Cambiador de tomas con carga y sin carga de transformador | OLTC y NLTC

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

El cambio de tomas en los transformadores es una operación esencial para ajustar el voltaje de salida, según las necesidades específicas de las cargas que se conectan a ellos. Los cambiadores de tomas son dispositivos electromecánicos que permiten el ajuste de las relaciones de transformación, cambiando la conexión del devanado secundario del transformador a diferentes tomas.

Existen dos tipos de cambiadores de tomas: los que se realizan con carga (OLTC, por sus siglas en inglés) y los que se realizan sin carga (NLTC, por sus siglas en inglés). Los OLTC son aquellos que permiten el cambio de tomas mientras el transformador está en pleno funcionamiento, es decir, con carga, y los NLTC son aquellos que permiten el cambio de tomas solo cuando el transformador está sin carga.

En esta presentación, se abordará en detalle los dos tipos de cambiadores de tomas, OLTC y NLTC, y su funcionamiento en los transformadores. También se discutirán las ventajas y desventajas de cada uno, así como los diferentes tipos de dispositivos de control y automatización utilizados en la operación de los cambiadores de tomas. Con esta información, se espera proporcionar una mejor comprensión de los cambiadores de tomas y su importancia en el funcionamiento de los transformadores.

Funcionamiento de los cambiadores de tomas con carga y sin carga de transformador.

Los cambiadores de tomas son dispositivos que se utilizan en los transformadores para cambiar el número de vueltas en los devanados del transformador. Estos dispositivos son muy útiles para ajustar la tensión de salida del transformador y para adaptar el transformador a diferentes cargas.

Cambiador de tomas sin carga (NLTC)

Un cambiador de tomas sin carga (NLTC) es un dispositivo que se utiliza para cambiar el número de vueltas en los devanados del transformador cuando este está sin carga. Este tipo de cambiador de tomas se utiliza para ajustar la tensión de salida del transformador en función de la carga que se va a conectar.

El funcionamiento de un cambiador de tomas sin carga es muy sencillo. Cuando se acciona el dispositivo, se desconecta el devanado del transformador y se conecta a otro devanado con un número diferente de vueltas. De esta forma, se ajusta la relación de transformación del transformador y se ajusta la tensión de salida.

Cambiador de tomas con carga (OLTC)

Un cambiador de tomas con carga (OLTC) es un dispositivo que se utiliza para cambiar el número de vueltas en los devanados del transformador cuando este está en carga. Este tipo de cambiador de tomas se utiliza para ajustar la tensión de salida del transformador en tiempo real.

El funcionamiento de un cambiador de tomas con carga es más complejo que el de un cambiador de tomas sin carga. Cuando se acciona el dispositivo, se desconecta temporalmente el devanado del transformador y se conecta a otro devanado con un número diferente de vueltas. Durante este proceso, se genera un arco eléctrico que debe ser controlado para evitar daños en el transformador.

Para controlar el arco eléctrico, los cambiadores de tomas con carga suelen utilizar un sistema de aceite o gas aislante que se encarga de enfriar el arco eléctrico y de extinguirlo. Además, estos dispositivos suelen estar equipados con sistemas de control y protección que evitan que se produzcan daños en el transformador.

Ejemplos de aplicaciones de los cambiadores de tomas

  • Los cambiadores de tomas se utilizan en los transformadores de distribución para ajustar la tensión de salida en función de la carga conectada.
  • Los cambiadores de tomas se utilizan en los transformadores de potencia para ajustar la tensión de salida en función de la carga conectada y para compensar la caída de tensión debida a la impedancia del transformador.
  • Los cambiadores de tomas se utilizan en los transformadores de corriente para ajustar la relación de transformación en función de la carga conectada.

Los cambiadores de tomas sin carga se utilizan para ajustar la tensión de salida del transformador cuando este está sin carga, mientras que los cambiadores de tomas con carga se utilizan para ajustar la tensión de salida del transformador en tiempo real.

Características y diferencias entre los cambiadores de tomas OLTC y NLTC.

Los cambiadores de tomas son componentes importantes en los transformadores que permiten ajustar la relación de transformación para adaptarse a las diferentes condiciones de carga. Hay dos tipos principales de cambiadores de tomas: OLTC y NLTC. Ambos tipos tienen sus propias características y diferencias únicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones.

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OLTC (Cambiador de tomas con carga)

El cambiador de tomas OLTC es capaz de cambiar las tomas del transformador mientras está en funcionamiento. Esto significa que el transformador no necesita apagarse para realizar el cambio de tomas. Algunas de las características de los cambiadores de tomas OLTC incluyen:

  • Capacidad para cambiar las tomas mientras el transformador está en funcionamiento.
  • Mayor número de tomas (hasta 33) para un ajuste más fino de la relación de transformación.
  • Mayor coste debido a la complejidad y el número de componentes.
  • Mayor mantenimiento debido a la complejidad y el número de componentes.

NLTC (Cambiador de tomas sin carga)

El cambiador de tomas NLTC solo puede cambiar las tomas del transformador cuando está apagado. Esto significa que el transformador debe apagarse antes de realizar el cambio de tomas. Algunas de las características de los cambiadores de tomas NLTC incluyen:

  • No es capaz de cambiar las tomas mientras el transformador está en funcionamiento.
  • Menor número de tomas (hasta 5) para un ajuste menos fino de la relación de transformación.
  • Menor coste debido a la simplicidad y el menor número de componentes.
  • Menor mantenimiento debido a la simplicidad y el menor número de componentes.

Es importante considerar la aplicación específica y las necesidades del transformador antes de elegir entre un cambiador de tomas OLTC o NLTC.

Montaje y mantenimiento de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC.

¿Qué son los cambiadores de tomas OLTC y NLTC?

Los cambiadores de tomas OLTC y NLTC son dispositivos que se utilizan para cambiar la relación de transformación de un transformador. Esto se logra a través de la selección de diferentes tomas en el devanado del transformador, lo que permite ajustar el voltaje de salida a diferentes niveles.

Montaje de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC

El montaje de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC es un proceso crítico que requiere atención y cuidado. A continuación se presentan los pasos generales que se deben seguir para el montaje exitoso de estos dispositivos:

  1. Antes de comenzar, asegúrese de que el transformador esté completamente desconectado de cualquier fuente de energía.
  2. Retire la cubierta del transformador y localice el cambiador de tomas.
  3. Desconecte los conectores eléctricos que sujetan el cambiador de tomas al devanado del transformador.
  4. Retire el cambiador de tomas del transformador y colóquelo en una superficie plana y limpia.
  5. Instale el nuevo cambiador de tomas siguiendo las instrucciones del fabricante.
  6. Vuelva a conectar los conectores eléctricos que sujetan el cambiador de tomas al devanado del transformador.
  7. Vuelva a colocar la cubierta del transformador y asegúrese de que esté firmemente fijada.
  8. Conecte el transformador a la fuente de energía y verifique que todo esté funcionando correctamente.

Mantenimiento de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC

El mantenimiento regular de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC es esencial para garantizar su correcto funcionamiento a largo plazo. Aquí hay algunos consejos útiles para el mantenimiento de estos dispositivos:

  • Inspeccione regularmente los conectores eléctricos que sujetan el cambiador de tomas al devanado del transformador para asegurarse de que estén limpios y firmemente sujetos.
  • Limpiar el cambiador de tomas regularmente para evitar la acumulación de polvo y otros contaminantes. Utilice un paño suave y seco para limpiar la superficie exterior del dispositivo.
  • Realizar pruebas de funcionamiento periódicas para asegurarse de que el cambiador de tomas esté funcionando correctamente y que no haya problemas de conexión eléctrica.
  • Realizar inspecciones visuales regulares para detectar cualquier signo de desgaste o daño en el cambiador de tomas.
  • Si se detecta algún problema, es importante solucionarlo lo antes posible para evitar daños mayores en el transformador.

Recuerde siempre seguir las instrucciones del fabricante y cumplir con todas las normas de seguridad al montar y mantener los cambiadores de tomas OLTC y NLTC.

Conclusiones

El montaje y mantenimiento adecuados son esenciales para garantizar el correcto funcionamiento a largo plazo de estos dispositivos. Siempre siga las instrucciones del fabricante y cumpla con todas las normas de seguridad para evitar lesiones o daños en el transformador.

Utilización de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC en sistemas de distribución eléctrica.

Los cambiadores de tomas OLTC (On Load Tap Changer) y NLTC (No Load Tap Changer) son dispositivos utilizados en los transformadores de potencia para ajustar el nivel de voltaje de salida. El objetivo principal de estos cambiadores es garantizar la estabilidad del sistema de distribución eléctrica y evitar sobrecargas en la red.

¿Qué es un cambiador de tomas?

Un cambiador de tomas es un dispositivo que se utiliza en los transformadores de potencia para ajustar el nivel de voltaje de salida. Los transformadores de potencia tienen varias tomas en el devanado secundario, y cada una de ellas proporciona un nivel de voltaje diferente. Al cambiar la toma conectada a la carga, se puede ajustar el nivel de voltaje de salida del transformador.

OLTC vs NLTC

Existen dos tipos de cambiadores de tomas: OLTC (On Load Tap Changer) y NLTC (No Load Tap Changer).

Un OLTC permite cambiar la toma mientras el transformador está en funcionamiento, es decir, con carga. Esto se logra mediante el uso de interruptores especiales que permiten cambiar la conexión de la carga de una toma a otra sin interrumpir el flujo de energía. Los OLTC se utilizan en sistemas de distribución eléctrica donde es necesario ajustar el voltaje de salida en tiempo real.

Un NLTC, por otro lado, permite cambiar la toma mientras el transformador está en reposo, es decir, sin carga. Esto se logra mediante el uso de interruptores especiales que conectan temporalmente el devanado secundario a una toma diferente. Los NLTC se utilizan en sistemas de distribución eléctrica donde es posible interrumpir el suministro de energía durante un corto período de tiempo para realizar el cambio de toma.

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Utilización de los OLTC y NLTC en sistemas de distribución eléctrica

Los OLTC y NLTC se utilizan en sistemas de distribución eléctrica para ajustar el voltaje de salida de los transformadores de potencia y garantizar la estabilidad del sistema. Al ajustar el voltaje de salida, es posible evitar sobrecargas en la red y garantizar un suministro de energía constante y estable.

Las aplicaciones típicas de los OLTC y NLTC en sistemas de distribución eléctrica incluyen:

  • Ajuste de voltaje en tiempo real para satisfacer las demandas de carga cambiantes.
  • Compensación de caídas de voltaje en las líneas de transmisión.
  • Reducción de la carga en los transformadores durante períodos de baja demanda para ahorrar energía.
  • Protección contra sobrecargas en la red.

Beneficios de los OLTC y NLTC

Los OLTC y NLTC tienen varios beneficios en sistemas de distribución eléctrica, incluyendo:

  • Mejora de la estabilidad del sistema.
  • Reducción de los costos de energía al ajustar el nivel de voltaje de salida en función de las demandas de carga cambiantes.
  • Mayor vida útil del transformador al reducir el estrés en los devanados debido a sobrecargas.
  • Reducir el riesgo de fallas en el sistema debido a sobrecargas.

Al ajustar el voltaje de salida de los transformadores de potencia, es posible satisfacer las demandas de carga cambiantes y garantizar un suministro de energía constante y estable.

Aplicaciones de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC en la industria.

Los cambiadores de tomas son dispositivos utilizados en transformadores eléctricos para cambiar los niveles de voltaje de salida. Estos dispositivos son muy importantes en la industria debido a su capacidad para ajustar la potencia eléctrica suministrada a una carga determinada.

Cambiadores de tomas con carga

Los cambiadores de tomas con carga (OLTC) son dispositivos que permiten cambiar las tomas de un transformador mientras este se encuentra en operación. Esto significa que no se necesita apagar el transformador para realizar el cambio de tomas, lo que puede ser muy importante en aplicaciones en las que la continuidad del suministro eléctrico es crítica.

Algunas de las aplicaciones de los cambiadores de tomas con carga en la industria son:

  • Regulación de la tensión eléctrica en redes eléctricas de alta tensión.
  • Control de la potencia suministrada a grandes motores eléctricos.
  • Suministro de energía eléctrica a grandes edificios y centros comerciales.
  • Aplicaciones en la industria petroquímica y en refinerías de petróleo.

Cambiadores de tomas sin carga

Los cambiadores de tomas sin carga (NLTC) son dispositivos que se utilizan para cambiar las tomas de un transformador mientras este se encuentra apagado. Esto significa que se necesita apagar el transformador para realizar el cambio de tomas, lo que puede ser una desventaja en aplicaciones en las que la continuidad del suministro eléctrico es crítica.

Algunas de las aplicaciones de los cambiadores de tomas sin carga en la industria son:

  • Ajuste de la relación de transformación en transformadores de potencia.
  • Control de la tensión eléctrica en transformadores de distribución.
  • Aplicaciones en la industria de generación de energía eléctrica.
  • Control de la corriente eléctrica en sistemas de iluminación pública.

Impacto ambiental y seguridad de los cambiadores de tomas OLTC y NLTC.

Los cambiadores de tomas OLTC y NLTC son componentes esenciales en los transformadores eléctricos, ya que permiten ajustar la relación de transformación y, por lo tanto, la tensión de salida. Sin embargo, su uso también tiene un impacto ambiental y puede presentar riesgos para la seguridad.

Impacto ambiental

El uso de cambiadores de tomas OLTC y NLTC puede tener los siguientes impactos ambientales:

  • Pérdidas energéticas: Los cambiadores de tomas pueden generar pérdidas energéticas en el transformador, lo que significa que se necesita más energía para obtener la misma salida de tensión. Esto se traduce en un mayor consumo de energía y, por lo tanto, en una mayor emisión de gases de efecto invernadero.
  • Generación de residuos: Algunos componentes de los cambiadores de tomas, como los aceites aislantes, pueden ser contaminantes y deben ser gestionados adecuadamente al final de su vida útil.

Seguridad

El uso de cambiadores de tomas también puede presentar riesgos para la seguridad, como los siguientes:

  • Incendios: El uso de aceites aislantes en los cambiadores de tomas OLTC y NLTC puede representar un riesgo de incendio si se produce una fuga de aceite y entra en contacto con una fuente de ignición.
  • Descargas eléctricas: Los cambiadores de tomas OLTC y NLTC están diseñados para manejar grandes cantidades de energía y, por lo tanto, pueden representar un riesgo de descargas eléctricas si no se manejan adecuadamente.

Es importante tomar medidas para minimizar estos impactos y riesgos, como una adecuada gestión de residuos y mantenimiento regular.

Estudios de casos de los cambiadores de

Estudios de casos de los cambiadores de tomas con carga y sin carga de transformador | OLTC y NLTC

Los cambiadores de tomas de transformador son dispositivos esenciales para ajustar el voltaje de salida en transformadores. Entre ellos, existen dos tipos principales: los cambiadores de tomas con carga (OLTC) y los cambiadores de tomas sin carga (NLTC).

A continuación, se presentan algunos estudios de casos para ambos tipos de cambiadores de tomas:

Cambiadores de tomas con carga (OLTC)

Caso 1: Una empresa de generación de energía eléctrica en Brasil necesitaba reemplazar su OLTC antiguo por uno nuevo para mejorar la eficiencia y reducir los costos de mantenimiento. Se eligió un modelo de OLTC con controlador digital, que permitió una mayor precisión en el ajuste de la tensión y una mejor supervisión del rendimiento del transformador. Como resultado, la empresa logró reducir los costos de mantenimiento en un 40%.

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Caso 2: Una planta de energía en India experimentó fallas recurrentes en su OLTC, lo que provocó interrupciones en el suministro de energía y pérdidas económicas. Después de una investigación detallada, se descubrió que las fallas se debían a una mala calidad del aceite aislante del transformador. Después de cambiar el aceite y reemplazar el OLTC por uno nuevo, las fallas desaparecieron y la planta pudo operar de manera estable nuevamente.

Cambiadores de tomas sin carga (NLTC)

Caso 1: Una empresa de energía en China implementó un NLTC en un transformador de alta potencia para mejorar la eficiencia energética. El NLTC permitió ajustar las tomas del transformador sin interrupciones en el suministro de energía, lo que permitió una mayor flexibilidad en la gestión de la red eléctrica. Como resultado, la empresa logró un ahorro de energía del 10%.

Caso 2: Una central eléctrica en Estados Unidos experimentó una sobrecarga en uno de sus transformadores debido a una mayor demanda de energía. Para evitar daños permanentes al transformador, se instaló un NLTC para ajustar las tomas y reducir la carga. Esto permitió que el transformador operara dentro de los límites seguros y evitó posibles interrupciones en el suministro de energía.

Los estudios de casos anteriores demuestran cómo estos dispositivos pueden mejorar la gestión de la red eléctrica y reducir los costos de mantenimiento y reparación.

Estudios de casos de los cambiadores de

Estudios de casos de los cambiadores de tomas con carga y sin carga de transformador | OLTC y NLTC

Los cambiadores de tomas de transformador son dispositivos esenciales para ajustar el voltaje de salida en transformadores. Entre ellos, existen dos tipos principales: los cambiadores de tomas con carga (OLTC) y los cambiadores de tomas sin carga (NLTC).

A continuación, se presentan algunos estudios de casos para ambos tipos de cambiadores de tomas:

Cambiadores de tomas con carga (OLTC)

Caso 1: Una empresa de generación de energía eléctrica en Brasil necesitaba reemplazar su OLTC antiguo por uno nuevo para mejorar la eficiencia y reducir los costos de mantenimiento. Se eligió un modelo de OLTC con controlador digital, que permitió una mayor precisión en el ajuste de la tensión y una mejor supervisión del rendimiento del transformador. Como resultado, la empresa logró reducir los costos de mantenimiento en un 40%.

Caso 2: Una planta de energía en India experimentó fallas recurrentes en su OLTC, lo que provocó interrupciones en el suministro de energía y pérdidas económicas. Después de una investigación detallada, se descubrió que las fallas se debían a una mala calidad del aceite aislante del transformador. Después de cambiar el aceite y reemplazar el OLTC por uno nuevo, las fallas desaparecieron y la planta pudo operar de manera estable nuevamente.

Cambiadores de tomas sin carga (NLTC)

Caso 1: Una empresa de energía en China implementó un NLTC en un transformador de alta potencia para mejorar la eficiencia energética. El NLTC permitió ajustar las tomas del transformador sin interrupciones en el suministro de energía, lo que permitió una mayor flexibilidad en la gestión de la red eléctrica. Como resultado, la empresa logró un ahorro de energía del 10%.

Caso 2: Una central eléctrica en Estados Unidos experimentó una sobrecarga en uno de sus transformadores debido a una mayor demanda de energía. Para evitar daños permanentes al transformador, se instaló un NLTC para ajustar las tomas y reducir la carga. Esto permitió que el transformador operara dentro de los límites seguros y evitó posibles interrupciones en el suministro de energía.

Los estudios de casos anteriores demuestran cómo estos dispositivos pueden mejorar la gestión de la red eléctrica y reducir los costos de mantenimiento y reparación.

En conclusión, el cambiador de tomas con carga y sin carga de transformador, también conocido como OLTC y NLTC, son elementos fundamentales en la operación y mantenimiento de los transformadores de potencia. Su correcto funcionamiento garantiza una mayor eficiencia energética, reducción de costos y una mayor vida útil del transformador. Es importante destacar que su selección y diseño deben ser cuidadosamente evaluados para cumplir con las necesidades específicas de cada aplicación. En resumen, el uso de estos componentes en la industria eléctrica es crucial para asegurar un suministro de energía de calidad y seguro para todos.

En conclusión, el cambiador de tomas con carga y sin carga de transformador, también conocido como OLTC y NLTC respectivamente, son dos sistemas que permiten la regulación del voltaje en transformadores de potencia. Ambos tienen sus ventajas y desventajas, y la elección de uno u otro dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación. En cualquier caso, es importante contar con un sistema de regulación de voltaje confiable y eficiente para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos eléctricos y la seguridad de las personas.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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