▷ Transformador reductor: ¿cómo funciona? (Fórmula y principio de funcionamiento)

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

¿Qué es un transformador reductor?

Un transformador reductor es un tipo de transformador que convierte el alto voltaje (HV) y la baja corriente del lado primario del transformador al valor de bajo voltaje (LV) y alto valor de corriente en el lado secundario del transformador. Lo contrario de esto se conoce como transformador elevador .

Un transformador es un tipo de equipo eléctrico estático que transforma la energía eléctrica (de los devanados del lado primario) en energía magnética (en el núcleo magnético del transformador) y nuevamente en energía eléctrica (en el lado del transformador secundario). Un transformador reductor tiene una amplia variedad de aplicaciones en sistemas eléctricos y líneas de transmisión .

Cuando se trata del voltaje de operación, la aplicación del transformador elevador se puede dividir aproximadamente en dos grupos: LV (voltajes de hasta 1 kV) y aplicación de HV (voltajes por encima de 1 kV).

Así como los transformadores pueden reducir el voltaje, pasando de un voltaje del lado primario más alto a un voltaje del lado secundario más bajo, también pueden aumentar el voltaje, pasando de un voltaje del lado primario más bajo a un voltaje del lado secundario más alto. Estos se conocen como transformadores elevadores .

La relación de vueltas del transformador (n) para un transformador reductor es aproximadamente proporcional a la relación de voltaje:

$begin {align *} n = frac {V_ {P}} {V_ {S}} = frac {N_ {P}} {N_ {S}} end {align *}$

Donde V _{P, S} son voltajes y N _{P, S} son los números de vueltas en los lados primario (LV) y secundario (HV) respectivamente. El lado primario de un transformador reductor (lado HV) tiene un número mayor de vueltas que el lado secundario (lado LV).

Eso significa que la energía fluye desde el lado de alta tensión hacia el lado de baja tensión. El voltaje se reduce desde el voltaje primario (voltaje de entrada) al voltaje secundario (voltaje de salida) .

Esta ecuación se puede reorganizar para la fórmula del voltaje de salida (es decir, voltaje secundario). Esto a veces se conoce como la fórmula del transformador reductor :

$begin {align *} V_ {S} = frac {N_ {S} * V_ {P}} {N_ {P}} end {align *}$

Una calculadora de transformadores puede ayudarlo a calcular fácilmente la relación de vueltas del transformador y si el dispositivo es un transformador reductor o elevador.

La primera aplicación de BT se refiere a los transformadores en dispositivos electrónicos. El suministro de los circuitos electrónicos requiere un valor de voltaje bajo (por ejemplo, 5V, valores aún más bajos en la actualidad).

Se utiliza un transformador reductor para proporcionar este valor de voltaje bajo que es adecuado para el suministro de componentes electrónicos. Transforma la tensión doméstica (230/120 V) de primaria a baja tensión en el lado secundario que se utiliza para alimentación electrónica.

Si los dispositivos electrónicos están diseñados para tener una potencia nominal más alta, se utilizan transformadores con alta frecuencia de operación (kHz-s). Los transformadores con un valor de potencia nominal más alto y una frecuencia nominal de 50/60 Hz serían demasiado grandes y pesados. Además, los cargadores de batería de uso diario utilizan el transformador reductor en su diseño.

Aplicaciones de transformadores reductores

Los transformadores reductores tienen una función muy importante en un sistema eléctrico. Bajan el nivel de tensión y lo adaptan a los consumidores de energía. Se realiza en varios pasos que se describen a continuación:

Un sistema de transmisión de energía a larga distancia debe tener un nivel de voltaje lo más alto posible. Con alto voltaje y baja corriente, la pérdida de potencia de transmisión se reducirá significativamente. Se diseña una red eléctrica que tiene que estar conectada con el sistema de transmisión con los diferentes niveles de tensión. Los transformadores reductores se utilizan en la interconexión de sistemas de transmisión con diferentes niveles de voltaje. Disminuyen el nivel de voltaje de mayor a menor valor (por ejemplo, 765/220 kV, 410/220 kV, 220/110 kV). Estos transformadores son enormes y tienen una potencia nominal muy alta (incluso 1000 MVA). En este caso, cuando la relación de vueltas del transformador no es alta, se suelen instalar autotransformadores .
El siguiente paso de transformación del nivel de voltaje es adaptar el voltaje de transmisión al nivel de distribución. Las relaciones de tensión características, en este caso, son 220/20 kV, 110/20 kV (también se pueden encontrar las tensiones secundarias BT 35 kV y 10 kV). La potencia nominal de esos transformadores es de hasta 60 MVA (generalmente 20 MVA). El cambiador de tomas bajo carga casi siempre se instala en estos transformadores. La regulación de voltaje es la función principal del cambiador de tomas. En los EE. UU., El cambiador de tomas se basa en el lado de BT y, en el resto del mundo, principalmente en el lado del transformador de AT.

El paso final de transformación de voltaje es adaptar el voltaje al nivel de voltaje del hogar.Estos transformadores se conocen como pequeños transformadores de distribución con potencia nominal de hasta 5 MVA (en su mayoría por debajo de 1 MVA) y con valores de voltaje nominal de 35, 20, 10 kV en el lado de AT y 400/200 V en el lado de BT. Es notorio que esos transformadores tienen un
alta relación de vueltas. Suelen tener cambiador de tomas desenergizado con 5 posiciones de toma (posición +/- 2 tomas) y no tienen cambiador de tomas bajo carga.