{{{sourceTextContent.title}}}

Los transformadores de tracción suministran energía eléctrica a los sistemas de electrificación ferroviaria

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Transformador de tracción

{{{sourceTextContent.description}}}

El transformador de tracción es un transformador especializado diseñado para suministrar energía eléctrica a los sistemas de electrificación ferroviaria, incluidas las locomotoras eléctricas, los sistemas de metro, el tren ligero y las redes ferroviarias de alta velocidad. Convierte la tensión de la red eléctrica en la tensión requerida por los sistemas de tracción ferroviaria y está diseñado para soportar frecuentes fluctuaciones de carga, cortocircuitos, picos de tensión, vibraciones y condiciones ambientales adversas.

Los transformadores de tracción pueden instalarse:
-En subestaciones de tracción (montadas en tierra)
- A bordo de locomotoras eléctricas o unidades múltiples eléctricas (EMU)

Principio de funcionamiento
Un transformador de tracción recibe energía de CA de alta tensión de la red eléctrica y la reduce a la tensión necesaria para la electrificación ferroviaria o para los equipos de tracción a bordo.

Transformador de tracción de subestación
1. Recibe energía de alta tensión de la red eléctrica.
2. Reduce la tensión a la tensión de distribución ferroviaria.
3. Alimenta los sistemas de catenaria aérea o las redes de tercer carril.
4. Proporciona energía estable a los trenes que circulan por la vía férrea.

Transformador de tracción a bordo
1. Recibe energía de la catenaria aérea o del pantógrafo.
2. Reduce la tensión para los convertidores de tracción.
3. Los convertidores alimentan los motores de tracción y los sistemas auxiliares.
4. Permite la aceleración, la marcha en crucero, el frenado regenerativo y la alimentación auxiliar.

Componentes principales

Núcleo magnético
·Núcleo de acero al silicio CRGO de alta calidad
·Construcción solapada de bajas pérdidas
·Diseñado para un bajo nivel de ruido y una alta eficiencia

Bobinados
·Conductores de cobre o aluminio
·Alta resistencia mecánica

Múltiples bobinados secundarios para:
·Convertidores de tracción
·Sistemas de alimentación auxiliar
·Carga de baterías
·Calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC)

Sistema de aislamiento
·Aislamiento de papel impregnado en aceite (transformadores de subestación)
·Aislamiento de tipo seco o con resina (determinadas instalaciones en interiores)
·Alta rigidez dieléctrica
·Aislamiento reforzado contra sobretensiones de conmutación

Sistema de refrigeración
Entre los métodos de refrigeración habituales se incluyen:
·ONAN – Aceite natural, aire natural
·ONAF – Aceite natural, aire forzado
·OFAF – Aceite forzado, aire forzado
·OFWF – Aceite forzado, agua forzada
·AN – Aire natural (tipo seco)
·AF – Aire forzado (tipo seco)
Los transformadores de tracción a bordo suelen utilizar refrigeración por aire forzado o por aceite forzado debido a las limitaciones de espacio y peso.

Especificaciones técnicas habituales
·Potencia nominal: 500 kVA – 60 MVA
·Tensión primaria: 11 kV – 220 kV (subestación); 15 kV o 25 kV CA (entrada a bordo)
·Tensión secundaria: personalizada para convertidores de tracción o alimentadores ferroviarios
·Frecuencia: 16,7 Hz, 25 Hz, 50 Hz o 60 Hz (dependiendo del sistema ferroviario)
·Refrigeración: ONAN, ONAF, OFAF, OFWF, AN, AF
·Aislamiento: de papel impregnado en aceite o de tipo seco
·Cambiador de tomas: fuera de circuito o en carga (dependiendo de la aplicación)
·Impedancia: optimizada para servicio de tracción

Características principales
·Elevada capacidad de sobrecarga
·Excelente resistencia a los cortocircuitos
·Diseñado para cargas cíclicas y que varían rápidamente
·Compacto y ligero (especialmente los diseños para instalación a bordo)
·Alta resistencia a las vibraciones y a los golpes
·Bajo nivel de ruido y bajas pérdidas
·Funcionamiento fiable en condiciones ambientales adversas
·Larga vida útil con bajo mantenimiento

Aplicaciones
·Trenes de alta velocidad
·Sistemas de metro
·Tren ligero urbano
·Locomotoras eléctricas
·Unidades múltiples eléctricas (EMU)
·Ferrocarriles de mercancías
·Subestaciones de tracción ferroviaria
·Transporte ferroviario industrial
·Sistemas ferroviarios mineros

Ventajas
·Proporciona energía fiable para las operaciones ferroviarias
·Permite una aceleración rápida y un frenado regenerativo
·Alta eficiencia y bajas pérdidas de funcionamiento
·Construcción robusta para entornos ferroviarios exigentes
·Diseños flexibles para diferentes sistemas de electrificación ferroviaria
·Alta fiabilidad operativa y larga vida útil

Consideraciones de diseño
Los transformadores de tracción están diseñados para soportar:
·Ciclos frecuentes de sobrecarga
·Picos de tensión derivados de las operaciones de conmutación
·Armónicos generados por los convertidores electrónicos de potencia
·Vibraciones y golpes mecánicos
·Amplias variaciones de la temperatura ambiente
·Espacio de instalación limitado (especialmente a bordo)
·Requisitos de seguridad contra incendios

Normas aplicables
Entre las normas internacionales más comunes se incluyen:
·IEC 60076 – Transformadores de potencia
·IEC 60310 – Transformadores de tracción e inductores
·IEC 61373 – Aplicaciones ferroviarias – Equipos de material rodante – Ensayos de golpes y vibraciones
·IEC 60571 – Equipos electrónicos utilizados en material rodante
·Serie IEEE C57 (cuando sea aplicable)
·Especificaciones de los operadores ferroviarios y de los ferrocarriles nacionales

Sistema típico de alimentación de tracción
·Un sistema de alimentación de tracción ferroviaria suele constar de:
·Conexión a la red eléctrica pública
·Aparamenta de alta tensión
·Transformador de la subestación de tracción
·Equipos de protección y control
·Sistema de catenaria aérea o de tercer carril
·Pantógrafo o colector de corriente
·Transformador de tracción a bordo (sistemas de CA)
·Convertidor de tracción
·Motores de tracción
·Sistemas de suministro de energía auxiliar

Resumen
Un transformador de tracción es un transformador de alto rendimiento diseñado específicamente para sistemas de alimentación ferroviarios. Ya sea instalado en una subestación de tracción o a bordo de un tren, proporciona una transformación de tensión eficiente y fiable, al tiempo que soporta las exigentes condiciones eléctricas, térmicas y mecánicas del servicio ferroviario. Su diseño especializado garantiza un funcionamiento seguro, eficiente y fiable de los modernos sistemas de transporte ferroviario en todo el mundo.