En el mundo de la energía eléctrica, la adaptabilidad y la eficiencia son clave para garantizar un suministro fiable. Uno de los componentes esenciales que permite esta flexibilidad es el transformador de cambio de tomas, un dispositivo que juega un papel crucial en la regulación de voltajes tanto en condiciones de carga como sin carga. Si alguna vez te has preguntado cómo funcionan estos transformadores y cómo afectan la calidad de la energía que consumimos, ¡estás en el lugar indicado! En este artículo, desglosaremos el funcionamiento de los cambiadores de tomas, explorando su importancia en la gestión de la energía, sus aplicaciones y lo que sucede dentro de ellos durante su operación. Prepárate para desentrañar los secretos de este fascinante equipo que asegura que la electricidad fluya de manera eficiente y segura.
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El control de voltaje se realiza cambiando la relación de giro del transformador. Y esto se logra proporcionando tomas en el devanado del transformador. En un transformador de cambio de tomas, el encintado se proporciona en el devanado primario o secundario del transformador.
La mayoría de las cargas eléctricas, los equipos están diseñados para trabajar satisfactoriamente en voltaje constante. Por lo tanto, es necesario mantener los niveles de voltaje del terminal del consumidor dentro de los límites prescritos.
La regulación del voltaje es un requisito en el sistema de potencia debido a la siguiente razón
- Para suministrar el voltaje requerido para cargar
- Para compensar las caídas de tensión debidas a las fluctuaciones de carga
- Para compensar el suministro de voltaje de entrada a la carga
El voltaje por vuelta es muy alto en transformadores grandes, incluso cambiando una sola vuelta en BT se puede lograr un gran cambio de voltaje en el secundario.
El principio de regulación del voltaje de salida secundario se basa en el número de vueltas en el devanado primario o en el devanado del lado secundario.
Considere que V1, N1 y V2, N2 son el voltaje primario y secundario y las vueltas del transformador.
Por otro lado, si se aumenta N2 manteniendo constante N1, la tensión secundaria (V1/N1) N2 también aumenta. por lo tanto, disminuir las vueltas N1 del devanado primario tiene el mismo resultado que aumentar las vueltas N2 del secundario.
Las tomas se pueden colocar en el lado del devanado primario o secundario.
Ubicación del tapping
El cambio de toma en el lado HV tiene que manejar baja corriente, aunque se tendrá que proporcionar más aislamiento.
Es difícil derivar el devanado de BT ya que se coloca cerca del núcleo debido a la consideración del aislamiento.
Por otro lado, el devanado de AT se coloca fuera, el devanado de BT es de fácil acceso y se puede derivar sin dificultad.
Si el cambiador de tomas está diseñado para funcionar con el transformador fuera del circuito, este tipo de cambiador de tomas se denomina cambiador de tomas sin carga o NLTC .
Y si el cambiador de tomas está diseñado para operar con el transformador en el circuito, entonces se le llama cambiador de tomas en carga (OLTC) .
Tipos de transformadores de cambio de tomas
- Sin carga (sin carga) Transformador de cambio de toma (NLTC)
- Transformador de cambio de toma bajo carga (OLTC)
Transformador de cambio de toma sin carga
En este tipo de cambiador de tomas, el transformador se desconecta de la alimentación cuando se tiene que cambiar la toma. el cambio de grifo se hace manualmente.
El cambiador de tomas sin carga (NLTC) se utiliza para la variación de voltaje estacional.
El siguiente diagrama muestra un cambiador de tomas sin carga que tiene seis espárragos etiquetados del uno al seis.
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El brazo giratorio A se puede girar por medio de un volante desde el exterior del tanque del transformador.
- En el espárrago 1, 2- El devanado completo está en circuito
- En el espárrago 2.3 – 97.5% del devanado está en circuito
- En el espárrago 3,4-95 % del devanado está en circuito
- En el espárrago 4.5- 92.5% del devanado está en circuito
El tope S se proporciona para evitar que el brazo A gire en el sentido de las agujas del reloj.
Para cambiar el grifo, digamos de 1 y 2, el primer transformador se desconecta del suministro, luego el brazo A se mueve del espárrago 1,2 al espárrago 2,3, luego se enciende el transformador, ahora el 97,5% del devanado permanece en el circuito. .
Este cambiador de tomas nunca se opera con carga; si se operara con carga, habría muchas chispas en los espárragos durante la separación del brazo.
Puede dañar el cambiador de tomas y el devanado del transformador.
Transformadores de cambio de toma bajo carga
Este tipo de cambiador de tomas se utiliza para la regulación de voltaje diaria y de período corto. El voltaje se puede variar sin ninguna perturbación del suministro.
mientras que el funcionamiento de un cambiador de tomas bajo carga
- El circuito principal no debe abrirse, de lo contrario se producirán chispas peligrosas.
- Ninguna parte del devanado con derivación debe cortocircuitarse.
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La derivación del transformador está conectada al segmento marcado 1,2,3,4 y 5.
Dos dedos móviles están conectados al reactor de derivación central a través del interruptor x&y como se muestra en el diagrama de conexión.
Durante el devanado completo del transformador, ambos dedos están en contacto con el segmento 1 y los interruptores x e y están cerrados.
Por lo tanto, la mitad de la corriente fluye a través del interruptor x a través de la mitad inferior del reactor.
Y la otra mitad de la corriente fluye a través del interruptor y a través de la mitad superior del reactor, luego al circuito externo.
La corriente que fluye en la mitad superior e inferior del reactor está en dirección opuesta entre sí, ya que todo el reactor está enrollado en la misma dirección.
Por lo tanto, MMF producido por ambas mitades es igual y opuesto. entonces se cancelan entre sí y el MMF neto es cero.
Por lo tanto, el reactor es casi no inductivo y la impedancia es muy pequeña, por lo que la caída de voltaje en el reactor es insignificante.
El funcionamiento del cambiador de tomas bajo carga (OLTC)
Siempre que se requiera un cambio de voltaje, los dedos A y B se llevan al segmento 2 mediante el siguiente procedimiento
Abra el interruptor y: debido a que toda esta corriente ahora fluye a través de la mitad inferior del reactor y se vuelve altamente inductiva seguida de una gran caída de voltaje.
Por lo tanto, el reactor debe estar diseñado para manejar corriente de carga completa momentáneamente.
El dedo B no lleva corriente porque el interruptor y está abierto. por lo tanto, se puede mover al segmento 2 sin chispas.
Después de cerrar el interruptor y el devanado entre la toma 1 y la toma 2 se conecta a través del reactor.
Ahora abra el interruptor x, por lo tanto, toda la corriente comenzará a fluir a través de la mitad superior del reactor.
Mueva el dedo A del segmento 1 al segmento 2 y cierre el interruptor x. por lo tanto, el devanado del transformador entre la toma 1 y la toma 2 queda fuera del circuito.
Para una mayor variación en el voltaje, se sigue la misma secuencia de cambio de toma del transformador.
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Transformador de Cambio de Tomas: Funcionamiento y Tipos
En el mundo de la energía eléctrica, la adaptabilidad y la eficiencia son fundamentales para garantizar un suministro fiable. Uno de los componentes esenciales que permite esta flexibilidad es el transformador de cambio de tomas, un dispositivo clave en la regulación de voltajes tanto en condiciones de carga como sin carga. En este artículo, desglosaremos cómo funcionan estos transformadores y por qué son cruciales en la gestión de la energía.
¿Qué es un Transformador de Cambio de Tomas?
El transformador de cambio de tomas es un dispositivo que permite modificar la relación de voltaje mediante el ajuste de las tomas en el devanado de un transformador. Esto es essential para mantener los niveles de voltaje dentro de los límites deseados, especialmente en sistemas eléctricos donde las cargas pueden fluctuar.
Tipos de Cambiadores de Tomas
1. Cambiador de Tomas sin Carga (NLTC)
El cambiador de tomas sin carga se utiliza cuando el transformador debe desconectarse de la alimentación para realizar ajustes. Este tipo es común en aplicaciones donde se requieren variaciones de voltaje a largo plazo.
- Se opera manualmente, generalmente mediante un volante desde el exterior del tanque del transformador.
- Se utiliza principalmente para aplicaciones estacionales y ajustes durante periodos de inactividad.
- El transformador debe estar sin carga para evitar daños y arcos eléctricos.
2. Cambiador de Tomas bajo Carga (OLTC)
Por otro lado, el cambiador de tomas bajo carga permite la regulación de voltaje mientras la corriente está fluyendo. Este tipo es crucial para operaciones diarias y ajustes rápidos.
- Permite cambios en la relación de voltaje sin interrumpir el suministro eléctrico.
- Es vital para responder a cambios rápidos en la carga, manteniendo la estabilidad del sistema eléctrico.
- Evita chispas peligrosas al no abrir el circuito principal durante el funcionamiento.
Funcionamiento de los Cambiadores de Tomas
El control de voltaje se logra modificando la relación de vueltas en el devanado del transformador. Esto puede ser especialmente crítico en transformadores de gran escala, donde un pequeño ajuste puede resultar en cambios significativos en el voltaje de salida.
FAQs sobre Transformadores de Cambio de Tomas
¿Cuáles son las ventajas de usar un cambiador de tomas bajo carga?
Los cambiadores de tomas bajo carga permiten la regulación de voltajes sin interrumpir el servicio electricidad. Esto es vital para adaptarse a las fluctuaciones rápidas de carga y para mantener la estabilidad del sistema eléctrico.
¿Cómo se maneja un cambiador de tomas sin carga?
En un cambiador de tomas sin carga, el transformador debe desconectarse de la red para realizar ajustes. Esto se realiza manualmente y se recomienda durante períodos de baja actividad, ya que operar con carga puede resultar en arcos eléctricos peligrosos.
¿Cuándo se recomienda utilizar un cambiador de tomas sin carga?
Este tipo de cambiador es ideal para ciertos ajustes estacionales donde el transformador puede ser desconectado y no se requiere un suministro continuo.
Conclusiones
Los transformadores de cambio de tomas son fundamentales en la regulación de voltajes y el suministro eléctrico eficiente. Entender cómo funcionan, tanto en carga como sin carga, permite apreciar su importancia en el sistema energético. Para más información sobre transformadores y sus aplicaciones, consulta fuentes como OMICRON Energy o Groupe Cahors.
¡Hola a todos! La verdad es que el artículo sobre el transformador de cambio de tomas me pareció súper interesante, especialmente cuando mencionan cómo funciona tanto con carga como sin carga. Recuerdo que una vez, mientras instalaba un sistema solar en la casa de un amigo, tuvimos que usar un cambiador de tomas y me quedé impresionado con lo práctico que es. Sin duda, es una herramienta que no puede faltar si estás en el mundo de la electricidad. ¡Gracias por compartir esta info!
RentutapM: ¡Totalmente de acuerdo, aparicio! Yo también tuve una experiencia similar hace un tiempo cuando trabajé en un proyecto de energía renovable. Usamos un transformador de cambio de tomas y fue una salvación, especialmente en esos momentos en que necesitábamos alternar entre la red y la energía solar. Me sorprendió lo sencillo que es de manejar y lo efectivo que puede ser tanto con carga como sin carga. Definitivamente es una herramienta que le añade mucho valor a cualquier instalación. ¡Gran artículo!