monofásicos.

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7.5- Transformadores Subterráneos. Aplicaciones: Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza. Características: Potencia: 150 a 2000KVA Alta Tensión: 15 o 24,2KV Baja Tensión: 216,5/125;220/127;380/220;400/231V

7.6- Transformadores Auto Protegidos.

Aplicaciones: El transformador incorpora componentes para protección del sistema de distribución contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador, para esto poseee fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión. Para protección contra sobretensiones el transformador está provisto de dispositivo para fijación de pararrayos externos en el tanque.

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Características: Potencia: 45 a 150KVA Alta Tensión: 15 o 24,2KV Baja Tensión: 380/220 o 220/127V

7.7- Transformador de corriente TT/CC. Los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. Ciertos tipos de transformadores de corriente protegen a los instrumentos al ocurrir cortocircuitos. Los valores de los transformadores de corriente son: Carga nominal: 2.5 a dependiendo su función.

200

VA,

Corriente nominal: 5 y 1A en su lado secundario. se definen como relaciones de corriente primaria a corriente secundaria. Unas relaciones típicas de un transformador de corriente podrían ser: 600/5, 800/5, 1000/5. Usualmente estos dispositivos vienen con un amperímetro adecuado con la razón de transformación de los transformadores de corriente, por ejemplo: un transformador de 600/5 está disponible con un amperímetro graduado de 0 - 600A.

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7.8- Transformador de potencial TT/PP.

Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensión. Tiene una potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados. Además, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deberá ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisión, dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicación especial.

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7.9- Autotransformador.

Esquema de conexión de un autotransformador Un autotransformador es una máquina eléctrica, de construcción y características similares a las de un transformador, pero que a diferencia de éste, sólo posee un único devanado alrededor del núcleo. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica, llamados tomas. La fuente de tensión y la carga se conectan a dos de las tomas, mientras que una toma (la del extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma corresponde a un voltaje diferente de la fuente (o de la carga, dependiendo del caso). En un autotransformador, la porción común (llamada por ello "devanado común") del devanado único actúa como parte tanto del devanado "primario" como del "secundario". La porción restante del devanado recibe el nombre de "devanado serie" y es la que proporciona la diferencia de voltaje entre ambos circuitos, mediante la adición en serie (de allí su nombre) con el voltaje del devanado común. Funcionamiento. Al igual que los transformadores, los autotransformadores funcionan basados en el principio de campos magnéticos variantes en el tiempo, por lo que tampoco pueden ser utilizados en circuitos de corriente continua.

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La transferencia de potencia entre dos circuitos conectados a un autotransformador ocurre a través de dos fenómenos: el acoplamiento magnético (como en un transformador común) y la conexión galvánica entre los dos circuitos (a través de la toma común). Por esta razón, un autotransformador resulta en un aparato más compacto (y a menudo más económico) que un transformador de la misma potencia y voltajes nominales. De igual manera, un transformador incrementa su capacidad de transferir potencia al ser conectado como autotransformador. La relación de transformación de un autotransformador es la relación entre el número de vueltas del devanado completo (serie + común) y el número de vueltas del devanado común. Por ejemplo, con una toma en la mitad del devanado se puede obtener un voltaje de salida (en el devanado "común") igual a la mitad del de la fuente (o viceversa). Dependiendo de la aplicación, la porción del devanado que se utiliza sólo para el circuito de alta tensión se puede fabricar con alambre de menor calibre (puesto que requiere menos corriente) que la porción del devanado común a ambos circuitos; de esta manera la maquina resultante es aún más económica. Tipos de construcción. Existen autotransformadores con varias tomas en el secundario y por lo tanto, con varias relaciones de transformación. De la misma manera que los transformadores, los autotransformadores también pueden equiparse con cambiadores de toma automáticos y utilizarlos en sistemas de transmisión y distribución para regular la tensión de la red eléctrica. Con la incorporación de varias tomas, es posible obtener más de un valor para el voltaje secundario e incluso es posible obtener voltajes ligeramente mayores a los de la fuente -para ello, el devanado debe construirse para que su voltaje nominal sea ligeramente mayor que el del lado fijo o primario-. También existen autotransformadores en los que la toma secundaria se logra a través de una escobilla deslizante, permitiendo una gama continua de voltajes secundarios que van desde cero hasta el voltaje de la fuente. Este último diseño se comercializó en Estados Unidos bajo el nombre genérico de Variac y en la práctica funciona como una fuente de corriente alterna regulable en voltaje. Aplicaciones. Los autotransformadores se utilizan a menudo en sistemas eléctricos de potencia, para interconectar circuitos que funcionan a voltajes diferentes, pero en una relación cercana a 2:1 (por ejemplo, 400 kV / 230 kV ó 138 kV / 66 kV). En la industria, se utilizan para conectar maquinaria fabricada para tensiones nominales diferentes a la de la fuente de alimentación (por ejemplo, motores de 480 V conectados a una alimentación de 600 V). Se utilizan también para conectar

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aparatos, electrodomésticos y cargas menores en cualquiera de las dos alimentaciones más comunes a nivel mundial (100-130 V a 200-250 V). En sistemas de distribución rural, donde las distancias son largas, se pueden utilizar autotransformadores especiales con relaciones alrededor de 1:1, aprovechando la multiplicidad de tomas para variar el voltaje de alimentación y así compensar las apreciables caídas de tensión en los extremos de la línea. Se utilizan autotransformadores también como método de arranque suave para motores de inducción tipo jaula de ardilla, los cuales se caracterizan por demandar una alta corriente durante el arranque. Si se alimenta el motor conectándolo a la toma menor de un autotransformador, el voltaje reducido de la alimentación resultará en una menor corriente de arranque y por lo tanto en condiciones más seguras de operación, tanto para el motor como para la instalación eléctrica. Una vez que el motor ha alcanzado suficiente velocidad, se puede ir aumentando el voltaje de alimentación (en tantos pasos como tomas posea el autotransformador) gradualmente, hasta llegar al voltaje de la red (cuando la relación de tomas es 1:1). Limitaciones. Una falla en el aislamiento de los devanados de un autotransformador puede producir que la carga quede expuesta a recibir plena tensión (la de la fuente). Se debe tener en cuenta esta situación al decidir utilizar un autotransformador para una determinada aplicación. Las ventajas en ahorro de material (tanto en los devanados como en el núcleo) tienen una limitación física, que en la práctica es una relación de voltajes de 3:1. Para relaciones de tensión mayores a ésta, o bien el transformador convencional de dos devanados es más compacto y económico, o bien resulta imposible construir el autotransformador. En sistemas de transmisión de energía eléctrica, los autotransformadores tienen la desventaja de no filtrar el contenido armónico de las corrientes y de actuar como otra fuente de corrientes de falla a tierra. Sin embargo, existe una conexión especial -llamada "conexión en zig-zag"- que se emplea en sistemas trifásicos para abrir un camino de retorno a la corriente de tierra que de otra manera no sería posible lograr, manteniendo la referencia de tierra del sistema.}

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Transformadores de distribución fabricación y usos en República Dominicana Transformadores de distribución fabricación y usos en República Dominicana

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8Transformadores de distribución fabricación y usos en República Dominicana. 8.1- Reseña Histórica. Año 1845.Se instala en el país el primer alumbrado público en la ciudad de Baní, ya que el existente consistía en el uso de faroles de velas de cera. Otro tipo de iluminación utilizado en años posteriores fue el de alumbrado por gas o electricidad que servía para alumbrar el trayecto del ferrocarril Samaná-Santiago. Año 1893.Se le otorga permiso, con la Resolución No. 3308, al Ayuntamiento de Santo Domingo. Año 1900.La energía es suministrada por plantas eléctricas en algunas ciudades del interior. Año 1911.Se hacían arreglos para construir estaciones generadoras. Año 1920.Existía el suministro de energía en varias ciudades del interior y algunas instituciones radicadas en el país, tales como la Compañía Anónima Dominicana de Luz y Fuerza Motriz que, por lo general, eran de inversión extranjera. Año 1928.Se inicia el Sistema Eléctrico Nacional, cuando mediante Decreto Presidencial se autorizó la creación de la Compañía Eléctrica de Santo Domingo, la cual quedó encargada de generar, construir, rehabilitar y extender las redes de transmisión y distribución de energía eléctrica. Año 1933.Con la Ley No. 552, se instituyen los períodos y las fases en las que sería suministrada la electricidad a la población. Año 1954.Se continuó la extensión del alumbrado en todo el país, y son inauguradas varias plantas hidroeléctricas. El Congreso Nacional aprobó la Ley No. 4018 que declaró

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de alto interés nacional la adquisición por el Estado de las compañías que entonces producían, transmitían y distribuían electricidad al público en general. Año 1955.El Gobierno Dominicano modificó el sector eléctrico al adquirir la Compañía Eléctrica de Santo Domingo. Asimismo, mediante el Decreto No. 555, se creó la Corporación Dominicana de Electricidad (CDE), a la cual se le asignó la responsabilidad de mantener, extender y generar toda la energía eléctrica del país. A los fines de crear un marco jurídico que regulara el sector eléctrico, en fecha 21 de abril de 1955 el Congreso Nacional aprobó la Ley Orgánica de la Corporación Dominicana de Electricidad (Ley No. 4115) que le otorgó jurisdicción y autonomía a esa corporación para ejercer la autoridad eléctrica en el territorio de la República Dominicana de manera exclusiva. Año 1962.Con el interés de lograr un mejor desenvolvimiento de las actividades de la Corporación otorgarle mayor autonomía, se promulga la Ley no. 6116, donde se le otorga autonomía y personería jurídica; además se crea el Consejo Directivo. Luego de esta medida se prosigue con la construcción de nuevos generadores y electrificación de poblaciones. Año 1966.Se promulgó la Ley Orgánica de la Secretaría de Estado de Industria y Comercio No. 290, y se le asigna a ésta, supervisar todo lo relacionado con la energía y, específicamente, la Corporación Dominicana de Electricidad. Año 1979.Mediante el Decreto No. 584, se creó la Comisión Nacional de Energía, la cual bajo la Dirección de la Secretaría de Estado de Industria y Comercio se le atribuyó las funciones de delinear y proponer al Poder Ejecutivo los programas de inversión para la generación de energía. Año 1990.En aras de incentivar el desarrollo del sector energético, se promulgó la Ley No. 1490 sobre Incentivo al Desarrollo Eléctrico Nacional. Con esta ley, se procuraba fomentar y estimular la generación de energía a través del establecimiento de incentivos y amnistías a las empresas que se dedicaren a la producción de energía eléctrica.

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Año 1992.Se inició el proceso de reestructuración de la Corporación Dominicana de Electricidad, cuando el Gobierno Dominicano promovió conversaciones con organismos internacionales para diseñar un proyecto de Reforma y reestructuración del Sistema Eléctrico Dominicano. Año 1993.Mediante el Decreto No. 148-93 se crea el Consejo Nacional para la Energía con la finalidad de continuar con la reforma y reestructuración del Sistema Eléctrico Dominicano. Año 1997.Se promulga la Ley General de Reforma de la Empresa Pública No. 141-97, para la transformación y reforma de las entidades estatales, marco legal que sirvió de base para la capitalización de la Compañía Dominicana de Electricidad (CDE). Para los efectos de la capitalización establecida en la Ley No. 141-97, se crearon cinco nuevas empresas. Dos de estas empresas estarían dedicadas a la actividad de generación de electricidad (Empresa Generadora de Electricidad ITABO y Empresa Generadora de Electricidad HAINA) y las otras tres empresas se dedicarían a la distribución de electricidad (Empresa Distribuidora de Electricidad del Norte,Empresa Distribuidora de Electricidad del Este y Empresa Distribuidora de Electricidad del Sur). Cada una de estas empresas recibió de la CDE los activos que estaban afectados a las actividades asignadas a estas nuevas empresas, mientras funcionaran como parte de la única unidad corporativa de la CDE. Todos los demás activos, incluyendo los de transmisión y generación hidroeléctrica quedaron a cargo de la CDE. Año 1998.Mediante Decreto No. 118-98 se creó la Superintendencia de Electricidad, bajo la dependencia de la Secretaría de Estado de Industria y Comercio y se aprueba el Reglamento No. 428-98, para el funcionamiento de la Corporación. Este nuevo Reglamento divide la Corporación Dominicana de Electricidad en siete (7) unidades de negocios y una unidad corporativa que operarían como empresas independientes, para facilitar así el proceso de capitalización de la entidad.

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Año 2001.Mediante la Ley General de Electricidad No. 125-01 se crea la Corporación Dominicana de Empresas Eléctricas Estatales (CDEEE), la Empresa de Transmisión Eléctrica Dominicana (ETED) y de Generación Hidroeléctrica Dominicana (EGEHID). La Corporación Dominicana de Empresas Eléctricas Estatales (CDEEE), fue creada con la finalidad de liderar y coordinar las empresas eléctricas, llevar a cabo los programas del Estado en materia de electrificación rural y suburbana a favor de las comunidades de escasos recursos económicos, así como de la administración y aplicación de los contratos de suministro de energía con los Productores Independientes de Electricidad (IPP). Año 2002.Se dictan los decretos Nos. 647-02 y 648-02, el primero reconoce la creación de la Corporación Dominicana de Empresas Eléctricas Estatales (CDEEE) como una empresa autónoma de servicio publico, quedando investida de personalidad jurídica, con los atributos inherentes a tal calidad. El segundo, tiene por objeto reglamentar el funcionamiento de dicha Corporación. Año 2004.Se transfiere a la CDEEE el Programa de Reducción de Apagones (PRA), con los objetivos de incentivar, conjuntamente con las Empresas Eléctricas de Distribución, las condiciones para la prestación y mejoría del servicio de energía eléctrica y facilitar los arreglos de pagos entre las Empresas Eléctricas de Distribuidoras de Electricidad.

8.2- EMINSA.

Fue constituida el 14 de Septiembre del 1973 producto de la fusión de capital dominicano con la empresa multinacional chilena Hernan Briones y Compañía. Es la primera empresa establecida en República Dominicana para la fabricación y reparación de transformadores de distribución eléctrica. En el año 1979 la empresa adquirió las maquinarias y equipos de la Canadian General Electric, asesorados por la firma canadiense Ferranti Packard Transformers, introduciendo en el mercado los transformadores Pad Mounted, siendo nuevamente los pioneros en el

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rango. A finales de los años 80 EMINSA realiza sus primeras exportaciones a la República de Haití, así como a las isla de Turks & Caicos a través de un contratista eléctrico. En el 1996 firma un convenio de asistencia técnica y suministro de materia prima, especialmente en el área de subestación eléctrica y proyectos de generación, con la división internacional de Energy Internacional Corporation en Estado Unidos, firma con más de 100 años de experiencia.

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Conclusión Los

transformadores

son,

probablemente,

los

aparatos

electromagnéticos más ampliamente utilizados. Varían en su tamaño y deben diseñarse dependiendo de las funciones que realizan. Gracias a estos podemos hacer un uso de la energía eléctrica sin pedida notable por tensión y podemos el dispositivo eléctrico que funcione a cualquier diferencia de potencial.

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