Funcionamiento de un Transformador Eléctrico

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FUNCIONAMIENTO DE UN TRASFORMADOR ELECTRICO
Un transformador a aquella máquina diseñada especialmente para variar algunas de las funciones de la corriente alterna, como el voltaje o la intensidad, y que, en caso de funcionar adecuadamente, mantiene constante la frecuencia y la potencia. Esto lo logra convirtiendo la electricidad que llega al devanado de entrada en magnetismo, para posteriormente volver a convertirla en electricidad en el devanado de salida. 
Los elementos básicos que componen un transformador son dos: el núcleo y los devanados. El núcleo, como su nombre lo indica, es el elemento central del transformador y es la parte por la que es conducido el flujo magnético en el que se transforma la electricidad una vez ingresada al transformador. El núcleo se compone de columnas en las que se montan los devanados, estas columnas se unen entre ellas mediante culatas. El núcleo actúa como conductor magnético y debe estar fabricado con chapas de acero de silicio con aislamiento entre ellas.
Los devanados se componen de un par de bobinas: la primaria y la secundaria, siendo la primaria por la que se aplica la tensión de entrada al transformador, y la secundaria por la que se obtiene la tensión de salida. La relación existente entre las vueltas del hilo de cobre en la bobina primaria y secundaria determina la relación de transformación y en todo caso, el hilo de cobre debe estar recubierto de una capa aislante, siendo el barniz el aislante que se utiliza más comúnmente.
El funcionamiento de un transformador tiene sus bases en la inducción electromagnética. Esto explica que al momento de aplicar una tensión en el devanado primario, es decir, una fuerza electromotriz, se origine un flujo magnético en el núcleo del equipo. Es este flujo el que origina la fuerza electromagnética que viaja desde el devanado primario hasta el secundario. Pero hay un detalle fundamental para el funcionamiento de un transformador y es que la corriente que recibe debe ser del tipo alterna, pues de otro modo no se producirá la variación de flujo entre el devanado primario y el secundario.
Una vez explicadas las bases de su funcionamiento podemos comenzar con la presentación de los diferentes tipos de transformadores eléctricos, los que para su fácil identificación se clasifican en dos grandes grupos: de potencia y de medida. La diferencia entre ellos es que, mientras que con el transformador de potencia se varían los valores de tensión en el circuito de corriente alterna sin que la potencia presente modificaciones, con un transformador de medida se varían los valores de grandes tensiones con el fin de poder medirlas sin peligro.
En el primer grupo encontramos los transformadores eléctricos elevadores, los reductores, los autotransformadores y los de potencia con derivación. Un transformador eléctrico elevador sirve para aumentar el voltaje de entrada al momento de salir por el devanador secundario, por lo que el número de vueltas del hilo de cobre en el embobinado secundario debe ser mayor que en el primario. Por su parte, un transformador eléctrico reductor funciona a la inversa, es decir, disminuyendo el voltaje de salida en relación con el voltaje de entrada gracias al menor número de vueltas al hilo de cobre que presenta en el embobinado o devanado secundario. Cabe mencionar que cualquier transformador puede actuar como elevador o reductor dependiendo de la manera en que se haga la instalación del mismo.
En los casos en que únicamente se requiera cambiar el valor del voltaje mínimamente se recomienda usar un autotransformador. El autotransformador funciona por el montaje de bobinas de manera sumatoria, de forma que la tensión de entrada sólo recorre un determinado número de espiras en el embobinado primario, pero hace el recorrido completo del embobinado secundario, en pocas palabras: la tensión ingresa al transformador en un punto intermedio de la bobina primaria.
El último tipo de transformador de potencia es el de derivación, que no es más que un transformador elevador o reductor con un número de espiras variable dependiendo de las necesidades del sistema eléctrico. Para hacer el ajuste en el número de espiras es necesario que el transformador no esté en marcha y se recomienda que la diferencia de valores se maneje en un rango de 2,5%.
En la categoría de transformadores de medida encontramos los de intensidad y los de potencial. Un transformador de intensidad funciona tomando una muestra de la corriente en el devanado primario para reducirlo hasta un nivel que resulte seguro de medir.
 Para lograr esto presenta algunas variaciones respecto al diseño básico de un transformador: el devanado secundario se enrolla en un anillo ferromagnético por el que pasa el devanado primario, el que está compuesto por un solo conductor. El anillo ferromagnético de este tipo de transformador es el encargado de recoger la muestra del flujo magnético del devanado primario para inducir una tensión y hacer que la corriente circule por la bobina del devanado secundario. El caso del transformador eléctrico potencial es un poco diferente pues se compone de un devanado primario de alta tensión y un devanado secundario de baja tensión, esto con el fin de permitir que la muestra del primero pueda ser medida.
Además de los tipos de transformadores que acabamos de mencionar existen los trifásicos, los que se construyen usando tres monofásicos o bien, utilizando tres bobinas conectadas a un núcleo común. Los trifásicos son los más utilizados debido a que tanto la generación de electricidad como su transporte se realiza de forma trifásica, y son los compuestos por tres bobinas los más comúnmente empleados al ser más pequeños, económicos y porque ofrecen mayor eficiencia.
Esquema básico y funcionamiento del transformador
Esquema interno del transformador
Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal
Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.
Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.
La relación de transformación del transformador eléctrico
Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la relación de transformación de este elemento. 
Formula de la relación de transformación por Endesa Educa
Donde N p es el número de vueltas del devanado del primario, N s el número de vueltas del secundario, V p la tensión aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario, I s la intensidad que llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relación de transformación.
TIPOS DE TRANSFORMADORES ELECTRICOS, CLASIFICACION POR POTENCIA, ENFRIAMIENTO, NIVELES DE TENSION.
Tipos de transformadores 
Existen diferentes tipos de transformadores y diversas formas de clasificar a los transformadores. Tanto como por su funcionalidad (de potencia, comunicaciones, de media), por sus aplicaciones (reductor de voltaje, de aislamiento, de impedancia), entre otros diferentes tipos de clasificaciones.
Tipos de transformadores
Por su fase (monofásico, trifásico)
Autotransformador
Impedancia
Potencia
Comunicaciones
Medida
Elevador/reductor de voltaje
Aislamiento
Alimentación
Con diodo dividido
Frecuencia variable
Pulsos
De línea o flyback
Híbrido
Balun
Por su fase
Monofásicos
Los transformadores monofásicos son empleados frecuentemente para suministrar energía eléctrica para alumbrado residencial, toma-corrientes, acondicionamiento de aire, y calefacción.
Trifásicos
Es el de más extensa aplicación en los sistemas de transporte y distribución de energía eléctrica. Este tipo de transformadores se construyenpara potencias nominales también elevadas. Se puede decir que está constituido por tres transformadores monofásicos montados en un núcleo magnético común. 
Autotransformador
El autotransformador puede ser considerado simultáneamente como un caso particular del transformador o del bobinado con núcleo de hierro. Tiene un solo bobinado arrollado sobre el núcleo, pero dispone de cuatro bornes, dos para cada circuito, y por ello presenta puntos en común con el transformador. El principio de funcionamiento es el mismo que el de el transformador común.
Transformador de impedancia
Este tipo de transformador se emplea para adaptar antenas y líneas de transmisión
(tarjetas de red, teléfonos, etc. .) y era imprescindible en los amplificadores de válvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces.
Los transformadores de impedancia se construyen generalmente a partir de un núcleo de ferrita o hierro pulverizado que puede encontrarse en forma de anillo, toroide o barra casi siempre cilíndrica.
De potencia
Son los que se utilizan en las subestaciones y transformación de energía en alta y media tensión. Son Dispositivos de grandes tamaños, los transformadores de potencia deben ser muy eficientes y deben disipar la menor cantidad posible de energía en forma de calor durante el proceso de transformación.
Las tasas de eficacia se encuentran normalmente por encima del 99% y se obtienen utilizando aleaciones especiales de acero para acoplar los campos magnéticos inducidos entre las bobinas primaria y secundaria.
Comunicaciones 
Previstos para trabajar con tensiones y frecuencias variables. Se emplean, fundamentalmente, en aplicaciones electrónicas.
De medida
Los transformadores de medida permiten aislar los dispositivos de medición y protección de la alta tensión. Trabajan con corrientes o tensiones proporcionales las cuales son objeto de monitoreo, y consiguen evitar perturbaciones que los campos magnéticos pueden producir sobre los instrumentos de medición.
Elevador/Reductor de voltaje
Los Transformadores Reductores y Elevadores permiten a los operadores aumentar o disminuir la tensión eléctrica (VCA) para coincidir con los requisitos de carga.
De aislamiento
Los transformadores de aislamiento tienen una relación de 1:1 entre sus devanados primario y secundario. Lo que significa que ambos devanados tienen las mismas espiras (vueltas), por lo cual su salida entrega el mismo voltaje que se aplico a la entrada. Se utiliza principalmente como medida de protección. 
De alimentación
Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorpora un fusible térmico que corta su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva, evitando que éste se queme. Es utilizado principalmente para alimentar circuitos electrónicos.
Con diodo divido
Es un tipo de transformador de línea que incorpora diodos rectificadores para proporcionar la tensión continua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo dividido porque está formado por varios diodos más 
pequeños repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar una tensión inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al ánodo del tubo, sin diodo ni triplicador.
De frecuencia variable
Son pequeños transformadores de núcleo de hierro que funcionan en la banda de audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrónicos para comunicaciones, medidas y control.
De pulsos
Un transformador de pulso es un transformador mejorado que produce pulsos eléctricos de gran velocidad y amplitud constante. Suelen utilizarse en la transmisión de información digital y en transistores (especialmente con circuitos conductores de compuerta).
flyback
Es un caso particular de transformador de pulsos. Se emplea en los televisores con tubo de rayos catódicos para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión horizontal. Además, suele proporcionar otras tensiones para el tubo (foco, filamento, etc.). Tiene la característica de mantener diferentes niveles de potencia de salida debido a sus diferentes arreglos entre sus bobinados.
Híbrido
Es un transformador de aplicación en los teléfonos, tarjetas de red, etc. Este transformador se encarga de dividir las señales de entrada y las de salida. Convierte la comunicación bidireccional sobre dos hilos en dos conexiones unidireccionales a dos hilos, que entonces se le conoce como comunicación a 4 hilos.
 
Balun 
Es muy utilizado como balun para transformar líneas equilibradas en no equilibradas y viceversa. La línea se equilibra conectando a la toma intermedia del secundario del transformador.
 
Tipos de transformadores:
Transformadores de potencia
Se utilizan para sub-transmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de generación y en grandes usuarios. Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.
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.
Transformadores secos
Los transformadores de distribución de este rango se utilizan para reducir las tensiones de distribución suministradas por las compañías eléctricas a niveles de baja tensión para la distribución de potencia principalmente en áreas metropolitanas (edificios públicos, oficinas, subestaciones de distribución) y para aplicaciones industriales.
Los transformadores secos son ideales para estas aplicaciones porque pueden ser ubicados cerca del punto de utilización de la potencia lo cual permitirá optimizar el sistema de diseño minimizando los circuitos de baja tensión y alta intensidad con los correspondientes ahorros en pérdidas y conexiones de baja tensión. Los transformadores secos son medioambientalmente seguros, proporcionan un excelente comportamiento a los cortocircuitos y robustez mecánica, sin peligro de fugas de ningún tipo de líquidos, sin peligro de fuego o explosión y son apropiados para aplicaciones interiores o exteriores.
Los transformadores de tipo seco encapsulado al vacío están diseñados a prueba de humedad y son adecuados para funcionar en ambientes húmedos o muy contaminados. Son los transformadores idóneos para funcionar en ambientes que presenten una humedad superior al 95 % y en temperaturas por debajo de los -25 °C.
Transformadores húmedos
Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.
En este tipo de transformador el circuito magnético y los arrollamientos están sumergidos en un líquido aislante como el aceite. Este puede ser de tipo mineral, de silicona, éster o vegetal. La elección del aceite está vinculada al tipo de instalación y a la necesidad específica del cliente en caso de que se requiera asegurar garantías particulares en cuanto a impacto medioambiental o seguridad en caso de incendio.
La principal desventaja, es la relativamente baja temperatura de inflamación del aceite, y por tanto el riesgo de incendiocon desprendimiento elevado de humos. Según la norma UNE, el valor mínimo admisible de la temperatura de inflamación del aceite para transformadores, es de 140 ºC. Por este motivo (también por razones medioambientales), debajo de cada transformador, debe disponerse un pozo o depósito colector, de capacidad suficiente para la totalidad del aceite del transformador, a fin de que, en caso de fuga de aceite, por ejemplo, por fisuras o rotura en la caja del transformador, el aceite se colecte y se recoja en dicho depósito.
Transformadores Herméticos de Llenado Integral
 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.
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.
Transformadores Rurales
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.
Transformadores Subterráneos
Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.
Transformadores Auto Protegidos
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 posee 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.
Autotransformadores
Los autotransformadores se usan normalmente para conectar dos sistemas de transmisión de tensiones diferentes, frecuentemente con un devanado terciario en triángulo. De manera parecida, los autotransformadores son adecuados como transformadores elevadores de centrales cuando se desea alimentar dos sistemas de transporte diferentes. En este caso el devanado terciario en triángulo es un devanado de plena capacidad conectado al generador y los dos sistemas de transporte se conectan al devanado, autotransformador. El autotransformador no sólo presenta menores pérdidas que el transformador normal, sino que su menor tamaño y peso permiten el transporte  de potencias superiores.
Transformadores de corriente
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 200 VA, dependiendo su función.
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.
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 qué tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicación especial.
Tipos de Enfriamiento en Transformadores
El método de enfriamiento de un transformador es muy importante, ya que la disipación del calor, influye mucho en su tiempo de vida y capacidad de carga, así como en el área de su instalación y su costo. De acuerdo a las normas americanas se han definido algunos métodos de enfriamiento, mismos que se usan en México y son los siguientes:
1. Tipo AA
Transformadores tipo seco con enfriamiento propio, estos transformadores no contienen aceite ni otros líquidos para enfriamiento, el aire es también el medio aislante que rodea el núcleo y las bobinas, por lo general se fabrican con capacidades inferiores a 2,000 kVA y voltajes menores de 15 kV.
2. Tipo AFA
Transformadores tipo seco con enfriamiento por aire forzado, se emplea para aumentar la potencia disponible de los tipo AA y su capacidad se basa en la posibilidad de disipación de calor por medio de ventiladores o sopladores.
3. Tipo AA/FA
Transformadores tipo seco con enfriamiento natural y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador tipo AA al que se le adicionan ventiladores para aumentar su capacidad de disipación de calor.
4. Tipo OA
Transformador sumergido en aceite con enfriamiento natural, en estos transformadores el aceite aislante circula por convección natural dentro de una tanque que tiene paredes lisas o corugadas o bien provistos con tubos radiadores. Esta solución se adopta para transformadores de más de 50 kVA con voltajes superiores a 15 kV.
5. Tipo OA/FA
Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador OA con la adición de ventiladores para aumentar la capacidad de disipación de calor en las superficies de enfriamiento.
6. Tipo OA/FOA/FOA
Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio/con aceite forzado – aire forzado/con aceite forzado/aire forzado. Con este tipo de enfriamiento se trata de incrementar el régimen de carga de transformador tipo OA por medio del empleo combinado de bombas y ventiladores. El aumento de la capacidad se hace en dos pasos:
Se usan la mitad de los radiadores y la mitad de las bombas con lo que se logra aumentar en 1.33 veces la capacidad del tipo OA,
Se hace trabajar la totalidad de los radiadores y bombas con lo que se logra un aumento de 1.667 veces la capacidad del OA. Se fabrican en capacidades de 10,000 kVA monofásicos y 15,000 kVA trifásicos.
7. Tipo FOA
Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por aceite forzado y de aire forzado. Estos transformadores pueden absorber cualquier carga de pico a plena capacidad ya que se usa con los ventiladores y las bombas de aceite trabajando al mismo tiempo.
8. Tipo OW
Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por agua, en estos transformadores el agua de enfriamiento es conducida por serpentines, los cuales están en contacto con el aceite aislante del transformador y se drena por gravedad o por medio de una bomba independiente, el aceite circula alrededor de los serpentines por convección natural.
9. Tipo FOW
Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento de aceite forzado y con enfriadores de agua forzada. Este tipo de transformadores es prácticamente igual que el FO, sólo que el cambiador de calor es del tipo agua – aceite y se hace el enfriamiento por agua sin tener ventiladores.
NIVELES DE TENSION
A los efectos de la presente reglamentación se consideranlos siguientes niveles de tensión: 
a) Muy baja tensión (MBT): Corresponde a las tensiones hasta 50 V. en corriente continua o iguales valores eficaces entre fases en corriente alterna. 
b) Baja tensión (BT): Corresponde a tensiones por encima de 50 V., y hasta 1000 V, en corriente continua o iguales valores eficaces entre fases en corriente alterna. 
c) Media tensión (MT): Corresponde a tensiones por encima de 1000 V. y hasta 33000 V. inclusive. 
d) Alta tensión (AT): Corresponde a tensiones por encima de 33000 V. 1.1.2. Tensión de seguridad. 
1.1.2. Tensión de seguridad.
En los ambientes secos y húmedos se considerará como tensión de seguridad hasta 24 V. respecto a tierra.
	Nivel de tensión
	Distancia mínima
	
	0 a 50 kV.
	ninguna
	más de
	50 V. hasta 1 kV.
	0,80 m
	
	1 kV. hasta 33 kV.
	0,80 m (1)
	
	33 kV. hasta 66 kV.
	0,90 m (2)
	
	66 kV. hasta 132 kV.
	1,50 m (2)
	
	132 kV. hasta 150 kV.
	1,65 m (2)
	
	150 kV. hasta 220 kV.
	2,10 m (2)
	
	220 kV. hasta 330 kV.
	2,90 m (2)
	
	330 kV. hasta 500 kV.
	3,60 m (2)
Alta tensión. 
Se emplea para transportar altas tensiones a grandes distancias, desde las centrales generadoras hasta las subestaciones de transformadores. Su transportación se efectúa utilizando gruesos cables que cuelgan de grandes aisladores sujetos a altas torres metálicas. Las altas tensiones son aquellas que superan los 25 kV (kilovolt).
Media tensión. 
Son tensiones mayores de 1 kV y menores de 25 kV. Se emplea para transportar tensiones medias desde las subestaciones hasta las subestaciones o bancos de transformadores de baja tensión, a partir de los cuales se suministra la corriente eléctrica a las ciudades. Los cables de media tensión pueden ir colgados en torres metálicas, soportados en postes de madera o cemento, o encontrarse enterrados, como ocurre en la mayoría de las grandes ciudades.
Baja tensión. 
Tensiones inferiores a 1 kV que se reducen todavía más para que se puedan emplear en la industria, el alumbrado público y el hogar. Las tensiones más utilizadas en la industria son 220 y 440 volts de corriente alterna y en los hogares entre 110 y 120 volts para la mayoría de los países de América y 220 volts para Europa.
Hay que destacar que las tensiones que se utilizan en la industria y la que llega a nuestras casas son alterna (C.A.), cuya frecuencia en América es de 60 ciclos o hertz (Hz), y en Europa de 50 ciclos o hertz.
	TRASFORMADOR MONOFASICO
Transformador eléctrico monofásico de núcleo cerrado de acero al silicio, donde se muestran dos devanados o enrollados de alambre de cobre desnudo, protegido con barniz aislante. Uno de esos corresponde al “enrollado primario” o de entrada de la corriente alterna y el otro al “enrollado secundario” o de SALIDA de la propia corriente, una vez que el valor de la tensión ha sido aumentado o disminuido, de acuerdo con el tipo de transformador que se utilice, decir, si es “reductor de tensión” o si, por el contrario, es “elevador de tensión”.
 
	Pequeño transformador reductor de voltaje sin la cubierta plástica de protección. Se pueden apreciar las espiras de alambre de cobre desnudo de uno de sus devanados o enrollados. El alambre de cobre utilizado, tanto en el enrollado primario como en el secundario, se encuentra protegido por una capa de barniz aislante para evitar que se produzcan cortos circuitos entre las espiras.
	
	
 
	Desde el punto de vista constructivo la mayoría de los transformadores eléctricos, independientemente de su tamaño, poseen como mínimo dos devanados o enrollados de alambre de cobre desnudo protegido por una fina capa de barniz aislante. El grosor o diámetro del alambre utilizado para cada enrollado dependerá del flujo máximo de corriente eléctrica en amperes (A) que debe soportar el transformador sin llegar a quemarse cuando le conectamos una resistencia, carga o consumidor eléctrico, de acuerdo con el cálculo que previamente realizó el fabricante cuando determinó su capacidad de trabajo. Ambos enrollados van colocados alrededor de un núcleo de acero al silicio que forma parte del cuerpo del transformador.
En la mayoría de los transformadores, el devanado que posee mayor número de vueltas generalmente corresponde al “enrollado primario” o de entrada “E” de la corriente que se va a transformar y corresponde al voltaje más alto. El devanado que posee menor número de vueltas es el “enrollado secundario” o de salida “S” de la corriente eléctrica ya transformada o modificada y corresponde al voltaje más bajo. En este caso el transformador trabajará como "reductor de tensión".
En algunos transformadores los dos enrollados se encuentran situados uno junto al otro por separado, pero en la mayoría de los casos después que se ha colocado el primer enrollado alrededor del núcleo, se coloca el segundo encima de éste, manteniendo independientes las correspondientes conexiones exteriores de entrada y salida de la corriente eléctrica.
 
	
	
	Transformador eléctrico monofásico donde se muestran sus dos enrollados. Como se observa, ambos enrollados se encuentran separados uno del otro, pero formando parte del mismo núcleo de acero al silicio. En el enrollado primario o de entrada “E” se conecta   la fuente.  de suministro de tensión de corriente alterna, mientras- que en el enrollado secundario o de salida “S”se conecta-  la carga, en este. caso una resistencia (R).
 
	La carga o consumidor de energía eléctrica se conecta siempre al transformador en el circuito correspondiente al enrollado secundario o de salida “S”, ya sea éste reductor o elevador de tensión. La longitud y grosor del alambre de cobre del enrollado primario y secundario que utiliza, lo calcula el fabricante para que su salida “S” pueda entregar la tensión y capacidad que requiere la carga que se le va a conectar, siempre que los watts (W) o kilowatt (kW) de consumo no superen lo admitido. Cuando el consumo en watt o kilowatt de la carga instalada supera la que puede soportar el transformador, en el mejor de los casos se produce una caída de voltaje en el enrollado de salida, mientras que en el peor uno o los dos enrollados se queman si la temperatura que produce la circulación del flujo de la corriente en ampere (A) por dichos enrollados supera los límites de seguridad que permite el barniz aislante del alambre de cobre. En ese caso las espiras del alambre se ponen en corto circuito y el transformador queda inutilizado para continuar prestando servicio, por lo será necesario reponerlo por uno nuevo o sustituir en un taller los enrollados quemados. No obstante, esta última solución resulta a veces más costosa que comprar un transformador nuevo, sobre todo cuando son de pe 
TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
TIPO POSTE
Descripción general
Es un equipo diseñado para obtener su fuente de alimentación en las redes de distribución aérea. Está habilitado para ser instalado en poste o en una estructura similar y puede fabricarse tipo normal o costa, según las necesidades del usuario.
Características
El equipo puede fabricarse en cualquier capacidad solicitada por el usuario, desde 10 hasta 100 kVA.
Opera en cualquier voltaje de media tensión como 13,2 kV; 23 kV y 33 kV.
Los voltajes del secundario pueden diseñarse a cualquier valor requerido, siendo el estándar de fabricación 120/240 V.
Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (N.B.A.I) de 95 hasta 200 kV.
Frecuencia de operación estándar a 60 Hz.
Altitud de operación estándar 2 300 m s. n. m.
Conexión en YT y convencionales.
Cambiador de derivaciones de cinco posiciones de 2.5% cada una.
Interruptor termomagnético.
Puede disponerse en clima normal o cálido con aisladores aplicables para zonas de alta contaminación.
Boquillas tipo clema en media y baja tensión.
Por disposición del diseño el tanque tiene forma rectangular.
Clase de enfriamiento ONAN (autoenfriado en aceite mineral).
Tanque en acero al carbón o inoxidable, según las necesidades del usuarioqueño tamaño.TIPO PEDESTAL
Descripción general
Transformador formado en conjunto con un gabinete, en el cual se
incluyen accesorios para conectarse a sistemas de distribución subterránea
monofásico. Está diseñado para ser montado en un pedestal y servicio
intemperie.
Características
El equipo puede fabricarse en cualquier capacidad solicitada por el usuario, desde 15 hasta 100 kVA.
Opera en cualquier voltaje de media tensión como 13,2 kV; 22,86 kV y 33 kV.
Los voltajes del secundario pueden diseñarse a cualquier valor requerido, siendo el estándar de fabricación 240/120 V.
Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (N.B.A.I) de 95 hasta 150 kV.
Frecuencia de operación estándar a 60 Hz.
Altitud de operación estándar 2 300 m s. n. m.
Conexión en YT.
Cambiador de derivaciones de cinco posiciones de 2.5% cada una.
Interruptor termomagnético.
Indicador de falla.
Operación radial o anillo.
Puede disponerse en clima normal o cálido.
Boquillas tipo pozo en media tensión.
Boquillas cuadradas con opresores para cuatro circuitos en baja tensión.
Coordinación de protección por medio de fusible de expulsión tipo bayoneta.
Clase de enfriamiento ONAN (autoenfriado en aceite mineral).
Tanque en acero al carbón o inoxidable, según las necesidades del usuario
 TIPO SUMERGIBLE
Descripción general
Transformador diseñado para ser instalado en pozo o bóveda.
Ocasionalmente puede sufrir inundaciones, motivo por el cual sus accesorios
deben ser herméticos, a prueba de agua y de frente muerto para conectarse
en sistemas de distribución subterránea.
Características
El equipo puede fabricarse en cualquier capacidad solicitada por el usuario, desde 25 hasta 100 kVA.
Opera en cualquier voltaje de media tensión como 13,2 kV; 22,86 kV y 33 kV.
Los voltajes del secundario pueden diseñarse a cualquier valor requerido, siendo el estándar de fabricación 240/120 V.
Nivel Básico de Aislamiento al Impulso (N.B.A.I) de 95 hasta 150 kV.
Frecuencia de operación estándar a 60 Hz.
Altitud de operación estándar 2 300 m s. n. m.
Conexión en YT.
Cambiador de derivaciones de cinco posiciones de 2.5% cada una.
Operación radial o anillo.
Puede disponerse en clima normal o cálido.
Boquillas tipo pozo en media tensión.
Boquillas tipo muelle en baja tensión.
Coordinación de protección por medio de fusible de expulsión tipo bayoneta.
Seccionador monofásico de operación bajo carga.
Clase de enfriamiento ONAN (autoenfriado en aceite mineral).
Tanque en acero al carbón o inoxidable, según las necesidades del usuario.
	
 PLACA DE DATOS
El transformador es un tipo de máquina que se encuentra presente en todos los sistemas eléctricos. Destaca por su utilidad y por su alta eficiencia. Su principio de operación se basa en la inducción electromagnética. Aunque existen distintos tipos de transformadores, sus características técnicas son comunes para la gran mayoría. Estas particularidades se pueden encontrar en su placa de datos. Vamos a revisar una placa de datos de transformadores para entender o recordar a que se refiere cada uno de sus atributos técnicos.
3 Fases
Se refiere a que el transformador está estructurado para trabajar en un sistema trifásico, es decir, tres líneas de conexión más posiblemente un neutro.
KVA o Potencia nominal
Es la potencia a la que se encuentra diseñado el transformador para trabajar a plena carga. Sin embargo, es conveniente recordar que se recomienda operar los transformadores entre un 70% y 80% de su capacidad nominal.
Frecuencia
Es la frecuencia para la cual está diseñado el equipo, su operación óptima se realizara solamente a este valor. El conectar un transformador a una frecuencia distinta a la de diseño ocasionara que este trabaje en forma inapropiada.
Número de serie
Este dato lo proporciona el fabricante para identificarlo en sus registros. Se utiliza en casos de garantías o para llevar un control del equipo en planta. Este dato es el identificador único del transformador.
Tensión nominal
Es el voltaje nominal de diseño del transformador. Podrás encontrar dos voltajes en una placa de datos. El voltaje en alta tensión y el voltaje en baja tensión. Si en baja tensión encuentras dos valores del tipo 220/127, significa que entre dos líneas tendrás 220 Volts. Además, entre una fase y neutro obtendrás 127 Volts. Este es uno de los datos más importantes en la placa de datos de transformadores.
Corriente nominal
Es la corriente con la que podrás cargar al transformador. Tiene también su corriente en baja tensión y su corriente en el lado de alta tensión. Siempre la corriente de alta tensión será menor que la corriente en baja tensión. Este es otro de los parámetros indispensables dentro de los datos de placa de transformadores.
Masa
Se refiere comúnmente al peso total del conjunto transformador, es decir, es la suma del peso del núcleo más las bobinas más el tanque más el aceite o liquido aislante.
% de impedancia
Es el porcentaje de impedancia del transformador. Es utilizado en cálculos de corto circuito. Mientras más grande sea la impedancia significa que las pérdidas del transformador serán mayores.
Elevación de temperatura
Es el valor de diseño de temperatura del transformador. Mientras este valor se encuentre dentro del dato especificado el transformador debería operar normalmente dentro de su ciclo de vida estándar.
Altitud
Es la mayor altura en metros sobre el nivel del mar para la cual se ha diseñado el transformador. Este dato debería ser especificado al fabricante al momento de solicitar su equipo, sobre todo para zonas muy elevadas.
Cantidad de líquido aislante
Es la cantidad de litros de aceite con que debe llenarse el transformador para un adecuado funcionamiento.
N.B.A.I.
Nivel básico de aislamiento al impulso. Las normativas de fabricación marcan los valores de voltaje que deben soportar los transformadores en fenómenos de transitorios según su tipo. Este dato puede encontrarse en alta tensión y en baja tensión.
Tipo de refrigeración
Es el método de refrigeración que utiliza el transformador para mantener la temperatura dentro de su límite permitido. El OA es el tipo de enfriamiento más común, significa aceite enfriado por convección natural. Es decir, por medio del aire circundante.
Derivaciones
Se refiere al cambiador de taps del transformador. Comúnmente se tienen cinco pasos y se encuentran instalados en el devanado de alta tensión. El número del paso seleccionado define el voltaje que ha de recibir el transformador en el lado de alta tensión para entregar el voltaje de diseño en la baja tensión.
Diagrama vectorial o Diagrama de conexiones
Es el tipo de conexión que se tiene internamente n el transformador.
Fecha de fabricación.
Es la fecha de manufactura del transformador.
Norma de diseño
Nos indica bajo cuales especificaciones nacionales o internacionales se ha fabricado el transformador.
Eficiencia
Es la cantidad de energía activa aprovechada en el transformador. La diferencia de la unidad menos la eficiencia nos dará las pérdidas totales del transformador.