Funciones Clave de los Transformadores de Potencia Estructura Requisitos de Instalación y Selección de la Capacidad Nominal

El transformador de potencia es un componente clave en las centrales eléctricas y subestaciones. Sus funciones son diversas: puede elevar el voltaje para transmitir energía eléctrica a largas distancias hasta los centros de carga, así como reducir el voltaje a diversos niveles requeridos para satisfacer diferentes demandas de potencia. En resumen, tanto los procesos de elevación como de reducción de voltaje se logran a través de los transformadores.

En la transmisión de sistemas de potencia, las pérdidas de voltaje y potencia son inevitables. Al transmitir una cantidad constante de potencia, la caída de voltaje es inversamente proporcional al voltaje de transmisión, y la pérdida de potencia es inversamente proporcional al cuadrado del voltaje. Utilizando transformadores para aumentar el voltaje de transmisión, se pueden reducir significativamente las pérdidas de potencia durante la transmisión.

Un transformador consta de dos o más bobinas montadas en un núcleo de hierro común. Estas bobinas están acopladas a través de un campo magnético alternante y funcionan basándose en el principio de inducción electromagnética. La ubicación de instalación de un transformador debe seleccionarse para facilitar su operación, mantenimiento y transporte, y debe ser un sitio seguro y confiable.

Al utilizar un transformador, se debe seleccionar adecuadamente su capacidad nominal. Cuando opera en condiciones sin carga, un transformador extrae una cantidad significativa de potencia reactiva del sistema de potencia.

Si la capacidad del transformador es demasiado grande, no solo aumenta la inversión inicial, sino que también conduce a una operación prolongada bajo condiciones sin carga o con carga ligera. Esto aumenta la proporción de pérdidas sin carga, reduce el factor de potencia y aumenta las pérdidas de red, lo que hace que dicha operación no sea ni económica ni eficiente.

Por el contrario, si la capacidad del transformador es demasiado pequeña, estará sometido a sobrecargas a largo plazo, lo que puede llevar a daños en el equipo. Por lo tanto, la capacidad nominal del transformador debe seleccionarse según los requisitos reales de la carga, asegurando que no sea excesivamente grande ni insuficiente.