FUNDAMENTOS DEL TRANSFORMADOR
¿Cuál es el componente principal de un transformador que se encarga de canalizar el flujo magnético?
Núcleo (magnético)
¿Cuál es la fórmula básica para la relación de transformación de voltajes en un transformador ideal, usando el número de espiras?
a = N1/N2 = V1/V2 (donde a es la relación de transformación, N el número de espiras y V el voltaje)
¿Qué tipo de transformador se utiliza comúnmente para conectar una fuente de alto voltaje a un sistema de bajo voltaje para uso doméstico o comercial?
Transformador de distribución
¿Cuál es la principal fuente de pérdidas en el cobre (o pérdidas por efecto Joule) en un transformador?
La resistencia de los devanados (bobinas)
¿Cuál es el síntoma más común de un sobrecalentamiento en un transformador?
Zumbido excesivo, olor a quemado, o activación de alarmas de temperatura
Nombre las dos bobinas principales de un transformador, según el lado al que estén conectadas
Bobinado primario y bobinado secundario
Un transformador tiene una relación de espiras de 5:1 (primario:secundario). Si el primario se conecta a 1000V, ¿cuál es el voltaje en el secundario?
200V. (1000V / 5 = 200V)
¿Para qué se utiliza un autotransformador, y cuál es su principal ventaja en comparación con un transformador de dos devanados?
Se utiliza para pequeñas variaciones de voltaje o para arrancar motores. Su principal ventaja es que es más pequeño, ligero y eficiente para la misma potencia aparente, al compartir parte de su devanado
Nombre las dos principales fuentes de pérdidas en el núcleo de un transformador
Pérdidas por histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault (Eddy currents)
¿Qué tipo de falla interna puede ocurrir si el aislamiento entre las espiras de un devanado se degrada?
Cortocircuito entre espiras o cortocircuito de fase a tierra
¿Qué principio físico fundamental permite la transferencia de energía en un transformador sin conexión eléctrica directa entre sus bobinas?
Inducción electromagnética (o Ley de Faraday de la inducción)
Si un transformador de 50 kVA opera con un factor de potencia de 0.8 inductivo, ¿cuál es la potencia activa que puede entregar?
40 kW. (50 kVA * 0.8 = 40 kW)
¿Qué es un transformador de intensidad (TI) y cuál es su función principal en un sistema eléctrico?
Es un transformador de medida que reduce la corriente de un circuito de alta tensión a un valor seguro y medible, para instrumentos de medida y relés de protección
¿Qué prueba se realiza para medir las pérdidas en el cobre de un transformador y cómo se conecta el secundario para esta prueba?
Prueba de cortocircuito. El secundario se conecta en cortocircuito
Mencione al menos dos pruebas de mantenimiento preventivo que se realizan regularmente en el aceite dieléctrico de un transformador
Prueba de constante dieléctrica, análisis cromatográfico de gases disueltos (DGA), o medición de humedad
Explique brevemente la diferencia entre un transformador elevador (step-up) y un transformador reductor (step-down) en términos de voltajes y espiras
Un transformador elevador aumenta el voltaje y tiene más espiras en el secundario que en el primario. Un transformador reductor disminuye el voltaje y tiene menos espiras en el secundario que en el primario
Defina la impedancia de cortocircuito de un transformador y explique por qué es un parámetro importante
Es la impedancia equivalente del transformador vista desde el lado primario o secundario cuando el otro lado está en cortocircuito. Es importante para calcular las corrientes de cortocircuito y dimensionar protecciones
Describa brevemente la diferencia entre un transformador monofásico y uno trifásico
Un transformador monofásico opera con una sola fase de corriente alterna, mientras que uno trifásico opera con tres fases, generalmente conectadas en configuraciones estrella o delta
Defina la eficiencia de un transformador y escriba su fórmula básica en términos de potencia
Es la relación entre la potencia de salida (potencia entregada a la carga) y la potencia de entrada (potencia absorbida de la fuente). Eficiencia (η) = (P_salida / P_entrada) * 100%.
¿Qué indica un alto nivel de gases como el acetileno o el metano en el análisis de gases disueltos (DGA) del aceite de un transformador?
Posibles descargas eléctricas (arcos) o sobrecalentamiento severo del aceite o de los devanados
¿Cuál es la función principal del aceite dieléctrico en muchos transformadores de potencia? Mencione al menos dos funciones
Aislamiento eléctrico y enfriamiento (disipación de calor)
Un transformador monofásico tiene una corriente nominal en el primario de 10 A y en el secundario de 50 A. Si la tensión del primario es 2300 V, ¿cuál es su potencia aparente nominal en kVA?
23 kVA. (2300V * 10A = 23000 VA = 23 kVA)
Explique dos configuraciones de conexión comunes para los devanados de un transformador trifásico
Conexión Estrella (Y) y Conexión Delta (Δ)
¿A qué condición de carga un transformador opera generalmente con su máxima eficiencia?
Cuando las pérdidas en el cobre son iguales a las pérdidas en el núcleo (o cuando las pérdidas por efecto Joule son iguales a las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault)
Describa la función de los relés de protección diferencial en un transformador
Detectan fallas internas en el transformador comparando las corrientes que entran y salen. Si hay una diferencia significativa (que no se deba a la relación de transformación o a la corriente de magnetización), indica una falla interna y activa la desconexión del transformador