¿Según qué se clasifican los transformadores?
La clasificación de los transformadores de uso común se puede resumir de la siguiente manera:
1. Según el número de fases:
-Transformador monofásico: Se utiliza para cargas monofásicas y en grupos de transformadores trifásicos.
-Transformador trifásico: Se utiliza para elevar o reducir voltaje en sistemas trifásicos.
2. Según el método de refrigeración:
-Transformador seco: Se refrigera por convección natural de aire o con ventiladores forzados. Se utiliza ampliamente en edificios altos, estaciones de peaje de autopistas, -iluminación local, circuitos electrónicos y otros transformadores de pequeña capacidad.
-Transformador sumergido en aceite: Utiliza aceite como medio de refrigeración, como refrigeración natural por aceite, refrigeración por aire y aceite, refrigeración por agua y aceite, circulación forzada de aceite, etc.
3. Según el uso:
-Transformador de potencia: Se utiliza para elevar o reducir voltaje en sistemas de transmisión y distribución de energía.
-Transformador de instrumentación: Como transformadores de potencial y transformadores de corriente, utilizados en instrumentos de medición y dispositivos de protección por relés.
-Transformador de prueba: Capaz de generar alto voltaje para realizar pruebas de alta tensión en equipos eléctricos.
-Transformador especial: Como transformadores de horno eléctrico, transformadores rectificadores, transformadores de ajuste, transformadores capacitivos, transformadores de cambio de fase, etc.
4. Según la forma del devanado:
-Transformador de dos devanados: Se utiliza para conectar dos niveles de voltaje en un sistema de energía.
-Transformador de tres devanados: Generalmente se utiliza en subestaciones regionales de sistemas de energía para conectar tres niveles de voltaje.
-Autotransformador: Se utiliza para conectar sistemas de energía de diferentes voltajes. También puede usarse como un transformador elevador o reductor ordinario.
5. Según la forma del núcleo:
-Transformador tipo núcleo: Se utiliza en transformadores de potencia de alto voltaje.
-Transformador de aleación amorfa: Utiliza un nuevo material magnético, reduciendo la corriente en vacío aproximadamente en un 80%. Es un transformador de distribución ideal para ahorrar energía, especialmente adecuado para redes eléctricas rurales y áreas en desarrollo con tasas de carga bajas.
-Transformador tipo acorazado: Se utiliza para transformadores especiales de alta corriente, como transformadores de horno eléctrico y transformadores de soldadura; o para transformadores de fuentes de alimentación en instrumentos electrónicos, televisores, radios, etc.
Un transformador es un dispositivo que cambia el voltaje, la corriente y la impedancia de CA. Cuando circula corriente alterna en la bobina primaria, se produce un flujo magnético alterno en el núcleo (o núcleo magnético), induciendo un voltaje (o corriente) en la bobina secundaria. El transformador consta de un núcleo (o núcleo magnético) y bobinas. Las bobinas tienen dos o más devanados, donde el devanado conectado a la fuente de alimentación se llama bobina primaria y los demás devanados se llaman bobinas secundarias.
-Clasificación por método de refrigeración: Transformador seco (refrigeración natural), transformador sumergido en aceite (refrigeración natural), transformador de fluoruro (refrigeración por evaporación).
-Clasificación por método de impermeabilización: Transformador abierto, transformador encapsulado, transformador sellado.
-Clasificación por estructura del núcleo o bobina: Transformador tipo núcleo (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador tipo acorazado (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador toroidal, transformador de lámina metálica.
-Clasificación por número de fases de alimentación: Transformador monofásico, transformador trifásico, transformador polifásico.
¿Cuántos tipos de clasificación de transformadores existen?
1.Clasificación por uso: Transformadores de potencia, transformadores especiales (transformadores de horno, transformadores rectificadores, transformadores de prueba de frecuencia industrial, reguladores de voltaje, transformadores para minería, transformadores de audio, transformadores de frecuencia media, transformadores de alta frecuencia, transformadores de impulso, transformadores de instrumentación, transformadores electrónicos, reactores, transformadores de medición, etc.).
2.Clasificación por estructura: Transformadores de dos devanados, transformadores de tres devanados, transformadores de múltiples devanados, autotransformadores.
3.Clasificación por método de refrigeración: Transformadores sumergidos en aceite, transformadores secos.
4.Clasificación por método de refrigeración: Refrigeración natural, refrigeración por aire, refrigeración por agua, refrigeración por circulación forzada de aceite (agua/aire), refrigeración por agua interna, etc.
5.Clasificación por estructura del núcleo o bobina: Transformador tipo núcleo (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador tipo acorazado (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador toroidal, transformador de lámina metálica, transformador radial, etc.
6.Clasificación por número de fases de alimentación: Transformador monofásico, transformador trifásico, transformador polifásico.
7.Clasificación por material conductor: Transformadores de alambre de cobre, transformadores de alambre de aluminio, transformadores semi-cobre semi-aluminio, transformadores superconductores, etc.
8.Clasificación por método de regulación de voltaje: Transformadores sin regulación de voltaje sin excitación, transformadores con regulación de voltaje bajo carga.
9.Clasificación por nivel de aislamiento del punto neutro: Transformadores con aislamiento completo, transformadores con aislamiento parcial (aislamiento escalonado).
El transformador de potencia es uno de los equipos principales en las centrales eléctricas y subestaciones. La función del transformador es multifacética: no solo puede aumentar el voltaje para entregar energía eléctrica a las áreas de consumo, sino también reducir el voltaje a los niveles de uso necesarios para satisfacer la demanda de electricidad.
En resumen, tanto el aumento como la reducción de voltaje deben ser realizados por transformadores. En el proceso de transmisión de energía en el sistema eléctrico, inevitablemente se producen pérdidas de voltaje y potencia. Al transmitir la misma potencia, la pérdida de voltaje es inversamente proporcional al voltaje, y la pérdida de potencia es inversamente proporcional al cuadrado del voltaje. El uso de transformadores para aumentar el voltaje reduce las pérdidas en la transmisión de energía.
El transformador está compuesto por dos o más bobinas devanadas en el mismo núcleo. Los devanados están conectados a través de un campo magnético alterno y funcionan según el principio de inducción electromagnética. La ubicación de instalación del transformador debe considerar la facilidad de operación, mantenimiento y transporte, además de elegir un lugar seguro y confiable.
Al usar un transformador, se debe seleccionar razonablemente la capacidad nominal del transformador. Cuando el transformador funciona en vacío, requiere una cantidad significativa de potencia reactiva. Esta potencia reactiva debe ser suministrada por el sistema de alimentación.
Si la capacidad del transformador se selecciona demasiado grande, no solo aumenta la inversión inicial, sino que también hace que el transformador funcione durante largos períodos en vacío o con carga ligera, aumentando la proporción de pérdidas en vacío, reduciendo el factor de potencia y aumentando las pérdidas en la red. Este modo de operación no es económico ni razonable.
Si la capacidad del transformador se selecciona demasiado pequeña, hará que el transformador funcione constantemente sobrecargado, lo que puede dañar fácilmente el equipo. Por lo tanto, la capacidad nominal del transformador debe seleccionarse según las necesidades de la carga eléctrica, no debe ser demasiado grande ni demasiado pequeña.
Fuente de referencia: Baidu Baike - Transformador
I. Según el número de fases
Transformador monofásico: Para cargas monofásicas y grupos de transformadores trifásicos.
Transformador trifásico: Para elevar o reducir voltaje en sistemas trifásicos.
II. Según el método de refrigeración
Transformador seco: Se refrigera por convección natural de aire o con ventiladores forzados. Se utiliza ampliamente en edificios altos, estaciones de peaje de autopistas, iluminación local, circuitos electrónicos y otros transformadores de pequeña capacidad.
Transformador sumergido en aceite: Utiliza aceite como medio de refrigeración, como refrigeración natural por aceite, refrigeración por aire y aceite, refrigeración por agua y aceite, circulación forzada de aceite, etc.
III. Según el uso
Transformador de potencia: Para elevar o reducir voltaje en sistemas de transmisión y distribución de energía.
Transformador de instrumentación: Como transformadores de potencial y transformadores de corriente, utilizados en instrumentos de medición y dispositivos de protección por relés.
Transformador de prueba: Capaz de generar alto voltaje para realizar pruebas de alta tensión en equipos eléctricos.
Transformador especial: Como transformadores de horno eléctrico, transformadores rectificadores, transformadores de ajuste, transformadores capacitivos, transformadores de cambio de fase, etc.
IV. Según la forma del devanado
Transformador de dos devanados: Para conectar dos niveles de voltaje en un sistema de energía.
Transformador de tres devanados: Generalmente se utiliza en subestaciones regionales de sistemas de energía para conectar tres niveles de voltaje.
Autotransformador: Para conectar sistemas de energía de diferentes voltajes. También puede usarse como un transformador elevador o reductor ordinario.
Parámetros del transformador
1.Capacidad nominal: Se refiere a la capacidad de salida nominal del transformador bajo condiciones de trabajo nominales (igual a U × I, unidad kVA).
2.Voltaje nominal: El valor del voltaje en los terminales sin carga y con derivación nominal (es decir, los valores de voltaje del lado primario y secundario).
3.Pérdidas en vacío: Pérdidas del transformador en condiciones de vacío (también llamadas pérdidas en el hierro).
4.Corriente en vacío: Valor de la corriente que fluye a través del devanado primario en condiciones de vacío.
5.Pérdidas por cortocircuito: Pérdidas generadas cuando el primario tiene corriente nominal y el secundario está en cortocircuito (principalmente producidas por la resistencia de los devanados).
6.Concepto de derivación (toma): Para adaptarse a las necesidades de operación de la red, generalmente el lado de alto voltaje del transformador tiene tomas, cuyos valores de voltaje se expresan como un porcentaje del voltaje nominal, es decir, el voltaje de derivación.
7.Carga activa: Carga en el sistema eléctrico que genera energía mecánica o térmica. Sin embargo, las cargas puramente resistivas solo consumen potencia activa, como la calefacción eléctrica, hornos eléctricos, iluminación, etc., que son cargas completamente activas. En cargas como motores asíncronos y síncronos, se consume tanto potencia activa como reactiva; la parte que realiza trabajo generando energía mecánica pertenece a la carga activa. La carga activa debe ser suministrada por la potencia activa del generador.
8.Carga reactiva: Parte de la carga eléctrica que no realiza trabajo. Solo en cargas inductivas se consume potencia reactiva. Por ejemplo: transformadores, motores, aires acondicionados, refrigeradores, etc. Por lo tanto, mientras el generador suministra potencia activa, también necesita proporcionar potencia reactiva. Cuando la potencia reactiva no satisface la demanda de la red, el voltaje del sistema disminuirá. Para satisfacer las necesidades del usuario, es necesario instalar compensadores de reactivos en las subestaciones para mantener el equilibrio de la potencia reactiva y así mantener el nivel de voltaje.
9.Reserva para contingencias: Parte de la capacidad de reserva en el sistema eléctrico. Debido a que los equipos de generación pueden fallar temporal o permanentemente y afectar el suministro, el sistema debe contar con una cierta cantidad de reserva para contingencias para garantizar la seguridad de las instalaciones eléctricas.
10.Desconexión del sistema: Medida para prevenir la pérdida de sincronismo del sistema y la ampliación de fallas, que consiste en dividir un sistema eléctrico completo en varios sistemas independientes que ya no funcionan de manera sincrónica. Después de la desconexión, es posible que algunos sistemas locales experimenten escasez de potencia y caídas de frecuencia y voltaje, por lo que es necesario desconectar parte de la carga para evitar que se dañe la estabilidad de todo el sistema.
Fuente de referencia: Baidu Baike - Transformador
La clasificación de los transformadores de uso común se puede resumir de la siguiente manera:
I. Según el número de fases:
Transformador monofásico: Para cargas monofásicas y grupos de transformadores trifásicos.
Transformador trifásico: Para elevar o reducir voltaje en sistemas trifásicos.
II. Según el método de refrigeración:
Transformador seco: Se refrigera por convección natural de aire o con ventiladores forzados. Se utiliza ampliamente en edificios altos, estaciones de peaje de autopistas, iluminación local, circuitos electrónicos y otros transformadores de pequeña capacidad.
Transformador sumergido en aceite: Utiliza aceite como medio de refrigeración, como refrigeración natural por aceite, refrigeración por aire y aceite, refrigeración por agua y aceite, circulación forzada de aceite, etc.
III. Según el uso:
Transformador de potencia: Para elevar o reducir voltaje en sistemas de transmisión y distribución de energía.
Transformador de instrumentación: Como transformadores de potencial y transformadores de corriente, utilizados en instrumentos de medición y dispositivos de protección por relés.
Transformador de prueba: Capaz de generar alto voltaje para realizar pruebas de alta tensión en equipos eléctricos.
Transformador especial: Como transformadores de horno eléctrico, transformadores rectificadores, transformadores de ajuste, transformadores capacitivos, transformadores de cambio de fase, etc.
IV. Según la forma del devanado:
Transformador de dos devanados: Para conectar dos niveles de voltaje en un sistema de energía.
Transformador de tres devanados: Generalmente se utiliza en subestaciones regionales de sistemas de energía para conectar tres niveles de voltaje.
Autotransformador: Para conectar sistemas de energía de diferentes voltajes. También puede usarse como un transformador elevador o reductor ordinario.
V. Según la forma del núcleo:
Transformador tipo núcleo: Para transformadores de potencia de alto voltaje.
Transformador de aleación amorfa: El transformador con núcleo de aleación amorfa utiliza un nuevo material magnético, reduciendo la corriente en vacío aproximadamente en un 80%.
Transformador tipo acorazado: Para transformadores especiales de alta corriente, como transformadores de horno eléctrico y transformadores de soldadura; o para transformadores de fuentes de alimentación en instrumentos electrónicos, televisores, radios, etc.
El transformador (Transformer) es un dispositivo que utiliza el principio de inducción electromagnética para cambiar el voltaje de CA. Sus componentes principales son la bobina primaria, la bobina secundaria y el núcleo (núcleo magnético).
Sus funciones principales incluyen: transformación de voltaje, transformación de corriente, transformación de impedancia, aislamiento, estabilización (transformador de saturación magnética), etc. Según su uso, se puede clasificar en: transformadores de potencia y transformadores especiales (transformadores de horno, transformadores rectificadores, transformadores de prueba de frecuencia industrial, reguladores de voltaje, transformadores para minería, transformadores de audio, transformadores de frecuencia media, transformadores de alta frecuencia, transformadores de impulso, transformadores de instrumentación, transformadores electrónicos, reactores, transformadores de medición, etc.).
Ampliación:
1.Frecuencia de trabajo: Las pérdidas del núcleo del transformador están muy relacionadas con la frecuencia, por lo que deben diseñarse y utilizarse según la frecuencia de uso. Esta frecuencia se denomina frecuencia de trabajo.
2.Potencia nominal: Potencia de salida que el transformador puede proporcionar a largo plazo sin exceder la temperatura especificada, bajo una frecuencia y voltaje establecidos.
3.Voltaje nominal: Voltaje máximo permitido aplicado a los devanados del transformador. Durante el funcionamiento, no debe exceder este valor.
4.Relación de voltaje: Relación entre el voltaje primario y secundario del transformador. Existe una diferencia entre la relación de voltaje en vacío y la relación de voltaje bajo carga.
5.Corriente en vacío: Cuando el secundario del transformador está en circuito abierto, el primario aún tiene cierta corriente, denominada corriente en vacío. La corriente en vacío consiste en la corriente de magnetización (genera flujo magnético) y la corriente de pérdidas en el hierro (causada por las pérdidas en el núcleo). Para transformadores de alimentación de 50 Hz, la corriente en vacío es básicamente igual a la corriente de magnetización.
6.Pérdidas en vacío: Pérdidas de potencia medidas en el primario cuando el secundario del transformador está en circuito abierto. Las pérdidas principales son las del núcleo, seguidas de las pérdidas generadas por la corriente en vacío en la resistencia del cobre del devanado primario (pérdidas en el cobre), que son muy pequeñas.
7.Eficiencia: Porcentaje de la relación entre la potencia secundaria P2 y la potencia primaria P1. Generalmente, cuanto mayor es la potencia nominal del transformador, mayor es la eficiencia.
8.Resistencia de aislamiento: Indica el rendimiento del aislamiento entre los devanados del transformador y entre los devanados y el núcleo. El nivel de resistencia de aislamiento está relacionado con el rendimiento del material aislante utilizado, la temperatura y el grado de humedad.
Fuente de referencia: Baidu Baike - Transformador
Un transformador es un dispositivo que cambia el voltaje, la corriente y la impedancia de CA. Cuando circula corriente alterna en la bobina primaria, se produce un flujo magnético alterno en el núcleo (o núcleo magnético), induciendo un voltaje (o corriente) en la bobina secundaria. El transformador consta de un núcleo (o núcleo magnético) y bobinas. Las bobinas tienen dos o más devanados, donde el devanado conectado a la fuente de alimentación se llama bobina primaria y los demás devanados se llaman bobinas secundarias.
Clasificación por método de refrigeración: Transformador seco (refrigeración natural), transformador sumergido en aceite (refrigeración natural), transformador de fluoruro (refrigeración por evaporación).
Clasificación por método de impermeabilización: Transformador abierto, transformador encapsulado, transformador sellado.
Clasificación por estructura del núcleo o bobina: Transformador tipo núcleo (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador tipo acorazado (núcleo laminado, núcleo tipo C, núcleo de ferrita), transformador toroidal, transformador de lámina metálica.
Clasificación por número de fases de alimentación: Transformador monofásico, transformador trifásico, transformador polifásico.
Clasificación por uso: Transformador de alimentación, transformador regulador, transformador de audio, transformador de frecuencia media, transformador de alta frecuencia, transformador de pulsos.
II. Parámetros característicos del transformador de alimentación
1.Frecuencia de trabajo: Las pérdidas del núcleo del transformador están muy relacionadas con la frecuencia, por lo que deben diseñarse y utilizarse según la frecuencia de uso. Esta frecuencia se denomina frecuencia de trabajo.
2.Potencia nominal: Potencia de salida que el transformador puede proporcionar a largo plazo sin exceder la temperatura especificada, bajo una frecuencia y voltaje establecidos.
3.Voltaje nominal: Voltaje máximo permitido aplicado a los devanados del transformador. Durante el funcionamiento, no debe exceder este valor.
4.Relación de voltaje: Relación entre el voltaje primario y secundario del transformador. Existe una diferencia entre la relación de voltaje en vacío y la relación de voltaje bajo carga.
5.Corriente en vacío: Cuando el secundario del transformador está en circuito abierto, el primario aún tiene cierta corriente, denominada corriente en vacío. La corriente en vacío consiste en la corriente de magnetización (genera flujo magnético) y la corriente de pérdidas en el hierro (causada por las pérdidas en el núcleo). Para transformadores de alimentación de 50 Hz, la corriente en vacío es básicamente igual a la corriente de magnetización.
6.Pérdidas en vacío: Pérdidas de potencia medidas en el primario cuando el secundario del transformador está en circuito abierto. Las pérdidas principales son las del núcleo, seguidas de las pérdidas generadas por la corriente en vacío en la resistencia del cobre del devanado primario (pérdidas en el cobre), que son muy pequeñas.
7.Eficiencia: Porcentaje de la relación entre la potencia secundaria P2 y la potencia primaria P1. Generalmente, cuanto mayor es la potencia nominal del transformador, mayor es la eficiencia.
8.Resistencia de aislamiento: Indica el rendimiento del aislamiento entre los devanados del transformador y entre los devanados y el núcleo. El nivel de resistencia de aislamiento está relacionado con el rendimiento del material aislante utilizado, la temperatura y el grado de humedad.
III. Parámetros característicos del transformador de audio y alta frecuencia
Respuesta de frecuencia: Característica del voltaje de salida del secundario del transformador en función de la frecuencia de trabajo.
Ancho de banda: Si el voltaje de salida del transformador a la frecuencia media es U0, el rango de frecuencia cuando el voltaje de salida (manteniendo constante el voltaje de entrada) desciende a 0.707U0 se denomina ancho de banda B del transformador.
Relación de impedancia primaria-secundaria: Si se conectan impedancias apropiadas Ro y Ri al primario y secundario del transformador para que coincidan las impedancias, la relación entre Ro y Ri se denomina relación de impedancia primaria-secundaria. En condiciones de adaptación de impedancia, el transformador funciona en condiciones óptimas con la máxima eficiencia de transmisión.
Tipos de transformadores:
(1) Según la estructura: Transformador de dos devanados, transformador de tres devanados y autotransformador.
(2) Según el número de fases: Transformador monofásico, transformador trifásico.
(3) Según el método de regulación de voltaje: Transformador sin regulación de voltaje sin excitación y transformador con regulación de voltaje bajo carga.
(4) Según el medio de refrigeración: Transformador sumergido en aceite, transformador seco y transformador lleno de gas.
(5) Según el método de refrigeración: Transformador sumergido en aceite con refrigeración natural, transformador sumergido en aceite con refrigeración por aire, transformador sumergido en aceite con refrigeración por agua, transformador con circulación forzada de aceite y refrigeración por aire, y transformador con refrigeración por agua.
(6) Según el uso: Transformador de potencia, transformador de prueba, transformador de medición (transformador de instrumentación), transformador para minería, regulador de voltaje, reactor, transformador rectificador, transformador de soldadura, transformador de impulso, etc.
(7) Según el nivel de aislamiento del punto neutro: Transformador con aislamiento completo y transformador con aislamiento parcial.
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