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Transformador aéreo monofásico utilizado en sistemas aéreos de distribución eléctrica

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Transformador aéreo monofásico

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El transformador aéreo monofásico es un transformador de distribución instalado en postes que se utiliza en sistemas de distribución eléctrica aéreos para reducir la tensión de media tensión a baja tensión, con el fin de abastecer a clientes residenciales, rurales, agrícolas y del sector comercial ligero. Estos transformadores son compactos, resistentes a la intemperie y están diseñados para un funcionamiento continuo al aire libre.

Especificaciones típicas
·Tensión primaria: 2,4–34,5 kV (habitualmente 7,2 kV, 11 kV, 12,47 kV, 13,2 kV, 13,8 kV, 22 kV, 33 kV)
·Tensión secundaria: 120/240 V, 230 V, 240 V o 400/230 V (cuando proceda)
·Potencia nominal: 5–500 kVA
·Frecuencia: 50 Hz o 60 Hz
·Número de fases: monofásico
·Método de refrigeración: ONAN (aceite natural, aire natural)
·Aislamiento: aceite mineral o fluido de éster natural/sintético
·Montaje: montado en poste
·Cambiador de tomas: cambiador de tomas fuera de circuito (normalmente ±2 × 2,5 % o ±5 %)

Potencias nominales habituales
Las potencias estándar típicas incluyen:
·5 kVA
·10 kVA
·15 kVA
·25 kVA
·37,5 kVA
·50 kVA
·75 kVA
·100 kVA
·167 kVA
·250 kVA
·333 kVA
·500 kVA

Relaciones de tensión habituales
Algunos ejemplos son:
·11 kV / 230 V
·11 kV / 120/240 V
·12,47 kV / 120/240 V
·13,8 kV / 120/240 V
·22 kV / 230 V
·33 kV / 240 V

Componentes principales
·Núcleo magnético laminado
·Bobinado de alta tensión
·Bobinado de baja tensión
·Depósito de acero sellado
·Aceite aislante
·Aletas de refrigeración
·Pasamuros de alta tensión
·Pasamuros de baja tensión
·Dispositivo de alivio de presión
·Orejetas de elevación
·Terminal de puesta a tierra
·Placa de características

Aplicaciones
·Distribución aérea residencial
·Electrificación rural
·Granjas e instalaciones agrícolas
·Pequeños edificios comerciales
·Alumbrado público
·Estaciones de bombeo de agua
·Comunidades remotas

Ventajas
·Diseño compacto y ligero
·Instalación rentable en postes eléctricos
·Funcionamiento fiable en exteriores
·Requisitos mínimos de mantenimiento
·Adecuado para sistemas de distribución aérea radial
·Fácil sustitución y mantenimiento

Características de protección
La protección habitual incluye:
·Fusible de expulsión de alta tensión
·Fusible limitador de corriente (cuando sea necesario)
·Descargador de rayos y sobretensiones
·Dispositivo de alivio de presión
·Conexión a tierra
·Protección contra sobrecorriente proporcionada por dispositivos situados aguas arriba

Pruebas rutinarias de fábrica
Los fabricantes suelen realizar:
·Medición de la resistencia del devanado
·Verificación de la relación de tensión
·Prueba de resistencia de aislamiento
·Pérdidas en vacío y corriente de excitación
·Medición de pérdidas bajo carga e impedancia
·Prueba de tensión de resistencia a CA aplicada
·Prueba de sobretensión inducida
·Prueba de fugas
·Prueba de rigidez dieléctrica del aceite aislante (unidades llenas de aceite)

Normas aplicables
·IEC 60076 – Transformadores de potencia
·IEEE C57.12.20 – Requisitos para transformadores de distribución aéreos
·IEEE C57.12.90 – Código de ensayo para transformadores sumergidos en líquido
·IEC 60296 – Aceites aislantes minerales

Instalación típica
Un transformador aéreo monofásico suele montarse en un poste eléctrico y conectarse de la siguiente manera:
1. La línea aérea de media tensión se conecta al pasacables primario a través de un fusible y un descargador de sobretensión.
2. El transformador reduce la tensión hasta la tensión de servicio requerida.
3. El secundario de baja tensión abastece a viviendas o pequeños comercios cercanos.
4. El depósito del transformador está conectado al sistema de puesta a tierra por motivos de seguridad.

Rendimiento típico
·Eficiencia: 98,5–99,5 %
·Refrigeración: Aceite natural y aire (ONAN)
·Vida útil: 25–40 años
·Instalación: En exteriores, montado en poste
·Mantenimiento: Inspección visual periódica y pruebas eléctricas

Los transformadores aéreos monofásicos se encuentran entre los transformadores de distribución más utilizados en las redes aéreas de suministro eléctrico. Ofrecen una solución económica y fiable para suministrar energía de baja tensión a viviendas particulares, explotaciones agrícolas, pequeñas empresas y comunidades rurales a partir de ramales de distribución de media tensión.