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Derivaciones (tomas taps) y reguladores de voltaje de un transformador

Presentado por: Cristian Rodríguez Pérez Ing. Eléctrica

Los transformadores permiten la transformación de diferentes niveles de voltaje a través de un sistema. Desde el punto de vista de la eficiencia y de la capacidad en la transferencia de potencia, la transmisión de voltaje debe ser alta, pero por otra parte no es prácticamente factible generar y consumir potencia a esos voltajes. En sistemas eléctricos de potencia modernos, la potencia transmitida pasa por 4 o 5 transformaciones de voltaje entre el generador y el último consumidor.

Sumado a la transformación de voltaje, los transformadores son usados a menudo para el control de voltaje y flujo de potencia reactiva, lo que requiere el cambio en la razón de transformación. Por esto, prácticamente todos los transformadores usados en transmisión y un número considerable de distribución poseen taps.

tomas (taps) o derivaciones

Los "taps" (derivación en español) no son mas que derivaciones de alguno de los bobinados del transformador, es decir, son un conjunto de puntos de conexión a lo largo de un devanado, lo que permite seleccionar el número de espiras de éste.

Los taps generalmente se ubican en el lado (bobinado) de alta tensión o de baja corriente, de un transformador de potencia. en el caso de los transformadores de corriente o de intensidad (para medida y/o protección) tiene sus taps en el secundario, lado carga. No es procedente que un transformador tenga taps tanto en el primario como en el secundario.

Los transformadores de distribución tienen una serie de tomas (taps) en los devanados para permitir pequeños cambios en la relación de vueltas del transformador después de haber salido de fabrica. Una instalación típica podría tener cuatro tomas además del valor nominal, con intervalos de 2,5% del voltaje a plena carga. Tal distribución permite ajustes hasta del 5% por encima o por debajo del voltaje nominal del transformador.

Un transformador de distribución de 500 kVA, 13.200/480 V tiene cuatro tomas de 2,5% sobre su devanado primario. ¿Cuáles son las relaciones de voltaje del transformador en cada toma? Rta/ los cinco valores nominales de voltaje posibles en este transformador son: toma de + 5% 13.860/480 V toma de + 2,5% 13.530/480 V valor nominal 13.200/480 V toma de – 2,5% 12.870/480 V toma de -5% 12.540/480 V

Los taps o derivaciones de un transformador permiten que pueda ajustarse en el lugar de trabajo para acomodarlo a las variaciones de voltajes locales. Sin embargo, normalmente estas derivaciones o taps no pueden cambiarse ,mientras el transformador esté bajo carga.

A veces un transformador se utiliza en una línea de potencia cuyo voltaje varia ampliamente con la carga. Tales variaciones de voltaje podrían ser ocasionadas por una alta impedancia de la línea entre los generadores del sistema de potencia y esa carga en particular. Las cargas normales requieren suministros de voltaje contantes. ¿Cómo puede una compañía de energía eléctrica entregar un voltaje controlado a través de líneas de alta impedancia a cargas que cambian constantemente?

Una solución a este problema es utilizar un transformador especial llamado transformador conmutador de tomas bajo carga (TCUL) o regulador de voltaje. Básicamente un transformador TCUL es aquel que tiene la posibilidad de cambiar las tomas mientras se esta suministrando potencia. Un regulador de voltaje es un transformador TCUL con un circuito sensor de voltaje incorporado que cambia automáticamente las tomas para mantener constante el voltaje del sistema. Tales transformadores especiales son muy comunes en los sistemas de potencia modernos.