¿Es posible utilizar un transformador de tipo reductor como transformador elevador?

Un transformador se define como de tipo reductor cuando se va a usar para reducir el nivel de voltaje, por ejemplo de media tensión a baja tensión. Para una aplicación de elevación de tensión, se define como transformador de tipo elevador.

Es posible usar un transformador reductor como elevador ya que el transformador es una máquina reversible, cada devanado puede desempeñar el papel de primario o de secundario.

El matiz está en la caída de voltaje.

El transformador reductor (step-down transformer) se dimensionará para garantizar un cierto voltaje de BT a una carga/cos fi dado (y un voltaje de MT determinado), de la misma manera, el transformador elevador (step-up transformer) se dimensionará para garantizar un cierto voltaje de MT a una carga/cos fi dado (y un voltaje de BT determinado).

Ejemplo:

Un step-down transformer de 20kV/410V con una caída de voltaje del 5%, cargará un voltaje secundario de 389.5V. Por tanto, en carga, tendremos 20 kV / 389.5V.

El mismo transformador con la misma caída de voltaje pero usado como step-up transformer, en el caso de que el voltaje de baja tensión fuera de 410 V, tendremos sólo 19 kV de media tensión en el lado de la carga, lo que puede no ser aceptable.

Entonces, si necesito más de 19kV, el transformador tendrá un dimensionamiento diferente.

Esto dependerá de la aplicación del transformador, ya que si la tensión de MT la fija la red, siempre tendremos 20kV en el lado de MT, será sólo el flujo de potencia en el transformador el que cambiará de dirección, razón por la cual en algunas aplicaciones el transformador puede funcionar, ya sea como step-down o step-up sin problemas.

Para funcionar como elevador, el nivel de voltaje en el lado de BT deberá ser mayor para compensar la caída de voltaje en el lado MT, (para esto se puede tomar en consideración un conmutador de tomas automático en el caso de transformadores de aceite).

El límite de funcionamiento en sobreexcitación para los transformadores que permite la norma IEC 60076-1 es del 5% para funcionamiento normal, por encima de este límite el fabricante no puede asegurar el normal funcionamiento de la máquina.

Una tensión de sobreexcitación del 5% supone un aumento de las pérdidas en vacío del transformador, y del ruido del mismo de manera notable. Este 5% de sobrexcitación es el valor máximo de sobreflujo que admiten los transformadores en funcionamiento permanente sin daño, sin ver reducida su vida útil.

La sobreexcitación de un transformador es uno de los principales causantes de avería en transformadores y provoca el calentamiento excesivo del núcleo y de las bobinas, provocando daños considerables al transformador.

El incremento de pérdidas debido a la saturación del núcleo magnético puede producirse tanto por sobretensión como por reducción de la frecuencia de la tensión de alimentación. Recordar que la inducción aumenta con el aumento de tensión de red y que hay que tener en cuenta la zona de trabajo y saturación magnética

Para controlar el incremento de las pérdidas puede utilizarse una protección ANSI 24, esta función se incluye en el relé de protección Easergy P3G30.

Publicado para: Schneider Electric España