Distribución de la energía eléctrica

La electricidad que llega a nuestras casas normalmente se genera a grandes distancias de nuestros hogares y suele pasar por un proceso de transporte y distribución.

Históricamente, en los comienzos de la electricidad las distribuciones eran muy cortas, ya que solían existir centrales de pequeño tamaño y potencia para los usuarios de alrededor, lo que no requería grandes distancias de cableado. El uso de la corriente alterna permitió grácias al transformador (inventado en 1884) transportar electricidad a grandes distáncias, elevando el voltaje en la central y reduciendolo en los puntos de utilización.

Manteniendo la misma potencia, al elevar el voltaje también se reduce la corriente del circuito y eso permite a las líneas de AT usar conductores se sección mucho mas delgada y también se minimizan las pérdidas eléctricas en el conductor. En cambio, las centrales locales generaban y distribuían electricidad directamente en baja tensión en CA o CC y el tendido eléctrico tenía un alcance bastante corto.

Actualmente existen unas redes primárias de transporte a voltajes de 230 y 400 kV, estas redes recorren las centrales mas importantes y las subestaciones de las principales capitales, conectandolas entre si. En las centrales se suele generar la electricidad a tensiones de entre 6 y 25 kV, que posteriormente se eleva a la tensión de la red a la que se conecta. Las subestaciones que reciben suministro de redes primarias a 230 o 400 kV reducen el nivel de voltaje a 110 o 132 kV y también a 45 o 66 kV para grandes industrias, dando suministro a otras redes secundarias encargadas de dar servicio a zonas donde no llegan las redes primarias.

Las redes de 110 y 132 kV alimentan subestaciones secundarias en donde se reduce la alta tensión a media tensión a niveles normalmente de 20 o 25 kV y de 6, 11 y 15 kV en redes más antiguas. Las redes de media tensión recorren ciudades y pueblos ya que son las encargadas de alimentar los centros de transformación que reducen el nivel de voltaje a BT a tensiones de 130/230 V y 230/400 V, que corresponden a los antiguos voltajes de 127/220 y 220/380 V. Estas redes de BT son las que finalmente dan servicio a viviendas, locales e industrias.

Generación, transporte y distribución de la energía eléctrica

Las posibilidades de conexión a las redes de BT pueden ser servicios monofásicos bifilares de 230 V fase-neutro o fase-fase (según el tipo de red) y servicios trifásicos a 4 hilos de 130/230 V o de 230/400 V según la zona.

Antiguamente existía la posibilidad de conectar 127 V, y también con una tensión de fase a neutro tanto de 127 como de 220 V existía la posibilidad de conectar un servicio llamado doble monofásico, a dos fases y neutro (también conocido como bifásico) usado en instalaciones con muchas cargas monofásicas, que permitía repartir esas cargas a dos fases, reduciendo el amperaje de la línea a la mitad respecto a un cableado monofásico.

Posibles conexiones en redes de ambos voltajes

En una distribución de baja tensión, partiendo del transformador, existe un cuadro de distribución a continuación del transformador para proteger a las salidas con fusibles. Las salidas que salen del CT recorren las calles y en cada edificio existe una acometida eléctrica para su suministro, la forma varía si es red subterránea o aérea.

Esquema de una posble red de distribución pública de baja tensión, tanto rural como urbana.

La acometida es el tramo que se empalma desde la red de distribución hasta la caja general de protección del edificio, a partir de aquí la propiedad y la responsabilidad de las instalaciones pasa de la compañía eléctrica al dueño del edificio. La forma de la instalación también varía si es para un usuario o para varios usuarios.

Para varios usuarios, la línea que comienza en la CGP llega hasta una centralización de contadores en donde comienzan las líneas a cada abonado, llamadas derivaciones individuales. La DI comienza en el embarrado de la centralización, pasa por un fusible por fase y un contador y finalmente se le suma un conductor de toma de tierra a la línea, que termina en el cuadro general de mando y protección (CGMP) del usuario. A partir de este punto comienza la instalación interior.

Esquema de una instalación de enlace para varios usuarios

Esquema de una instalación de enlace para varios usuarios, con contadores ubicados en el interior de la vivienda/local o en el rellano junto a la puerta. Este montaje ya no se realiza, pero existen muchas instalaciones así.

Esquema de una instalación de enlace para varios usuarios en la que existen mas de 15 usuarios por planta, lo que aconseja ubicar una centralización por planta. Este montaje normalmente se realiza en edificios grandes.

Para un usuario único la acometida llega hasta el cuadro de protección y medida (CPM), que incorpora los fusibles y la base para el contador. De la CPM sale la DI hasta el CGMP, el conductor de toma de tierra puede proceder de otro punto de la instalación.

Esquema de una instalación de enlace para un único usuario

Para usuarios de mayor potencia, existen modelos de CPM provistos de bases fusibles mas grandes, y algunos modelos incluso forman un equipo de medida con transformadores de intensidad para medida indirecta, y la acometida puede ser exclusiva desde el cuadro de BT del transformador, si la potencia lo hace necesario. Algunos usuarios de BT pueden llegar a requerir un transformador exclusivo para ellos.

Otros usuarios debido a su gran demanda de energía eléctrica, contratan la electricidad en media tensión con el contador midiendo la línea de MT. La ventaja es que la electricidad resulta mas económica, pero por contra hay que pagar el mantenimiento y revisión periodica de las instalaciones de MT, que son propiedad del usuario. Estas instalaciones tienen una zona para operaciones de la compañía eléctrica, en donde se encuentran las celdas con los interruptores de línea (normalmente en anillo) y un interruptor que permite cortar la línea hacia el abonado. Línea que sale de este interruptor una vez sale de la zona de compañía da servicio al interruptor automático de MT y a la celda de medida, que contiene transformadores de medida, de intensidad y de tensión, a los que se conecta el contador de energía. A partir de este punto puede existir un único transformador o pueden instalarse celdas con interruptores y fusibles para las líneas de MT hacia los transformadores del usuario.

Contadores de energía eléctrica

En esta entrada voy a hablar de los contadores eléctricos. Estos aparatos se instalan al inicio de cada instalación para contabilizar el consumo de energía eléctrica, sin embargo pueden tener muchas variantes, además de la evolución por la que han pasado estos aparatos.

Compañía de Contadores - BTR - años 1920-30

Los contadores eléctricos hasta hace poco se han construído de forma electromecánica, cuyo funcionamiento se basa en el electromagnetismo. Dentro del contador hay una bobina de hilo muy delgado y miles de vueltas encargada de medir la tensión y otra bobina que rara vez tiene mas de 10 vueltas y su grosor depende del amperaje máximo que soporte el contador. Ambas bobinas inducen un cámpo electromagnético sobre un disco de aluminio que gira con una velocidad proporcional al consumo. Un iman permanente hace de freno sobre el disco a fin de regular y estabilizar la velocidad. El disco en su eje tiene un tornillo sin fin que mueve el engranaje de un integrador numérico que registra en consumo en kWh. El concepto de energía activa viene de consumir (o generar) una potencia durante un tiempo, por eso la medida se expresa en kWh y su fórmula es energía = a potencia x tiempo.

AEG - J6 - Años 1960

El integrador de un contador suele tener como mínimo 5 cifras enteras, aunque lo mas habitual es 6 o 7 para los últimos modelos, sin embargo podemos encontrar modelos muy antiguos con sólo 3 y 4 cifras. Muchos contadores incluyen decimales en sus contadores, aunque no en los de potencias muy altas. En modelos muy antiguos pueden verse integradores de 2 decimales. Pueden encontrarse contadores muy antiguos (80 o 100 años) que miden en HwH, que corresponde a hectovátioshora, para convertir esta lectura a kWh debe dividirse entre 10.

Riesa - SM 14 - Años 1990

Esquema eléctrico y mecánico de un contador

Hoy en dia los contadores que se instalan son digitales multifunción y la energía se mide con circuitos electrónicos. El contador electrónico mide el voltaje de red con una derivación de línea hacia un circuito específico mientras que la corriente se hace pasar por un shunt o un pequeño transformador de corriente, para finalmente, ser medida por otro circuito. Existe otro circuito que recoje esos datos y los transforma en el dato final de energía consumida. Los contadores digitales tienen muchas mas posibilidades que los electromecánicos, pues se pueden programar para medir mas de una tarifa o período horario, y también pueden medir energía reactiva.

Enel - CERM1 - Siglo XXI

El orden de los conductores en los bornes de los contadores no siempre ha sido el mismo:

Bornes según normas IEC - Asimétrico

Bornes según normas BSS - Simétrico

Antiguamente se fabricaban tanto bajo las normas IEC como las BSS, pero a partir de finales de los años 1970 y principios de los 80 pasó a usarse en España y en Europa únicamente los bornes según normas IEC.

Contador monofásico

Interior de un contador (Landis & Gyr - CG1) en donde se observa el interior con la bobina de corriente, la de tensión y el imán de freno.

El contador monofásico está diseñado para medir energía eléctrica en derivaciones de 2 conductores activos, normalmente fase y neutro. Tiene una bobina que mide tensión y otra que mide la intensidad, lo que compone un sistema de medida. Suelen fabricarse para corrientes de hasta 60 A y tensiones de 110 a 240 V.

Esquemas de conexión

Una variante del contador monofásico es el contador de doble bobina amperimétrica, en el que la bobina de corriente se divide en dos mitades para que pueda ser atravesada por ambos conductores de línea. Esto está especialmente indicado para medir suministros de dos fases, en los que interesa medir la corriente que pasa por cada conductor de manera individual.

Esquemas de conexión del contador monofásico

En América se utiliza mucho este tipo de contador cuando la distribución de BT procede de un transformador monofásico con toma media (3 hilos).  Constructivamente, el neutro nunca para por el contador. Si se conecta una carga entre una fase y neutro por el contador sólo pasa corriente por una de las dos bobinas amperimétricas y el contador mide la carga sólo en esa fase.

Contador de doble bobina en distribución monofásica

Contadores americanos para 2 y 3 hilos. Monofásico, 2F+N red monofásica, 2F+N red trifásica.

Contador doble monofásico

AEG - B11

Este tipo de contador, también llamado bifásico, se había llegado a usar bastante en España, aunque hoy en dia no se usa, sin embargo en otras partes del mundo es muy utilizado por sus ventajas. Antiguamente cuando se contrataba electricidad, a partir de cierto límite en en suministro monofásico existía esta opción para poder utilizar conductores mas delgados, y a la vez disponer de mas potencia.

CdC - TB7

Consiste en dos sistemas de medida (equivalente a dos contadores monofásicos) que miden individualmente la corriente y la tensión, de cada fase. Su razón de ser es la de dividir la carga de un suministro monofásico entre dos fases, para utilizar 3 conductores de rección mas reducida que usando sólo fase y neutro, ya que la potencia del circuito queda repartida. Es un paso intermedio entre el suministro monofásico en donde una potencia mediana puede requerir conductores muy gruesos y el trifásico en donde una potencia mediana puede ser equivalente a un amperaje reducido, lo que haría saltar el limitador de potencia contratada al mínimo desequilibrio. La lectura total es la suma de lo que miden ambos sistemas de medida.

Lo mas habitual al pensar en este contador es ubicarlo en instalaciones de 127/220 V, sin embargo también era utilizado en redes de 220/380 V.

Como ejemplo práctico, tenemos 11,5 kW que corresponden a 50 A con monofásica a 230 V. Con la opción de usar dos fases y neutro para repartir carga, tan sólo necesitaríamos 25 A por fase para lograr esos 11,5 kW.

Esquemas de conexión del contador doble monofásico

Contador trifásico

AEG - C111 (4 hilos)

Este tipo de contador tiene dos variantes, el de 3 hilos y el de 4 hilos.

El contador trifásico a 3 hilos es constructivamente igual que el doble monofásico, ya que tiene dos sistemas de medida, con las bobinas de tensión conectadas entre fases. La lectura total es la suma de ambas. Este contador se solía utilizar para suministros únicamente de fuerza cuando antiguamente se separaban los consumos de alumbrado y fuerza, ya que normalmente en los de alumbrado se utilizaba la tensión de fase y neutro, mientras que en los de fuerza se usaba la tensión entre fases, por lo que el neutro era prescindible. Este tipo de contador puede medir cargas monofásicas y cargas desequilibradas.

Las compañías eléctricas pronto se dieron cuenta de que con la fase directa (sin medir) de estos contadores los abonados podían obtener energía de manera ilícita, por lo que pronto cayeron en desuso para usarse únicamente contadores trifásicos de 4 hilos, aunque no se usara el neutro. Sin embargo, para medida en abonados de MT y AT, se siguió utilizando hasta hace relativamente poco.

AEG - C11 (4 hilos)

El contador trifásico a 4 hilos dispone de 3 elementos de medida que miden individualmente cada fase, por lo tanto, puede medir fases con cargas desequilibradas. Estos tres elementos de medida tienen sus bobinas de tensión conectadas entre una fase y el neutro, en estrella. Normalmente los contadores electromecánicos disponían de dos discos unidos por un eje, sobre los cuales actúan dos elementos de medida en un disco y el tercer elemento de medida y el imán de freno. La lectura total es la suma de cada elemento de medida.

En baja tensión, estos contadores permiten la utilización simultánea de receptores trifásicos y monofásicos, tanto entre fase y neutro como entre fases. Se fabrican tanto para medida directa, con un límite de 80 o 100 A, como para medida indirecta.

Esquemas de conexión del contador trifásico de 4 hilos

Medida de la energía reactiva

Hasta ahora todos los contadores que hemos mencionando sólo miden energía activa, que es la que produce trabajo útil. Sin embargo existen muchas instalaciones con cargas inductivas (bobinas, motores, etc) que producen el efecto de consumir mas corriente de lo que correspondería, debido a que las cargas inductivas adelantan la onda de corriente con respecto a la de tensión. Esto supone un perjuício para las líneas eléctricas debido a que queda muy limitada la energía activa disponible, por eso las compañías eléctricas miden reactiva penalizando a los usuarios con medidas de reactiva muy alta (bajo factor de potencia) e incluso premian con descuentos a aquellos abonados con medidas de reactiva nulas o muy reducidas (alto factor de potencia). La energía reactiva se mide en KVARh.

Equipo de medida con contadores de activa y reactiva (AEG)

El contador de reactiva electromecánico antiguamente era un contador específico que se instalaba al lado y aguas abajo del de activa. Este contador se fabricaba trifásico para 3 y 4 hilos y monofásico, aunque este último era bastante poco común, también se fabricaba para medida tanto directa como indirecta, y se instalaban de las mismas tensiones y corriente que el activa. Para la medida de la reactiva se desfasa la tensión y la corriente 90º, este desfase se consigue con dos métodos. El primero consiste en una bobina instalada en serie con la bobina de tensión para los de 2, 3 y 4 hilos (una bobina por sistema de medida), esta bobina es ajustable y adelanta la tensión 90º. El segundo método consiste en conectar las 3 bobinas de tensión de un contador de 4 hilos en triangulo, de manera que las bobinas se alimentan de las dos fases que no mide la bobina de corriente del mismo elemento de medida, y así se consigue el desfase necesario. También existía un método parecido para el trifásico de 3 hilos.

Hoy en día para este tipo de medidas se instala un único contador multifunción que mide energías activa y reactiva. Además de dar la lectura de reactiva, indican la potencia reactiva instantánea en kVAR y el ángulo de Cos de phi, entre otras cosas.

Contador multifunción Ziv

Medida indirecta

Existen instalaciones que debido a su elevada potencia, se realiza la medida de la energía de manera indirecta con transformadores de intensidad en BT y transformadores de intensidad y de tensión en MT y AT. El contador normalmente viene calibrado o programado para mostrar la lectura real según la relación de los transformadores de medida. Cuando se instalaban contadores electromecánicos, muchas veces también se utilizaban contadores directos de 5 A en los que se indicaba con una etiqueta al lado del integrador la relación por la que tenía que multiplicarse la lectura de este.

Medida con transformadores de intensidad en BT (indirecta o semi indirecta)

Medida con transformadores de tensión e intensidad en MT y AT (indirecta)

Electricidad básica - Teoría

Magnitudes eléctricas

La energía eléctrica puede medirse con diversas magnitudes. El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos, que hace circular una corriente por un circuito eléctrico según su resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica es la oposición que tiene un material al paso de la corriente eléctrica.

Un material que tenga poca oposición (poca resistencia) al paso de la corriente eléctrica, es un buen conductor, mientras que otro material que tenga mucha oposición al paso de la corriente eléctrica (mucha resistencia), es un mal conductor.

El voltaje, también llamado tensión o diferencia de potencial, se mide en voltios (V), la corriente, también llamada intensidad, se mide en amperios (A) y la resistencia en ohmios (Ω).

Además de estas magnitudes, hay también la potencia, que es la capacidad de los aparatos eléctricos para producir trabajo (o la cantidad de trabajo realizado en un tiempo determinado). La unidad de la potencia son los vatios (W).

Todas estas magnitudes tienen una relacion entre si:

Ley de ohm

En un circuito formado por una resistencia de 1 Ω conectada a una pila de 1 V, circula 1 A.

I= V/R

Potencia

Una bombilla conectada a una pila de 1 V por la que circula 1 A, luce con 1 W de potencia.

P= V*I

La potencia también puede expresarse en caballos de vapor (CV) o en Horsepower (HP), sobretodo en el caso de motores:

1 CV = 735,5 W

1 HP = 745,7 W

Circuito elemental con tres posibles medidas

La medida de voltaje se hace en paralelo y la de intensidad en serie. La potencia se mide combinando en un único medidor la medida de voltaje e intensidad.

Formas de corriente eléctrica

La corriente eléctrica, según el tipo de generador, puede ser continua o alterna. La corriente continua se caracteriza por que la corriente circula siempre en el mismo sentido, mientras que en la alterna el sentido de la circulación de la corriente varía constantemente. Esa variación del sentido de la circulación se llama frecuencia. La corriente continua se suele representar con la abreviatura CC o DC en ingles, mientras que la alterna se representa con CA o AC en ingles. También se llama a la CC corriente directa en América latina.

Corriente continua

La suelen generar pilas, baterías, dinamos y células fotovoltaicas. Se usa sobretodo en circuitos electrónicos. También puede obtenerse fácilmente de la corriente alterna usando rectificadores.

Corriente alterna

La generan alternadores y su ventaja es que puede elevarse y reducirse su voltaje mediante transformadores, lo que facilita el transporte y distribución.

Dinamos y alternadores

Las dinamos y los alternadores son unas máquinas eléctricas que, basándose en el principio de Faraday, generan la diferencia de potencial necesaria para hacer que funcione un circuito eléctrico. 

Alternador elemental

El funcionamiento del alternador elemental es que el bobinado, instalado en la parte móvil rotativa (rotor), al girar dentro de un campo magnético induce una corriente eléctrica en proporción a las líneas de fuerza del campo magnético y a la posición del rotor (inducido). Cuando el rotor ha dado media vuelta, en la próxima media vuelta la corriente generada circula en sentido contrario, por lo tanto, la frecuencia y también el voltaje generados dependen de la velocidad de giro. La corriente generada se recoge a través de dos anillos rozantes instalados en el rotor, al que se conecta un extremo del bobinado a cada anilla, y dos escobillas fijas que están en contacto con esas anillas y a las que se pueden conectar los cables de salida.

Dinamo elemental

La dinamo tiene un funcionamiento similar al alternador, pero para que la corriente generada sea continua, en el eje va instalado un colector compuesto de dos semianillas o delgas en contacto con dos escobillas fijas, de manera que cada media vuelta se invierte la conexión de los hilos de salida, para que la corriente circule siempre en el mismo sentido.

Como la corriente continua generada es pulsante, en la practica el colector se divide en varias delgas, para que la corriente generada sea lo menos pulsatoria posible. Cuantas más delgas tenga el colector menos pulsatoria será la corriente generada.

CC pulsatoria

Mientras las dinamos pequeñas tienen la parte fija (estator) inductora de magnetismo fabricada con imanes permanentes, las de tamaño industrial llevan un bobinado estatorico que se conecta a una fuente de CC para inducir el campo magnético necesario. El voltaje de salida depende de la tensión a la que se conecte el bobinado estatorico y de la velocidad de giro del rotor.

El funcionamiento de una dinamo y de un motor de CC, son muy similares, aunque de manera inversa.

Alternador trifásico

El alternador elemental aunque se representa con el bobinado inducido en el rotor y con el inductor de campo magnético en la parte fija (estator), en la practica, en los alternadores normales, los bobinados inducidos que generan electricidad están en el estator y el rotor no suele ser de imanes, si no otro bobinado conectado a corriente continua, para que produzca un campo magnético fijo. La conexión de este bobinado rotorico se efectúa mediante dos anillas y dos escobillas.

Los alternadores industriales de mayor potencia, así como los alternadores instalados en centrales eléctricas, en la práctica no llevan un único bobinado inducido, que equivale a una tensión generada monofásica, si no que llevan montados tres bobinados idénticos repartidos por igual dentro del estator, es decir, si un giro completo son 360 grados, cada bobina esta desfasada respecto la anterior 120 grados. Un generador construído de esta manera genera tres tensiones idénticas, pero desfasadas entre si 120 grados, es decir, un sistema trifásico.

Alternador trifásico con entrada de CC para excitación y salida a 4 hilos (estrella)

CA trifasica 

Transformadores

El transformador, conocido como una máquina eléctrica estática, debido a la ausencia de piezas móviles en su interior, es ámpliamente usado en multitud de aplicaciones tanto domésticas como industriales, y aun que para potencias muy pequeñas se han ido imponiendo transformadores electrónicos en los últimos años, siguen utilizandose los transformadores normales de construcción ferromanetica gracias a su fiabilidad.

Su funcionamiento consiste en un núcleo formado por láminas de hierro, sobre el cual un bobinado de hilo de cobre conectado a una fuente de corriente alterna, induce un campo magnético, que a su vez, induce en un segundo arrollamiento de hilo de cobre una diferencia de potencial, que es capaz de entregar una potencia proporcional a la sección del núcleo. Aunque un transformador no puede funcionar en corriente continua, debe tenerse en cuenta que es reversible.

Transformador básico

La relación entre el voltaje al que se conecta y el que da en sus bornes de salida es proporcional al número de espiras o vueltas de hilo sobre el núcleo de cada devanado. Por contra, la corriente que circula por cada devanado (y por lo tanto el grosor del hilo) es inversamente proporcional al número de espiras. La relación de transformación se puede expresar con la siguiente fórmula:

Relación de transformación

Los transformadores, al igual que los alternadores, también se construyen de tal manera que sean capaces de transformar voltajes trifásicos. En este caso, el montaje consiste en 3 núcleos alineados formando 3 columnas y en cada una de ellas se bobina un devanado primario y otro secundario, formando 3 primarios iguales y 3 secundarios idénticos.

Transformador trifásico

Los transformadores pueden tener muchas variantes, según su aplicación:

Autotransformadores
Su montaje es muy similar al del transformador convencional, con la diferencia de que tan solo dispone de un único devanado. Para tomar el voltaje secundario se hace una toma media sobre el devanado. La ventaja que tiene este tipo de bobinado es que sale mas barato que un transformador convencional y es ideal para cuando la diferencia entre los valores primario y secundario no sea muy elevada, y en donde no sea necesario aislar el circuito conectado al secundario de la red a la que se conecta el secundario.

El voltaje de salida depende del punto en el que se haya decidido hacer la toma de salia. Cuanto mas cerca este del punto "0" menos voltaje dará mientras que cuanto mas cerca esté del otro extremo mas elevado será el voltaje de salida. Los autotransformadores también se construyen para reducir o elevar tensiones trifasicas.

Autotransformador trifásico

Existe otra variante de autotransformador cuyo voltaje de salida se puede variar manualmente. Consiste en un arrollamiento sobre el que se desplaza un contacto móvil asociado a un mecanimo que puede ser manual o puede estar motorizado.

Autotransformador variable

Transformadores de aislamiento

Estos transformadores consisten en un primario y un secundario con un aislamiento entre ambos que garantiza una separación eléctrica mas segura que en los convencionales. Se trata de un aislamiento eléctrico a prueba de varios miles de voltios. Se suelen utilizar para aplicaciones en las que se necesita una seguridad eléctrica elevada, como por ejemplo en instalaciones mojadas o en quirófanos.

Transformadores de medida
Son transformadores que se utilizan para medir el voltaje o la intensidad de un circuito eléctrico de manera indirecta, sin manipular o interrupir el circuito principal. Éstos pueden ser de voltaje o de intensidad.

Los transformadores de voltaje se utilizan cuando el voltaje de la linea a medir es tan elevado que resulta peligroso hacerlo de manera directa. Para este fin se construye un transformador con primario a tensión de red y secundario a 100 ó 110 V. El voltímetro funciona a ese voltaje secundario, pero su escala es proporcional a la relación de transformación. Un ejemplo de relación seria 25000/100 V u 11000/110 V.

Transformador de tensión

Los transformadores de intensidad se usan cuando la corriente que circula por un conductor es tan alta que hace necesario utilizar grandes secciones de conductores, lo que requeriría grandes amperímetros y montajes complejos. También se utilizan para medir la corriente en lineas de voltaje peligroso, aun que el valor de la corriente sea muy bajo. El valor secundario suele ser de 5 A. Un ejemplo de relación seria 100/5 ó 500/5

Transformador de intensidad

Transformador Toroidal
Con un funcionamiento muy parecido al transformador de intensidad, el toroidal se utiliza principalmente para proteger instalaciones y personas, usado en combinacion con un interruptor formando un interruptor diferencial. Su funcionamiento consiste en medir los conductores activos de una línea. Cuando esta linea no tenga ninguna derivación o fuga a tierra, la corriente que circula por cada cable anula la de los demás, por lo que no se induce ninguna corriente en el toroidal. Cuando uno de los conductores tenga una derivación la suma resultante de corrientes no será "0", induciendose en el toroidal una corriente, que será detectada por el dispositivo diferencial y ordenará desconectar el interruptor asociado a éste. Se utiliza cuando el nivel de voltaje o amperaje no permite usar un diferencial modular convencional.

Circuitos trifasicos
La corriente normalmente nos suele llegar a casa en forma monofásica, sin embargo la distribución eléctrica se hace en forma trifásica. La corriente distribuida de esta manera permite usar secciones de cable inferiores a que si se realizara en monofasico, ya que nos permite repartir las cargas monofásicas entre las fases de la red trifasica. Otra ventaja es que la corriente trifasica, tal como hemos visto con el alternador, es que al disponer de tres tensiones desfasadas 120º entre si, implica una sucesión en los niveles máximos de voltaje de cada fase, produciendose un campo giratorio dentro de los motores trifasicos.

Las 3 bobinas de un alternador o de un transformador trifasico pueden asociarse en estrella o en triángulo (llamada también delta en latinoamérica). La corriente o tensión de línea son aquellos que circulan por la linea trifásica principal, mientras que los de fase son los que circulan por cada ramal monofásico en estas conexiones.

La conexión en triangulo consiste en conectar el principio de una bobina con el final de la siguiente. Cada una de estas conexiones va conectada a una de las 3 fases de la linea trifasica. El voltaje de línea es idéntico al voltaje de fase, mientras que la corriente de línea es es raíz cuadrada de 3 veces superior a la de fase.

Conexión en triangulo

La conexión en estrella consiste en unir los 3 principios de cada bobina y conectar a la red sus tres finales, o viceversa. En este caso el voltaje de cada bobina es raíz cuadrada de 3 veces inferior al de la linea, sin embargo, la corriente que circule por cada bobina será igual a la de la línea. Además esta conexión tiene un cuarto conductor resultado de unir las 3 bobinas, el neutro. Cuando se trata de las bobinas de un alternador trifásico o del secundario de un transformador, con el neutro y una fase obtenemos un voltaje raíz cuadrada de 3 veces inferior al que se obtiene tomando dos fases. Esto es ideal para hacer distribuciones a dos voltajes.

Conexión en estrella

Para distribuciones de baja tensión se utiliza siempre la conexión en estrella, ya que nos permite tener dos voltajes, uno reducido para alumbrado y usos varios y otro mas elevado para cargas de gran potencia. También se utiliza mucho la asociación de bobinas en estrella o triangulo en motores y otras maquinas trifásicas, ya que permite que puedan conectarse a dos voltajes diferentes que tengan una relación entre sí de raíz cuadrada de 3. Por ejemplo, en España se utilizan redes de distribución trifasicas de 130/230 V y de 230/400 V. Un motor puede conectarse a 230 V en triangulo y a 400 V en estrella.

Y hasta aquí este capítulo.

Saludos y hasta el próximo!