Necesidad de los transformadores de potencia en el transporte y la distribución eléctrica

Distribución de la energía eléctrica

La energía eléctrica generada en las centrales eléctricas no es utilizada, o lo es muy parcialmente,  en el mismo lugar de su producción. Es por tanto necesario transportar esta energía hacia los centros urbanos y las zonas industriales.

Los transformadores, por sus diferentes facetas de utilización, hacen posible el transporte y por tanto, están presentes en todas las etapas de utilización de la energía eléctrica desde el transporte hasta su utilización.

Si llamamos U a la tensión de una red e I la corriente en las líneas, la potencia transmitida por una red trifásica, es igual a: P = U · I · √3.

A potencia constante, la tensión y la corriente varían en sentido inverso, la posibilidad de elevar fuertemente la tensión conduce a reducir, en la misma proporción, la intensidad de las corrientes correspondientes y consecuentemente, la sección de los conductores de las líneas eléctricas y sus infraestructuras.

¿Por qué se transporta y distribuye la energía eléctrica en Alta Tensión?

·      Elevar la tensión 10 veces en las líneas de distribución eléctrica supone reducir  las pérdidas de energía por efecto Joule  en razón de 100.

·         Si se duplica la tensión la sección necesaria en las líneas se reduce a la cuarta parte.

·         Si se duplica la tensión la potencia a transmitir se multiplica por cuatro.

Ejemplo:

Potencia transportada por una línea, según la tensión y la sección de los conductores de aluminio con alma de acero:

Necesidad de los transformadores en los sistemas de distribución eléctrica

Los transformadores son indispensables en los sistemas de distribución de energía eléctrica, porque permiten:

·      Elevar la tensión de salida de las centrales eléctricas para reducir pérdidas en la transmisión de energía (subestaciones de central).

·   Conectar diferentes redes de transporte que sean de diferentes tensiones (subestaciones de interconexión).

·    Reducir la tensión de transporte hasta los niveles más convenientes y seguros para su distribución y el consumo (subestaciones de reparto, de distribución y centros de transformación).

·  Utilización de transformadores en sistemas de distribución (desde las centrales a los consumidores)

·         Cambiar de régimen de neutro en distribuciones de BT.

·         Aislar circuitos para evitar perturbaciones electromagnéticas.

·         Limitar o atenuar armónicos

Arquitectura básica de una red eléctrica y algunas aplicaciones

Tipos de Transformadores de Potencia

Producción y Transporte de energía

·         Transformadores elevadores de central.

·         Transformadores para la transmisión de corriente continua en AT (HVDC)

·         Transformadores reductores de subestación

·         Transformadores y autotransformadores de interconexión

·         Autotransformadores de regulación

·         Bobinas de inductancia Shunt

·         Bobinas de punto neutro

Aplicaciones industriales

·     Transformadores de alimentación de rectificadores (electrolisis del cloro, del aluminio, etc), para equipos siderúrgicos (laminación, prensado, trefiladoras, etc.).

·         Autotransformadores para arranque de motores

·         Transformador bloque (Transformador/alternador)

·         Transformadores para centros de soldadura

·         Transformadores para alimentación de onduladores

·         Transformadores para hornos eléctricos

·         Transformadores para marina

·         Transformadores para locomotoras

Distribución eléctrica

·         Transformadores MT/BT en baño de aceite

·         Transformadores secos encapsulados en resina epoxi

Distribución rural

·         Transformadores para poste