Si alguna vez te has preguntado por qué el devanado de BT se coloca al lado del núcleo, este artículo te dará la respuesta que estabas buscando. Descubre la importancia de esta posición estratégica y cómo contribuye al funcionamiento eficiente de los transformadores. ¡No te lo puedes perder!
El devanado de LV se coloca al lado del núcleo porque con esta disposición, obtenemos la ventaja de un aislamiento reducido, una baja reactancia de fuga y una fácil colocación del cambiador de tomas en el devanado de AT exterior.
Primero, comprendamos el concepto básico para comprender la razón de la ubicación del devanado de BT más cerca del núcleo.
En un transformador trifásico, los devanados primario y secundario se colocan alrededor del núcleo. El área de la sección transversal del conductor del devanado de alto voltaje es menor en comparación con el devanado de bajo voltaje, y para transferir la misma potencia del primario al secundario, el voltaje se reduce en el extremo secundario. Como resultado, la corriente en el secundario aumentará en la misma proporción a la reducción del voltaje secundario.
Por ejemplo – Un transformador con una configuración estrella delta de clasificación 6.6/0.440 KV, 50 Hz, 1500 KVA,
El radio de voltaje primario a secundario (línea-línea)=6600/440= 15——— (yo)
Corriente de línea primaria Ip = 1500*1000/ √3 *6600 = 131 Amp.
La corriente de línea en el lado secundario será 15 veces mayor que la corriente de línea en el primario porque el voltaje en el secundario se reduce en 1/15 veces el voltaje primario, por lo tanto, la corriente en el lado secundario del transformador aumentará en 15 veces la corriente de la línea primaria.
Corriente de línea en el lado secundario = 131 *15= 1965 Amp.
Del ejemplo anterior, es muy claro que la corriente nominal del lado de bajo voltaje del transformador es mayor que la corriente en el lado de alto voltaje.
Reactancia de fuga
Cuando el devanado primario del transformador está conectado al suministro, la corriente que fluye en el devanado primario produce un campo magnético e induce flujo en el núcleo. El flujo viaja a través del núcleo magnético y se une al devanado secundario. Prácticamente, todo el flujo que se produce en el primario no se vincula con el secundario, y el flujo que no se vincula con el secundario se considera flujo de fuga.
El flujo primario que no se une al secundario se conoce como flujo de fuga. La razón de la inductancia de fuga se debe al hecho de que el flujo entre el devanado primario y secundario no está perfectamente acoplado. El flujo producido en el primario no se vincula a cada vuelta del secundario y algunas partes del flujo permanecen sin vincular al secundario e introduce una inductancia de fuga en serie con el devanado primario y secundario del transformador. Cuanto mayor sea la inductancia de fuga, menor será la regulación del transformador.
¿Por qué el devanado de BT se coloca al lado del núcleo?
Hay dos razones para colocar el devanado de bajo voltaje más cerca del núcleo.
Requisito de aislamiento:
En la disposición concéntrica de colocación de devanados de AT y BT, se requiere menos aislamiento cuando el devanado de BT se coloca cerca del núcleo que está al potencial de tierra. El devanado HV se coloca alrededor del LV. El devanado HV se proporciona con el cambiador de tomas para mantener el voltaje deseado. Si el devanado de alto voltaje (HV) se coloca cerca del núcleo, se necesita más aislamiento para aislar el devanado de alto voltaje del transformador y el núcleo. Se requiere un aislamiento más grueso si el HV se coloca cerca del núcleo. Para la misma clasificación de transformador, si el devanado de alto voltaje se coloca cerca del núcleo, se requerirá más aislamiento y más aislamiento conducirá a un aumento en el tamaño y el costo del transformador.
Si el devanado de bajo voltaje se coloca cerca del núcleo, el tamaño y el costo del transformador se reducen. En un transformador tipo núcleo, el devanado de LV siempre se coloca cerca del núcleo. En un transformador tipo coraza, los devanados de AT y BT se intercalan alternativamente para reducir el flujo de fuga.
Comprendamos el requisito de aislamiento en el transformador tipo núcleo después de la colocación del devanado de diferentes maneras.
Deje que la tensión nominal del transformador sea 132/6,6 KV. El devanado de bajo voltaje se coloca cerca del núcleo y el devanado de alto voltaje se coloca después de la colocación de BT.
Cómo aumenta el requisito de aislamiento con el cambio de posición de los devanados de AT y BT.
Caso 1: si el devanado de BT se coloca cerca del núcleo
El aislamiento requerido para BT =
Aislamiento requerido para aislar LV y Núcleo + Aislamiento requerido para aislar bobinados de AT y BT
El aislamiento requerido para BT = 6.6 + (132-6.6) = 132 KV
Caso 2: si el devanado de alta tensión se coloca cerca del núcleo
El aislamiento requerido para HV =
Aislamiento necesario para aislar HV y Núcleo + Aislamiento necesario para aislar bobinados de HV y BT
El aislamiento requerido para HV = 132 + (132-6.6) = 257 KV
Aumento porcentual de aislamiento = (257-132)/132 x 100 = 94,69 %
Por lo tanto, el aumento del aislamiento da como resultado un aumento del costo y el tamaño del transformador.
Reactancia de baja fuga:
La reactancia de fuga depende de la distancia entre el núcleo y el devanado de alta tensión. Cuando el devanado de alta tensión se coloca más alejado del núcleo, la reactancia de fuga del primario es baja. La baja reactancia de fuga significa que la mayor parte del flujo producido en el devanado primario se vincula al secundario. La corriente de irrupción del transformador se reduce. Además, se mejora la regulación de voltaje del transformador.
Colocación del cambiador de tomas en el lado HV
El cambiador de tomas se coloca en el lado de alta tensión del transformador. La corriente que fluye en el devanado HV es baja, por lo tanto, hay menos desgaste en los contactos del cambiador de tomas. Además, es fácil llevar las conexiones del devanado HV al cambiador de tomas porque el área de la sección transversal del cable de conexión es menor. Si el cambiador de tomas está conectado en el lado de BT del transformador, se necesita un conductor de área de sección transversal grande y habría más desgaste del contacto del cambiador de tomas debido a más corriente. Por lo tanto, colocar el devanado de bajo voltaje cerca del núcleo y el devanado de alto voltaje después del devanado de bajo voltaje facilita las conexiones del cambiador de tomas en el devanado de alto voltaje y, por lo tanto, se puede lograr una mayor vida útil del cambiador de tomas del transformador.
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