A transformador es un equipo eléctrico estático que transforma la energía eléctrica (de los bobinados del lado primario) en energía magnética (en el núcleo magnético del transformador) y de nuevo en energía eléctrica (en el lado secundario del transformador). La frecuencia de funcionamiento y la potencia nominal son aproximadamente iguales en el lado del transformador primario y secundario porque el transformador es un equipo muy eficiente mientras que el voltaje y actual los valores son normalmente diferentes. Esencialmente, esa es la tarea principal del transformador, convertir el alto voltaje (HV) y la baja corriente del lado primario al bajo voltaje (LV) y la alta corriente del lado secundario y viceversa. Además, un transformador con su principio de funcionamiento proporciona aislamiento galvánico en el sistema eléctrico. Con estas características, el transformador es la parte más importante del sistema eléctrico y proporciona una transmisión y distribución económica y fiable de la energía eléctrica.
El transformador puede transferir energía en ambas direcciones, del lado de HV al lado de LV, así como a la inversa. Esa es la razón por la que puede funcionar como un escalón de voltaje o transformador de reducción. Ambos tipos de transformadores tienen el mismo diseño y construcción. Teóricamente, podemos operar cualquier transformador tanto del tipo «step-up» como «step-down». Sólo depende de la dirección del flujo de energía.
Los bobinados HV contienen un gran número de giros en comparación con los bobinados LV. Un cable de bobinado de LV tiene una sección transversal mayor que el de HV debido al mayor valor de corriente en el lado de LV. Normalmente, colocamos los bobinados de BT cerca del núcleo del transformador, y sobre ellos, enrollamos los bobinados de AT.
La relación de giro del transformador es aproximadamente proporcional a la relación de voltaje:
Donde U1,2 son los voltajes y N1,2 son los números de las vueltas en el lado del HV y LV). El lado primario de un transformador de paso tiene un pequeño número de vueltas (lado LV) mientras que secundario tiene un gran número de giros (lado HV). Eso significa que la energía fluye del lado LV al lado HV. La aplicación más importante del transformador elevador es un transformador elevador de generador (GSU) utilizado en todas las plantas de generación. Esos transformadores suelen tener un gran valor de relación de vueltas. El valor del voltaje producido en la generación de energía se incrementa y se prepara para la transmisión de energía a larga distancia. La energía producida en la planta de generación está en valores de baja tensión y alta corriente. Dependiendo del tipo de planta generadora, el transformador GSU tiene un valor de voltaje primario nominal de 6 a 20 kV.
El valor nominal del voltaje del lado secundario de la GSU puede ser 110 kV, 220 kV, 410 kV dependiendo del sistema de transmisión de energía conectado al lado secundario de la GSU. El valor de la corriente en el lado primario de la GSU es normalmente muy alto y dependiendo de la potencia nominal del transformador puede llegar incluso a 30000 A. Este valor de corriente no es práctico para la transmisión de energía y tiene que disminuir debido a las pérdidas de potencia de transmisión (R I2). La transmisión de energía a larga distancia no sería posible. Además el transformador de la GSU también hace el aislamiento galvánico entre el generador y la red eléctrica.
Aplicaciones del transformador Step Up
Un pequeño transformadores de paso puede ser usado en dispositivos electrónicos y eléctricos donde se requiere un aumento de voltaje. Pero hoy en día en el dispositivo electrónico moderno, los circuitos electrónicos de potencia se utilizan más frecuentemente debido al peso y la dimensión. Como ya dijimos, el transformador elevador de potencia gigante se utiliza como transformador elevador de generación para elevar la potencia generada a un nivel de voltaje más alto con fines de transmisión eficiente.
