Un conmutador de tomas fuera de circuito Se utiliza para ajustar la tensión del transformador cuando este está completamente aislado de la red eléctrica. Se emplea habitualmente en transformadores de distribución de 10 kV para compensar las desviaciones de la tensión de la red y mantener la salida de baja tensión dentro de un rango aceptable.
Esta guía explica cómo funciona un conmutador de tomas fuera de circuito, cómo seleccionar la posición correcta de la toma y los procedimientos de seguridad fundamentales que deben seguirse antes de realizar cualquier ajuste. Todos los trabajos deben ser realizados por personal eléctrico cualificado, de acuerdo con la placa de características del transformador, los planos aprobados, la normativa local y las instrucciones del fabricante.
1. Cómo regula la tensión del transformador un cambiador de tomas fuera de circuito
La tensión en los distintos puntos de una red de distribución eléctrica no siempre es idéntica. Las largas distancias de transmisión, las variaciones en las cargas y las pérdidas en la línea pueden hacer que la tensión de alta tensión real que llega a la red supere o sea inferior a su valor nominal.
Si un transformador tuviera únicamente una relación de bobinado fija, estas variaciones podrían dar lugar a una tensión de salida de baja tensión excesivamente alta o baja. Una tensión de salida elevada puede dañar los equipos eléctricos conectados, mientras que una tensión de salida baja puede reducir el rendimiento de los equipos o impedir su funcionamiento normal.
Un cambiador de tomas fuera de circuito resuelve este problema modificando el número efectivo de espiras del devanado de alta tensión del transformador. El devanado de baja tensión permanece sin cambios, pero al ajustar el número de espiras del devanado de alta tensión se modifica la relación de transformación y, por lo tanto, se corrige la salida de baja tensión.
Relación de transformación del transformador
La relación básica entre la tensión y la regulación se basa en la relación de transformación del transformador:
En la práctica, un mayor número de espiras efectivas en el devanado de alta tensión da lugar a una relación de transformación más alta y a una tensión de salida de baja tensión más baja. Un menor número de espiras efectivas en el devanado de alta tensión da lugar a una relación de transformación más baja y a una tensión de salida de baja tensión más alta.
2. Cambiador de tomas en carga frente a cambiador de tomas fuera de circuito
La regulación de tensión de un transformador suele realizarse mediante uno de estos dos métodos: el cambio de tomas en carga o el cambio de tomas fuera de circuito. El método adecuado depende del diseño del transformador y de la aplicación para la que se utilice.
Conmutador de tomas en carga
Un cambiador de tomas en carga permite ajustar las posiciones de las tomas mientras el transformador permanece energizado y soporta carga. Se utiliza habitualmente en aplicaciones que requieren un funcionamiento continuo, como las grandes subestaciones, las instalaciones industriales y los equipos eléctricos especiales. Los cambiadores de tomas en carga suelen ofrecer un mayor número de posiciones de tomas y pueden permitir la regulación automática de la tensión.
Cambiador de tomas fuera de circuito para transformadores de distribución
Un cambiador de tomas fuera de circuito Se utiliza ampliamente en los transformadores de distribución habituales que dan servicio a zonas residenciales, edificios comerciales e instalaciones industriales en general. Presenta una estructura sencilla, una gran fiabilidad y unos requisitos de mantenimiento reducidos.
A diferencia de un cambiador de tomas en carga, nunca debe accionarse mientras esté bajo tensión o en carga. Antes de realizar cualquier ajuste, el transformador debe estar completamente desconectado, aislado, conectado a tierra y descargado. Queda estrictamente prohibido ajustar las tomas mientras el transformador esté bajo tensión.
Para conocer las opciones de productos que se utilizan en los proyectos de distribución, consulta nuestra Gama de transformadores de tipo seco.
3. Ajustes del cambiador de tomas fuera de circuito de 3 posiciones
Muchos transformadores de distribución de 10 kV/0,4 kV utilizan un conmutador de tres posiciones cambiador de tomas fuera de circuito. A continuación se muestra una disposición típica:
- Toma 1: 10 500 V — posición más alta de la toma y número máximo de espiras del devanado de alta tensión
- Nivel 2: 10 000 V — toma de referencia nominal y ajuste predeterminado de fábrica habitual
- Toma 3: 9500 V — posición más baja de la toma y número mínimo de espiras del devanado de alta tensión
En el caso de un suministro de entrada normal de 10 kV, la posición de partida suele ser la toma 2. La selección concreta de la toma debe basarse en la tensión medida, los valores nominales del transformador y los requisitos del sistema eléctrico conectado.
Regla n.º 1: Aumenta la intensidad de la toma cuando la tensión del lado de baja tensión sea alta
Si la tensión de salida es superior a su valor nominal mientras el transformador funciona en la posición 2, mueva el cambiador de tomas fuera de circuito a una posición de toma superior, como la toma 1.
Al pasar a una toma superior, aumenta el número de espiras efectivas del devanado de alta tensión. Al mantenerse inalterada la alta tensión de entrada, la relación de transformación aumenta y la tensión de salida de baja tensión se reduce hasta su valor nominal.
Regla n.º 2: Bajar el tap cuando la tensión del lado inferior sea baja
Si la tensión de salida es inferior a su valor nominal mientras el transformador funciona en la posición 2, cambie la posición del selector a una inferior, por ejemplo, a la posición 3.
Al pasar a una toma inferior, se reduce el número efectivo de espiras del devanado de alta tensión. Esto reduce la relación de transformación y aumenta la tensión de salida de baja tensión hasta acercarla a su valor nominal.
Lógica sencilla de ajuste mediante pulsación
- Posición más alta del tomador → mayor número de espiras en el devanado de alta tensión → menor tensión de salida de baja tensión
- Posición más baja del selector → menor número de espiras en el devanado de alta tensión → mayor tensión de salida de baja tensión
Esta regla resulta útil para la resolución de problemas sobre el terreno, pero las mediciones de tensión y la placa de características del transformador deben servir siempre como referencia definitiva para el ajuste.
4. Procedimiento de ajuste seguro del conmutador de tomas fuera de circuito
La seguridad en el manejo es el requisito más importante a la hora de trabajar con un cambiador de tomas fuera de circuito. Sigue el procedimiento de seguridad aprobado para la instalación y completa todos los pasos de aislamiento antes de tocar los enlaces de derivación o el selector de derivación.
- Apaga el transformador y desconéctalo de todas las fuentes de alimentación.
- Aplica los procedimientos de aislamiento y bloqueo de acuerdo con las normas de seguridad de la obra.
- Comprueba que no haya tensión utilizando equipos de prueba homologados.
- Conecta a tierra los conductores correspondientes y deja pasar el tiempo suficiente para que se descargue el devanado.
- Antes de realizar el ajuste, comprueba la placa de características, la posición actual del interruptor y la tensión de alimentación medida.
- Coloca los tres puentes trifásicos en la misma posición indicada.
- Comprueba que todas las conexiones de los grifos estén bien fijadas, limpias y correctamente alineadas.
- Mida la resistencia de CC del devanado tras el ajuste para comprobar que el contacto del cambiador de tomas sea fiable.
- Retira las conexiones a tierra provisionales únicamente una vez que se hayan completado todas las comprobaciones y la zona de trabajo sea segura.
- Restablezca la alimentación eléctrica siguiendo el procedimiento de puesta en servicio aprobado y supervise la tensión de funcionamiento.
Para conocer los requisitos generales de instalación, pruebas y puesta en servicio, consulta nuestro Guía de instalación y funcionamiento de transformadores de tipo seco.
5. Notas importantes sobre seguridad y mantenimiento
- Nunca se debe ajustar un conmutador de tomas fuera de circuito mientras el transformador esté bajo tensión o soporte carga.
- Asegúrate de que las tres fases utilicen la misma posición de derivación tras el ajuste.
- No te fíes únicamente del ajuste original de fábrica; comprueba las condiciones reales de tensión en el lugar de instalación.
- Durante el mantenimiento programado, comprueba que las conexiones de los grifos no estén sueltas y que no presenten signos de sobrecalentamiento, corrosión ni daños en el aislamiento.
- Anota las posiciones originales y ajustadas de las tomas, las lecturas de tensión y los resultados de las pruebas para consultarlos en el futuro.
El diseño, las pruebas y el funcionamiento de los transformadores suelen regirse por las normas aplicables, tales como la Recursos sobre las normas de la IEC relativas a los transformadores. En un proyecto concreto, siempre deben prevalecer la normativa local aplicable y la documentación del fabricante del transformador.
Conclusión
Un cambiador de tomas fuera de circuito ofrece una forma fiable y práctica de corregir las desviaciones de tensión en los transformadores de distribución. Al modificar el número de espiras del devanado de alta tensión únicamente tras un aislamiento completo, los operadores pueden mantener una salida de baja tensión adecuada, al tiempo que protegen los equipos y mejoran la fiabilidad del sistema.
Para la selección de transformadores y soluciones a medida para proyectos industriales, de servicios públicos y de energías renovables, consulta nuestra gama completa de transformadores.
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