La electricidad sale de una central el\u00e9ctrica a cientos de kilovoltios y llega a un enchufe de pared a 230 voltios. El equipo que realiza el \u00faltimo paso es el transformador de distribuci\u00f3n. Cada f\u00e1brica, torre de oficinas, sala de datos, hospital y centro de carga que recibe energ\u00eda de una red de media tensi\u00f3n depende de uno, y a menudo de varios. Esta gu\u00eda explica qu\u00e9 es, c\u00f3mo funciona, qu\u00e9 tipos existen, d\u00f3nde se usa cada uno y c\u00f3mo especificarlo.<\/p>\n
Un transformador de distribuci\u00f3n es un dispositivo est\u00e1tico que reduce la media tensi\u00f3n a la baja tensi\u00f3n que consumen los usuarios finales. En una red trif\u00e1sica, puede recibir 6 kV, 10 kV, 20 kV, 33 kV o 35 kV en el primario y entregar 400 V, 415 V o 433 V entre fases en el secundario, aproximadamente 230 V a 250 V entre fase y neutro en el enchufe. La energ\u00eda se transfiere \u00fanicamente por inducci\u00f3n electromagn\u00e9tica, sin piezas giratorias ni contactos en funcionamiento normal.<\/p>\n
Se diferencia de un transformador de potencia por su funci\u00f3n, no por su principio. El transformador de potencia se sit\u00faa en la generaci\u00f3n o transmisi\u00f3n, donde se transporta energ\u00eda masiva entre sistemas de alta tensi\u00f3n y un punto porcentual de p\u00e9rdida equivale a megavatios. El transformador de distribuci\u00f3n est\u00e1 en el extremo final, cerca del consumidor, con potencias moderadas, normalmente de 25 kVA a 2500 kVA. La norma IEC 60076-24 cubre unidades reguladoras de tensi\u00f3n de 25 kVA a 3150 kVA hasta 36 kV. Funcionan las 24 horas, a menudo al aire libre, durante d\u00e9cadas, por lo que el dise\u00f1o prioriza las bajas p\u00e9rdidas en vac\u00edo y la robustez t\u00e9rmica.<\/p>\n
Dos devanados rodean un n\u00facleo laminado cerrado. La corriente alterna en el primario genera un flujo magn\u00e9tico alterno; este flujo atraviesa el secundario e induce una fuerza electromotriz en \u00e9l. La tensi\u00f3n sigue la relaci\u00f3n de espiras: V1\/V2 = N1\/N2, mientras que la corriente se transforma en sentido opuesto, por lo que la potencia transmitida casi no var\u00eda.<\/p>\n
Hay dos tipos de p\u00e9rdidas. Las p\u00e9rdidas en vac\u00edo (p\u00e9rdidas del n\u00facleo) se deben a la hist\u00e9resis y las corrientes par\u00e1sitas en las l\u00e1minas y aparecen siempre que el equipo est\u00e1 energizado, independientemente de la carga aguas abajo. Las p\u00e9rdidas de carga (p\u00e9rdidas en cobre) son calentamiento por resistencia en los devanados y aumentan con el cuadrado de la corriente. La diferencia es econ\u00f3mica: una unidad con 1,3 kW de p\u00e9rdida en vac\u00edo consume unos 11400 kWh al a\u00f1o antes de entregar energ\u00eda.<\/p>\n
El rendimiento a plena carga de las unidades modernas suele ser del 98 al 99 %, alcanzando el m\u00e1ximo entre el 50 y el 75 % de carga, punto de operaci\u00f3n habitual de muchas unidades. La IEC 60076-20 establece el marco para \u00edndices de eficiencia y niveles m\u00ednimos de p\u00e9rdidas, y en Europa el Reglamento (UE) n\u00ba 548\/2014 hace obligatorios los valores m\u00e1ximos de p\u00e9rdida. Como la IEC considera una vida \u00fatil de treinta a\u00f1os, la comparaci\u00f3n debe hacerse por coste total de propiedad: precio m\u00e1s el valor capitalizado de las p\u00e9rdidas seg\u00fan el precio de la energ\u00eda y el perfil de carga del comprador.<\/p>\n
Las unidades sumergidas en l\u00edquido y las de tipo seco tienen aspecto diferente por fuera, pero comparten los mismos bloques funcionales. La tabla 1 explica cada pieza; la mayor\u00eda de conflictos en especificaciones se deben a alguno de estos componentes.<\/p>\n
Tabla 1 Componentes principales del transformador de distribuci\u00f3n y sus funciones<\/strong><\/p>\n \u8868\u683c<\/p>\n La elecci\u00f3n depende menos de gustos que del lugar de instalaci\u00f3n y de las consecuencias en caso de aver\u00eda.<\/p>\n El l\u00edquido aislante a\u00edsla y transporta el calor desde los devanados hasta el dep\u00f3sito y los radiadores. Son el equipo est\u00e1ndar de redes de distribuci\u00f3n y planta industrial: m\u00e1s econ\u00f3micos por kVA, eficientes a alta potencia y tolerantes a sobrecargas. El aceite mineral es inflamable, por lo que se requieren cubetos de contenci\u00f3n y separaci\u00f3n contra incendios; los \u00e9steres son adecuados para emplazamientos con alto riesgo de incendio o sensibilidad ambiental.<\/p>\n En los transformadores de resina fundida, los devanados est\u00e1n encapsulados en epoxi y se enfr\u00edan por aire, por lo que no hay aceite que pueda fugarse, muestrearse o arder. Por eso son la opci\u00f3n habitual en edificios, t\u00faneles y g\u00f3ndolas de aerogeneradores. Cuestan m\u00e1s por kVA y resisten peor las sobrecargas, humedad y atm\u00f3sferas corrosivas; por ello hay que definir la protecci\u00f3n de envolvente y el enfriamiento forzado.<\/p>\n El transformador de base se instala en un recinto cerrado y resistente a manipulaciones a nivel de suelo, normalmente alimentado por cable subterr\u00e1neo. El transformador de poste cuelga de una l\u00ednea a\u00e9rea con potencia limitada por la propia estructura; es la soluci\u00f3n habitual en redes rurales. Ambos son activos de la compa\u00f1\u00eda el\u00e9ctrica, por lo que la especificaci\u00f3n debe contemplar acceso, distancias de seguridad y resistencia al vandalismo.<\/p>\n Las unidades monof\u00e1sicas de 5 a 100 kVA sirven zonas residenciales con carga ligera. Los n\u00facleos amorfos son m\u00e1s caros que el acero silicio orientado, pero reducen mucho las p\u00e9rdidas en vac\u00edo, lo que se amortiza r\u00e1pido en equipos con carga baja permanente.<\/p>\n Tabla 2 Transformador sumergido en aceite frente al transformador seco de distribuci\u00f3n<\/strong><\/p>\n \u8868\u683c<\/p>\n En todos los casos llega media tensi\u00f3n por una l\u00ednea, y uno o varios transformadores la convierten a tensi\u00f3n de carga. Lo que cambia es el entorno, el perfil de carga y el coste de la parada.<\/p>\n Siete decisiones determinan si el equipo se adapta a la necesidad, en orden de restricci\u00f3n mutua.<\/p>\n La instalaci\u00f3n correcta se centra en calor, humedad y distancias: circulaci\u00f3n libre de aire o c\u00e1mara dimensionada, terminales soportados (no colgados de bujes) y puesta a tierra medible. La protecci\u00f3n incluye fusibles o interruptor autom\u00e1tico, pararrayos en ambos lados y, en unidades de aceite grandes, rel\u00e9 de Buchholz y dispositivo de alivio de presi\u00f3n.<\/p>\n El mantenimiento de transformadores de aceite se centra en rigidez diel\u00e9ctrica, humedad, an\u00e1lisis de gases disueltos, adem\u00e1s de deshumidificador, juntas e inspecci\u00f3n termogr\u00e1fica de terminales. Los secos requieren limpieza de devanados y conductos, ventiladores operativos y vigilancia de descargas parciales en atm\u00f3sfera h\u00fameda. Registrar posici\u00f3n de toma, carga y temperatura: la mayor\u00eda de fallos se manifiestan como desviaci\u00f3n progresiva antes de generar humo.<\/p>\n \u00bfC\u00f3mo calculo el kVA que necesito?<\/strong> Divide la demanda m\u00e1xima en kW entre el factor de potencia para obtener kVA, a\u00f1ade 15\u201325 % para crecimiento. Comprueba picos diarios y estacionales, no solo el m\u00e1ximo anual.<\/p>\n \u00bfAceite o seco, cu\u00e1l elijo?<\/strong> Lo decide la ubicaci\u00f3n. En interiores, t\u00faneles o instalaciones offshore, el seco es m\u00e1s seguro. En exterior, en redes o industria, el sumergido es m\u00e1s econ\u00f3mico por kVA.<\/p>\n \u00bfCu\u00e1nto dura un transformador de distribuci\u00f3n?<\/strong> La IEC contempla una vida t\u00edpica de treinta a\u00f1os o m\u00e1s; los de aceite bien mantenidos superan ese plazo. La sobrecarga y el mantenimiento deficiente acortan la vida m\u00e1s que la antig\u00fcedad.<\/p>\n \u00bfSe puede sobrecargar un transformador de distribuci\u00f3n?<\/strong> La sobrecarga c\u00edclica de corta duraci\u00f3n, dentro de la gu\u00eda de carga, es pr\u00e1ctica habitual. La operaci\u00f3n continua por encima de placa acelera el envejecimiento del aislamiento y debe estar documentada.<\/p>\n El transformador de distribuci\u00f3n es el activo menos visible del sistema, pero el que el usuario percibe directamente: la tensi\u00f3n en el enchufe y la continuidad del suministro. Hacer una elecci\u00f3n correcta no es complicado, pero debe ser precisa, basada en cuatro datos que solo posee el comprador: perfil de carga, tensi\u00f3n de alimentaci\u00f3n, entorno y valoraci\u00f3n econ\u00f3mica de las p\u00e9rdidas.<\/p>\n Env\u00eda conjuntamente la lista de cargas, relaci\u00f3n de tensi\u00f3n, entorno y requisitos de p\u00e9rdidas. El proveedor que adapte un dise\u00f1o est\u00e1ndar a estos cuatro datos y documente los ensayos suele ofrecer un equipo mejor con menor coste total que aquel que solo env\u00eda un n\u00famero de cat\u00e1logo.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La electricidad sale de una central el\u00e9ctrica a cientos de kilovoltios y llega a un enchufe de pared a 230 voltios. El equipo que realiza el \u00faltimo paso es el transformador de distribuci\u00f3n. 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\n \nComponente<\/th>\n Funci\u00f3n<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n N\u00facleo magn\u00e9tico<\/td>\n Acero silicio laminado o aleaci\u00f3n amorfa; canaliza el flujo y determina las p\u00e9rdidas en vac\u00edo<\/td>\n<\/tr>\n \n Devanados<\/td>\n Conductores de cobre o aluminio; transportan la corriente y definen p\u00e9rdidas de carga e impedancia<\/td>\n<\/tr>\n \n Sistema de aislamiento<\/td>\n Aceite-papel o resina epoxi fundida; separa espiras, devanados y tierra<\/td>\n<\/tr>\n \n Dep\u00f3sito y radiadores<\/td>\n Contienen el aceite, disipan el calor y protegen la parte activa<\/td>\n<\/tr>\n \n Bujes pasatapas<\/td>\n Permiten el paso de conductores por el dep\u00f3sito con la distancia de fuga adecuada<\/td>\n<\/tr>\n \n Conmutador de tomas<\/td>\n Conexiones fuera de circuito, normalmente \u00b12\u00d72,5 %, para compensar variaciones de suministro<\/td>\n<\/tr>\n \n Dispositivos de protecci\u00f3n<\/td>\n V\u00e1lvula de alivio de presi\u00f3n, rel\u00e9 de Buchholz en unidades de aceite grandes, fusibles o rel\u00e9s<\/td>\n<\/tr>\n \n Monitorizaci\u00f3n y placa de caracter\u00edsticas<\/td>\n Temperatura de devanados y aceite, nivel de aceite; placa registra potencia, impedancia y p\u00e9rdidas<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n 4. Principales tipos<\/h3>\n
4.1 Transformadores sumergidos en aceite<\/h4>\n
4.2 Transformadores de tipo seco<\/h4>\n
4.3 Unidades de base y unidades de poste<\/h4>\n
4.4 Variantes monof\u00e1sicas y de n\u00facleo amorfo<\/h4>\n
\n\n
\n \nCriterio<\/th>\n Sumergido en aceite<\/th>\n Tipo seco (resina fundida)<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n Potencia t\u00edpica<\/td>\n 25\u20132500 kVA<\/td>\n 50\u20132500 kVA<\/td>\n<\/tr>\n \n Refrigeraci\u00f3n<\/td>\n ONAN, o ONAN\/ONAF para mayor potencia<\/td>\n AN, o AN\/AF para mayor potencia<\/td>\n<\/tr>\n \n Comportamiento ante el fuego<\/td>\n Aceite mineral inflamable, requiere cubeto<\/td>\n Resina autoextinguible, baja carga de fuego<\/td>\n<\/tr>\n \n Uso interior<\/td>\n Restringido por normativa, requiere c\u00e1mara<\/td>\n Habitual, incluso en s\u00f3tanos<\/td>\n<\/tr>\n \n Mantenimiento principal<\/td>\n An\u00e1lisis de aceite, deshumidificador, juntas, fugas<\/td>\n Limpieza, ventiladores, descargas parciales en ambientes h\u00famedos<\/td>\n<\/tr>\n \n Aplicaci\u00f3n t\u00edpica<\/td>\n L\u00edneas de distribuci\u00f3n, industria, energ\u00edas renovables<\/td>\n Edificios, t\u00faneles, centros de datos, e\u00f3lica<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n 5. C\u00f3mo se usan los transformadores de distribuci\u00f3n<\/h3>\n
\n
6. Especificar la unidad adecuada<\/h3>\n
\n
7. Instalaci\u00f3n, protecci\u00f3n y mantenimiento<\/h3>\n
8. Preguntas frecuentes<\/h3>\n
9. Conclusi\u00f3n<\/h3>\n