2 trafo monofasico

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Oil tank
Cooling
radiators
High voltage
bushing
Low voltage
bushing
Transformadores
Profesor: 
Ing. César Chilet
2
Principio del Transformador
• La bobina primaria crea un flujo magnético 
variable, que circula por el núcleo.
• El flujo magnético variable enlazado por el 
devanado secundario induce la tensión que 
aparece entre sus bornes.
ZU1
I1
U2
I2
2
3
Definición
• Es un dispositivo el cual mediante inducción 
electromagnética transforma tensiones y 
corrientes eléctricas alternas o pulsantes entre 
dos o más devanados a la misma frecuencia y, 
usualmente, a valores diferentes de tensión y 
corriente. 
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Propiedades del transformador
• Aislar el circuito del 
primario del 
secundario.
• Generalmente eleva o 
reduce el nivel de 
tensión.
3
Función
• Mediante el circuito 
magnético, sirve 
como medio de 
transporte para la 
potencia y la 
energía, 
suministrada por la 
fuente hacia la carga
• El transformador, 
permite que los sistemas 
de: generación, 
transmisión, distribución 
y utilización, operen a 
los niveles de tensión 
adecuados (eficiencia y 
seguridad)
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Transformador ideal
4
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Hipótesis básicas
• Flujo varía 
senoidalmente.
– Régimen permanente senoidal.
• Núcleo con µ infinita.
– No es necesaria ninguna Fmm 
para magnetizar el núcleo.
– Todo el flujo está confinado 
dentro del núcleo, no esxisten 
inductancias de dispersión.
• Arrollamiento ρ con nula.
– Resistencias de los devanados 
es nula.
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Relaciones de tensión I
• De este modo las 
tensiones inducidas son 
iguales a las tensiones 
en los terminales.
• Se sabe además que:
• Reemplazando (2) en (1)
(1)
(2)
(3)
5
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Relaciones de tensión II
• En régimen permanente senoidal se tiene 
entonces que:
• O sea, además de la relación de módulo, 
las tensiones terminales están en fase.
(4)
Relación de transformación
• Es la razón entre 
la tensión nominal 
del devanado 
primario U1 y la 
tensión de vacío 
en terminales del 
devanado 
secundario U2.
2
1
ciónTransforma
deRelación 
U
U
a =
6
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Relación de corriente I
Ley de Ampere.
• H: es la intensidad de campo magnético e 
• ienv: es la corriente recorrida, también llamada 
fuerza magnetomotriz FFFFmm.
• Como H y llll poseen la misma dirección y sentido, 
entonces:
(5)
(6)
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Relación de corriente II
• En el transformador ideal: ⇒ µµµµ = ∞, 
• No existe necesidad de FFFFmm para crear el ΦΦΦΦ
en el núcleo. 
• Si la reluctancia RRRR = 0 (porque µµµµ es infinita ), 
no existe necesidad de fuerza magnetomotriz 
FFFFmm para la existencia del flujo ΦΦΦΦ.
7
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Relación de corriente III
• Considerando la 
ecuación (6) FFFFmm= 0, 
resulta que, en 
régimen permanente 
senoidal,
• o sea, la relación de 
corriente NI va a ser 
dada por:
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Relación de potencia I
• Potencia de salida 
(S2).
• O sea
• De ésta forma, la 
relaçión de potencia 
NS es unitaria
• De (7) tenemos
(7)
(8)
8
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Representación del circuito de un 
transformador ideal
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Impedancia referida a uno de los lados 
del transformador I
• Sea la impedancia de 
carga Z2, por la ley de 
Ohm se tiene que.
• Expresando Z2 en 
términos de las 
magnitudes del lado 1.
• o sea
(9)
9
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Impedancia referida a uno de los lados 
del transformador II
• De la ecuación (9), Z’2 se denominada 
impedancia del secundario referida al, primario 
(lado 1). Se muestra la impedancia Z2 referida 
al primario.
(10)
Circuito equivalente de un 
transformador real
10
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Consideraciones iniciales I
• Flujo varía senoidalmente (RPS);
• Núcleo con µ finita
– Va a ser necesaria una corriente (fuerza Va a ser necesaria una corriente (fuerza Va a ser necesaria una corriente (fuerza Va a ser necesaria una corriente (fuerza 
magnetomotriz) para magnetizar el núcleo, magnetomotriz) para magnetizar el núcleo, magnetomotriz) para magnetizar el núcleo, magnetomotriz) para magnetizar el núcleo, 
denominada corriente de magnetización.denominada corriente de magnetización.denominada corriente de magnetización.denominada corriente de magnetización.
– Van a existir flujos de dispersión, Van a existir flujos de dispersión, Van a existir flujos de dispersión, Van a existir flujos de dispersión, 
representados por inductancias de dispersión.representados por inductancias de dispersión.representados por inductancias de dispersión.representados por inductancias de dispersión.
• Arrollamientos con ρ no nula
– Los arrollamientos poseen resistencias.Los arrollamientos poseen resistencias.Los arrollamientos poseen resistencias.Los arrollamientos poseen resistencias.
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Consideraciones iniciales II
Núcleo magnético. 
• Existen fenómenos propios de éstos materiales, 
(saturación, histéresis y pérdidas debido a las 
corrientes de Foucault o parásitas - eddy 
currents).
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Consideraciones iniciales II
R1, R2⇒ resistencias de los arrollamientos 1 e 2
X1, X2⇒ reactancias de dispersión de los 
arrollamientos 1 e 2
Ra⇒ resistencia que representa a las pérdidas en 
el fierro (α V 2 )
Xm⇒ reactancia que representa la corriente de 
magnetización
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Circuito equivalente de un transf real 
con impedancias referidas al primario
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Circuito Equivalente de un 
transformador real despreciando el 
circuito de excitación
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El transformador con carga
• Según el tipo de 
carga la tensión en 
los terminales de 
salida del 
transformador 
disminuye o aumenta.
C
R
L
I2 (A)
E2 (V)
E20
E20=TENSIÓN EN EL SECUNDARIO EN VACÍO
IPC=CORRIENTE DE PLENA CARGA
IPC
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Conceptos técnicos
• Pérdida sin carga (PFE)
• Pérdida de carga (Pcu)
• Corriente sin carga (lo)
• Tensión de cortocircuito (uCC%)
• Regulación de tensión para una condición de carga 
especificada (UREG%)
• Rendimiento
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Ensayos de Vacío
• Ensayo de pérdida y corrientes sin carga, con tensión y 
frecuencia nominales
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Ensayo de cortocircuito
• Medición de la tensión de cortocircuito. 
• Para efectuar este ensayo, uno de los devanados del 
transformador se pone en corto y se aplica al otro 
devanado una tensión a frecuencia nominal tal que 
circulen las corrientes nominales por los devanados.
Tensión de cortocircuito
• Es la tensión que 
se le debe aplicar 
al devanado de 
baja tensión a fin 
de que circule la 
corriente nominal, 
estando el 
devanado de alta 
en cortocircuito.
U
V
W
u
v
w
A
IN
V
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Tensión de cortocircuito
• Esta tensión se 
suele expresar 
como porcentaje 
de la tensión 
nominal. Es decir:
u
U
UCC
CC
N
(%) = ⋅100
Corriente de cortocircuito
• La máxima 
corriente de 
cortocircuito se 
determina a 
partir de :
CC
N
MAXCC
u
II =
−
BARRA
INFINITA
A
B
60/10 KV
14 MVA (17,5 MVA)
8,16%
ICC-MAX