Cambiador de Taps de un Transformador: ¿Qué es y Cómo Funciona?

El cambiador de taps de un transformador es un componente indispensable en los transformadores de potencia. Su función es sencilla pero muy importante: ajustar el voltaje de salida del transformador. Pero, ¿cómo lo hace? A lo largo de este episodio, veremos cómo funciona, para qué sirve y cómo su mantenimiento puede prevenir fallas.

¿Qué Función Tiene el Cambiador de Taps en un Transformador?

El cambiador de taps ajusta el número de vueltas en los devanados del transformador. Así, puede aumentar o disminuir el voltaje de salida. Esto es útil para mantener el suministro de energía estable, cuando el voltaje de entrada varía. Por ejemplo, si la red eléctrica entrega un voltaje más bajo de lo esperado. Con ayuda del cambiador de taps podemos "mover el tap" para corregir esa diferencia y asegurar un buen nivel de voltaje en nuestro sistema eléctrico.

Esta función de poder "ajustar" el voltaje de salida del transformador es invaluable en grandes instalaciones industriales donde el uso de potencia es alto. Debemos tomar en cuenta que un mal ajuste de los taps puede dañar los equipos conectados al transformador o hacer que el sistema nos arroje un voltaje más alto o más bajo de lo que esperábamos.

De hecho, hay algo muy importante que decirte. Es necesario que estos ajustes los realice un profesional. En más de una ocasión, personas no capacitadas han realizado cambios de taps. Al terminar su maniobra, se encontraron con el terrible resultado del daño del transformador de la empresa. En apariencia es un trabajo sencillo pero solo personal capacitado debe realizar esta operación.

recuerda que en Trafomex, contamos con la experiencia y los conocimientos para resolver tus necesidades en cuanto a mantenimiento, estudios y cursos de electricidad industrial. Puedes comunicarte con nosotros si necesitas un cambio de tap en tu transformador.

¿Qué Son y Para Qué Sirven los Taps?

Los taps son puntos de conexión en los devanados del transformador. El cambiador usa estos puntos para modificar la relación de transformación, lo que ajusta el voltaje. Son como pequeños "interruptores" internos que permiten adaptar la tensión según las necesidades de la red eléctrica. Así, el cambiador de taps de un transformador puede regular la salida del nivel de voltaje, desde luego, hasta un cierto límite.

Un ejemplo sencillo de como opera un cambiador: imagina que tienes una manguera de agua. Los taps serían como válvulas que te permiten controlar cuánta agua pasa por la manguera. En el caso del transformador, los taps controlan el nivel de voltaje.

Tipos de Cambiadores de Taps

Existen dos tipos principales de cambiadores de derivaciones o taps:

1. Cambiadores bajo carga (OLTC): Ajustan los taps mientras el transformador está en funcionamiento. Se usan en grandes transformadores de potencia donde no se puede interrumpir el suministro de energía. Estos solo los puedes encontrar en subestaciones o empresas con una demanda muy alta de potencia. La mayoría de las empresas tienen...
2. Cambiadores sin carga (NLTC): Solo permiten el ajuste de taps cuando el transformador está desconectado de la red. Son más simples y más comunes en transformadores más pequeños o donde las variaciones de voltaje no son tan frecuentes.

¿Porqué se mueven los taps en un Transformador Industrial?

Mira existen solo dos razones. No tres, ni una. Solo dos. Se cambian los taps o derivaciones para evitar problemas de bajo o alto voltaje. Al reducir el voltaje cuando este se encuentra por encima de lo recomendado, el cambiador de taps protege los equipos reduciendo las interrupciones en el sistema eléctrico.

Problemas que Ocasiona el Alto Voltaje en las Empresas1. Daños a los Equipos Eléctricos

Los equipos eléctricos, como motores, compresores y sistemas de iluminación, están diseñados para operar dentro de un rango específico de voltaje. Si el voltaje es demasiado alto, puede provocar daños en los componentes, provocando afectaciones en los sistemas aislantes internos. Este daño puede reducir la vida útil de los equipos o, en casos extremos, provocar fallos irreversibles que van a requerir reemplazos costosos.

2. Mayor Consumo de Energía

Un voltaje elevado puede hacer que algunos equipos, como los puramente resistivos, consuman más energía de la necesaria para su funcionamiento. Esto no solo aumenta las facturas de electricidad, sino que también puede generar una falla en la red eléctrica, elevando los riesgos de paradas en el sistema.

3. Paros por activación de los Sistemas de Protección

Cuando el voltaje excede los niveles seguros, algunos sistemas de protección, como los relés de sobre voltaje y algunos interruptores automáticos con protección de alto voltaje, pueden activarse para desconectar el suministro de energía. Esto provoca paros no planificados que afectan la producción.

Problemas que Ocasiona el Bajo Voltaje en las Empresas

El bajo voltaje también es muy peligroso para las empresas, aunque muchas veces sus efectos no son tan evidentes. Porque suelen ocasionar problemas a mediano o largo plazo. Con el tiempo, el bajo voltaje puede causar una serie de problemas que impactan en una baja producción y en costos de operación elevados.

1. Pérdida de Eficiencia en Equipos

Cuando el voltaje es menor al requerido, los equipos eléctricos no pueden operar a su máxima capacidad. Los motores, por ejemplo, pueden experimentar una reducción en su velocidad y trabajo útil, lo que afecta directamente los procesos productivos.

2. Sobrecalentamiento de Motores

A diferencia del alto voltaje, el bajo voltaje hace que los motores eléctricos trabajen más para generar la misma cantidad de energía. Esto provoca que los motores se sobrecalienten, lo que puede llevar a fallas prematuras y paradas de emergencia. Aunque el problema inicial es el bajo voltaje, el sobrecalentamiento que se produce por esta condición puede ser igual de costoso que los problemas causados por el alto voltaje.

3. Desgaste Prematuro de Componentes

El bajo voltaje puede generar picos de corriente que someten a los componentes eléctricos a condiciones extremas, lo que acelera su desgaste. Los dispositivos, como las fuentes de alimentación, pueden perder su capacidad de funcionar de manera normal, generando la necesidad de reemplazos y aumentando los costos de mantenimiento .

El Ajuste de Taps en Transformadores: ¿Cómo Se Realiza?

El ajuste de taps se lleva a cabo cuando tienes problemas de bajo o alto voltaje con la alimentación que te entrega tu transformador. Para calcular el tap correcto, se considera la tensión de entrada y la tensión que debe salir del transformador. Este cálculo es necesario para evitar problemas y asegurar un suministro de voltaje más confiable.

Por ejemplo, si la tensión de salida es 5% menor de lo esperado. Es decir, si tenemos un voltaje de salida de 210 voltios en lugar de 220 Voltios. El especialista puede ajustar el tap para compensar esa diferencia. En sistemas más avanzados, el proceso puede ser automático, como en los transformadores con cambiadores bajo carga.

Pero, en casi todos los transformadores este proceso debe ser manual. Solo después de haber realizado un proceso de libranza y de haber confirmado la apertura del alimentador del transformador puede llevarse a cabo el cambio de tap.

1. Importancia del Mantenimiento del Cambiador de Taps

El mantenimiento del cambiador de taps es un requisito para ayudar a conseguir una operación estable del transformador. Sin un buen mantenimiento, los cambios de voltaje pueden ser peligrosos. Mantener el cambiador de taps de un transformador en buenas condiciones te va a evitar problemas muy serios.

2. Problemas Comunes en Cambiadores de derivaciones

Los problemas más comunes son el desgaste de los contactos y defectos en su fabricación. Y es por lo siguiente: con el tiempo, los contactos del cambiador pueden dañarse debido a la fricción del uso o a defectos en la fabricación. Estas fallas pueden llevar a interrupciones en el suministro de energía, o a resultados inesperados en las pruebas de aceite del transformador. En el caso de transformadores del tipo húmedos.

Un caso típico es la falta de mantenimiento en los cambiadores bajo carga. Estos dispositivos, por estar en constante uso, tienden a fallar si no se revisan y se mantienen periódicamente. De hecho, estudios indican que el 60% de las fallas en transformadores de potencia están relacionadas con problemas en los cambiadores de taps【Fuente: IEEE Std C57.140】.

Por cierto, recuerda suscribirte a Capacitación Eléctrica Trafomex y recibe contenido práctico y útil para mejorar tus habilidades en electricidad industrial. Suscríbete hoy para mejorar tu conocimiento cada día.

¿Cuántos Taps Tiene un Transformador?

El número de taps varía según el tipo y el tamaño del transformador. En transformadores pequeños, puede haber entre 3,5 o 7 taps. En transformadores de potencia, pueden tener hasta 33 taps o más. Cada tap representa un ajuste de voltaje específico, lo que permite un control de voltaje fino sobre la salida del transformador. Un cambiador de taps de un transformador de gran capacidad puede ofrecer más opciones para ajustar el voltaje.

Pruebas Eléctricas en Cambiadores de Taps

Para garantizar el buen funcionamiento del cambiador de taps, es importante realizar pruebas eléctricas periódicas.

Estas pruebas incluyen:

• Prueba de resistencia de contacto: Para verificar que los contactos del cambiador están en buen estado.
• Pruebas de relación de transformación: Para asegurarse de que no errores en el posicionamiento de los cambiadores. Un cambiador de taps de un transformador requiere estar en las mejores condiciones.
• Pruebas operativas: Para realizar el cambio de taps y verificar que el sistema opere sin problemas. Se realiza en conjunto con las otras pruebas ya recomendadas.

Conclusión

El cambiador de taps de un transformador es una pieza muy importante, que permite ajustar el voltaje para mantener la estabilidad en los sistemas eléctricos. Ya sea bajo carga o sin carga, según su tecnología, es necesario su correcto mantenimiento para evitar problemas graves en la red eléctrica.

Reuerda que en Trafomex, contamos con especialistas en transformadores industriales y cambiadores de derivaciones. Si necesitas asesoría o mantenimiento, contáctanos hoy para proteger tus equipos y evitar fallas o paros no planeados.

Hasta la próxima.