{"id":2391,"date":"2026-09-10T10:13:03","date_gmt":"2026-09-10T02:13:03","guid":{"rendered":"https:\/\/zishengtransformer.com\/?p=2391"},"modified":"2026-09-10T10:13:03","modified_gmt":"2026-09-10T02:13:03","slug":"transformer-voltage-regulation-african-industrial-plants","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/zishengtransformer.com\/es\/transformer-voltage-regulation-african-industrial-plants\/","title":{"rendered":"Regulaci\u00f3n de tensi\u00f3n de los transformadores en plantas industriales africanas: gama de tomas, impedancia y arranque de motores"},"content":{"rendered":"

Estrategias de Zisheng Electric Regulaci\u00f3n de la tensi\u00f3n de los transformadores para plantas industriales africanas<\/strong> como una cuesti\u00f3n de dise\u00f1o del sistema, no como una simple decisi\u00f3n sobre el ajuste de las tomas. El transformador debe mantener la tensi\u00f3n de servicio dentro de l\u00edmites aceptables mientras var\u00eda el suministro de entrada, se ponen en marcha motores de gran potencia, las l\u00edneas de producci\u00f3n funcionan, se producen cambios en los generadores y la planta crece. Una relaci\u00f3n nominal que parezca correcta en una ficha t\u00e9cnica puede, aun as\u00ed, dar lugar a una tensi\u00f3n de funcionamiento deficiente si no se eval\u00faan conjuntamente la impedancia, la ca\u00edda en la l\u00ednea de distribuci\u00f3n, el factor de potencia de la carga, el rango de tomas y las condiciones de la fuente de alimentaci\u00f3n.<\/p>\n

Por qu\u00e9 la regulaci\u00f3n de la tensi\u00f3n se convierte en un problema de aprovisionamiento<\/h2>\n

Las plantas industriales rara vez funcionan con una sola carga constante. Las trituradoras, las bombas, los compresores, los molinos, los sistemas de refrigeraci\u00f3n, los hornos, las cintas transportadoras y los variadores de velocidad generan distintos estados de funcionamiento. La red tambi\u00e9n puede incluir el suministro de la red el\u00e9ctrica, la generaci\u00f3n propia, la generaci\u00f3n solar o generadores de reserva. Cada fuente presenta una intensidad de cortocircuito y un comportamiento de tensi\u00f3n diferentes. Por lo tanto, un transformador seleccionado \u00fanicamente en funci\u00f3n de la potencia total instalada en kW puede suministrar una tensi\u00f3n aceptable en unas condiciones y una tensi\u00f3n inaceptable en otras.<\/p>\n

Una tensi\u00f3n demasiado baja puede reducir el par del motor, aumentar la corriente, alargar el tiempo de aceleraci\u00f3n y provocar que los contactores o las cargas electr\u00f3nicas se desconecten. Una tensi\u00f3n demasiado alta puede aumentar la tensi\u00f3n sobre el aislamiento y los equipos conectados. Los cambios manuales frecuentes de toma no sustituyen a un dise\u00f1o coordinado. Las especificaciones de adquisici\u00f3n deben indicar los casos de funcionamiento, el rango de tensi\u00f3n de utilizaci\u00f3n admisible, la variaci\u00f3n de la fuente de alimentaci\u00f3n y el m\u00e9todo de control previsto.<\/p>\n

Empieza por la fuente y carga los datos<\/h2>\n

El proveedor del transformador no puede evaluar la regulaci\u00f3n con precisi\u00f3n sin una base el\u00e9ctrica definida. El equipo de EPC debe proporcionar la tensi\u00f3n primaria nominal y las tensiones m\u00ednimas y m\u00e1ximas previstas, la frecuencia del sistema, el nivel de fallo disponible, la longitud del alimentador aguas arriba, los datos de los conductores, el programa de carga, el factor de potencia, el m\u00e9todo de arranque de los motores, las fuentes de arm\u00f3nicos y el margen de carga futuro. Cuando la informaci\u00f3n de la empresa el\u00e9ctrica sea provisional, la especificaci\u00f3n debe identificar las hip\u00f3tesis que deben confirmarse antes de la aprobaci\u00f3n del dise\u00f1o.<\/p>\n

En el caso de las instalaciones que cuenten con generaci\u00f3n de reserva, se debe indicar la potencia nominal del generador, los datos de reactancia transitoria (si se dispone de ellos), el comportamiento del regulador de tensi\u00f3n, la carga escalonada permitida y la secuencia de transferencia de carga prevista. Un transformador que funcione correctamente con una fuente de red r\u00edgida puede sufrir una ca\u00edda de tensi\u00f3n mayor cuando se alimenta desde un generador de menor potencia.<\/p>\n

Datos necesarios para un estudio pr\u00e1ctico sobre la tensi\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Entrada<\/th>\nQu\u00e9 hay que especificar<\/th>\nPor qu\u00e9 es importante<\/th>\nRiesgo en caso de omisi\u00f3n<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Suministro primario<\/td>\nTensi\u00f3n nominal, m\u00ednima y m\u00e1xima; frecuencia; nivel de fallo<\/td>\nDefine la tensi\u00f3n disponible y la rigidez de la fuente<\/td>\nCentro de toma incorrecto o ca\u00edda de tensi\u00f3n subestimada<\/td>\n<\/tr>\n
Transformador<\/td>\nkVA\/MVA, relaci\u00f3n, grupo vectorial, impedancia, p\u00e9rdidas, rango de tomas<\/td>\nEstablece el comportamiento de la tensi\u00f3n en r\u00e9gimen estacionario y transitorio<\/td>\nOfertas incomparables y desajuste en el estudio<\/td>\n<\/tr>\n
Alimentadores<\/td>\nLongitud, tama\u00f1o, material, disposici\u00f3n y base de temperatura<\/td>\nDetermina la ca\u00edda de tensi\u00f3n en un cable o en un conducto de bus<\/td>\nSe culpa a un transformador de las p\u00e9rdidas en los ramales de distribuci\u00f3n aguas abajo<\/td>\n<\/tr>\n
Motores<\/td>\nPotencia nominal en kW, corriente de arranque, factor de potencia, m\u00e9todo de arranque y secuencia<\/td>\nDefine la demanda transitoria m\u00e1xima<\/td>\nArranques fallidos o disparos intempestivos<\/td>\n<\/tr>\n
Cargas no lineales<\/td>\nDatos sobre el variador, el rectificador, el SAI y el espectro arm\u00f3nico<\/td>\nAfecta a la corriente, a la calefacci\u00f3n y a la calidad de la forma de onda<\/td>\nP\u00e9rdidas inesperadas y distorsi\u00f3n de tensi\u00f3n<\/td>\n<\/tr>\n
Casos quir\u00fargicos<\/td>\nEstados normales, de m\u00e1xima demanda, de puesta en marcha, de emergencia, de generador y futuros<\/td>\nEvita que el dise\u00f1o se base \u00fanicamente en una instant\u00e1nea conveniente<\/td>\nTensi\u00f3n admisible \u00fanicamente en funcionamiento normal<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\"Bobinado<\/h2>\n

Distinguir entre la regulaci\u00f3n del transformador y la ca\u00edda de tensi\u00f3n del sistema<\/h2>\n

Los compradores suelen utilizar el t\u00e9rmino \u201cregulaci\u00f3n del transformador\u201d para describir cualquier variaci\u00f3n de tensi\u00f3n entre la conexi\u00f3n a la red el\u00e9ctrica y la carga del proceso. El an\u00e1lisis t\u00e9cnico debe diferenciar la ca\u00edda de tensi\u00f3n interna del transformador de la ca\u00edda en los conductores situados aguas arriba y aguas abajo. La impedancia del transformador y el factor de potencia de la carga determinan el componente interno; la resistencia y la reactancia del ramal a\u00f1aden otro componente. La variaci\u00f3n de la fuente y la respuesta del generador a\u00f1aden variaciones adicionales.<\/p>\n

Esta distinci\u00f3n es importante porque las soluciones son diferentes. Cambiar la toma del transformador puede corregir la tensi\u00f3n estable en vac\u00edo o la tensi\u00f3n media, pero no puede eliminar una ca\u00edda din\u00e1mica importante provocada por la aceleraci\u00f3n del motor. Aumentar el calibre del cable puede reducir la ca\u00edda en la l\u00ednea de distribuci\u00f3n, pero no corregir\u00e1 una relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n inadecuada. Un m\u00e9todo de arranque m\u00e1s potente o una secuencia de arranque por etapas del motor pueden resultar m\u00e1s eficaces que sobredimensionar el transformador.<\/p>\n

C\u00f3mo se debe especificar el rango de presi\u00f3n<\/h2>\n

Un cambiador de tomas modifica la relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n efectiva. Las especificaciones deben indicar si el proyecto requiere tomas fuera de circuito o un cambiador de tomas en carga, el rango total, el tama\u00f1o del paso, la posici\u00f3n normal, la filosof\u00eda de control y cualquier funci\u00f3n remota o autom\u00e1tica. Las tomas fuera de circuito requieren que el transformador est\u00e9 desenergizado antes de cambiar de posici\u00f3n. Son adecuadas para sistemas en los que la tensi\u00f3n de alimentaci\u00f3n es relativamente estable y los ajustes son poco frecuentes. El cambio de tomas en carga puede considerarse cuando se requiere una regulaci\u00f3n continua, pero conlleva un aumento de los controles, los requisitos de mantenimiento, las interfaces y el coste.<\/p>\n

El rango de tomas debe centrarse en la tensi\u00f3n primaria real prevista, y no copiarse de un proyecto que no guarde relaci\u00f3n con el presente. Un rango amplio no garantiza una buena regulaci\u00f3n si la toma normal es incorrecta o si el tama\u00f1o del paso es demasiado grande. Comprueba que todas las posiciones de las tomas sigan siendo compatibles con los l\u00edmites de densidad de flujo, los requisitos de aislamiento, la corriente de paso disponible y el estudio del sistema.<\/p>\n

La impedancia vincula la regulaci\u00f3n con el funcionamiento en caso de fallo<\/h2>\n

La impedancia porcentual del transformador tiene dos consecuencias principales. Contribuye a la ca\u00edda de tensi\u00f3n bajo carga y limita la corriente de cortocircuito. Una impedancia m\u00e1s baja puede mejorar el comportamiento de la tensi\u00f3n y el arranque del motor, pero puede aumentar la capacidad de interrupci\u00f3n necesaria de la aparamenta y aumentar la tensi\u00f3n mec\u00e1nica en caso de cortocircuito. Una impedancia m\u00e1s alta puede reducir la corriente de fallo, pero provoca una mayor ca\u00edda de tensi\u00f3n y un peor rendimiento en el arranque del motor.<\/p>\n

Compare los valores de las ofertas teniendo en cuenta la misma clasificaci\u00f3n, el mismo par de devanados, la misma posici\u00f3n de toma y la misma base de referencia. En el caso de los transformadores en paralelo, la relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n, el grupo vectorial, la polaridad, la magnitud de la impedancia, el \u00e1ngulo de impedancia y la posici\u00f3n de toma deben permitir un reparto de carga aceptable. No especifique una impedancia preferida sin consultar los estudios de cortocircuito y de flujo de carga.<\/p>\n

El arranque del motor suele ser el caso m\u00e1s cr\u00edtico<\/h2>\n

Los motores de inducci\u00f3n de gran tama\u00f1o pueden consumir varias veces la corriente nominal durante la aceleraci\u00f3n, dependiendo del dise\u00f1o del motor y del m\u00e9todo de arranque. La corriente exacta y la duraci\u00f3n deben determinarse a partir de los datos del motor y del equipo accionado, en lugar de basarse en una suposici\u00f3n gen\u00e9rica. El arranque directo en l\u00ednea suele generar la mayor demanda el\u00e9ctrica. Los sistemas de arranque en estrella-tri\u00e1ngulo, con autotransformador, con arrancador suave o con variador de frecuencia modifican tanto el perfil de corriente como el par de aceleraci\u00f3n.<\/p>\n

El estudio debe comprobar el arranque m\u00e1s potente y cre\u00edble del motor con las cargas existentes ya conectadas. Compruebe la tensi\u00f3n en el secundario del transformador, en los terminales del motor, en los circuitos de control y en otras barras sensibles. Confirme que el motor desarrolla un par de aceleraci\u00f3n suficiente durante todo el arranque y que los dispositivos de protecci\u00f3n no se disparan innecesariamente. Si varios motores pueden volver a arrancar tras un corte de suministro, defina un reinicio secuencial en lugar de suponer una aceleraci\u00f3n simult\u00e1nea.<\/p>\n

El suministro de generadores requiere un estudio de caso independiente<\/h2>\n

Un generador de reserva suele ser una fuente de alimentaci\u00f3n menos potente que la red el\u00e9ctrica p\u00fablica. La puesta en marcha de un motor de gran potencia tras la transferencia puede provocar una variaci\u00f3n de la tensi\u00f3n y la frecuencia del generador, incluso cuando la capacidad del transformador sea adecuada. La corriente de magnetizaci\u00f3n inicial del transformador tambi\u00e9n puede influir en la secuencia de restablecimiento. El dise\u00f1o del EPC debe coordinar la activaci\u00f3n del transformador, la carga del generador, el reinicio del motor y los controles de transferencia autom\u00e1tica.<\/p>\n

Consulte al proveedor del generador cu\u00e1les son las prestaciones permitidas en cuanto a carga escalonada y arranque de motores. Evite afirmar que un cambio de toma del transformador resolver\u00e1 un transitorio del generador. La soluci\u00f3n puede implicar l\u00edmites de precarga, arranque a tensi\u00f3n reducida, restablecimiento secuencial, una impedancia diferente del transformador o un generador de mayor potencia.<\/p>\n

\"Pruebas<\/p>\n

Los arm\u00f3nicos modifican la corriente, no solo la forma de onda<\/h2>\n

Los variadores de frecuencia, los rectificadores, los sistemas SAI y otros equipos similares consumen corriente no sinusoidal. La corriente eficaz y el espectro arm\u00f3nico pueden aumentar las p\u00e9rdidas por corrientes par\u00e1sitas en los devanados y las p\u00e9rdidas par\u00e1sitas estructurales. La ca\u00edda de tensi\u00f3n arm\u00f3nica a trav\u00e9s de la impedancia del sistema tambi\u00e9n puede afectar a la calidad de la forma de onda. El pliego de condiciones de la licitaci\u00f3n debe incluir la carga arm\u00f3nica estimada y cualquier estudio de distorsi\u00f3n que sea necesario.<\/p>\n

No utilices una afirmaci\u00f3n imprecisa del tipo \u201ccompatible con variadores de frecuencia\u201d como criterio de aceptaci\u00f3n. Define la composici\u00f3n de la carga, el espectro o el m\u00e9todo de dise\u00f1o, la base de temperatura, las condiciones de corriente neutra cuando sea pertinente y la supervisi\u00f3n necesaria. El dise\u00f1o del transformador, la disposici\u00f3n de las derivaciones, la correcci\u00f3n del factor de potencia y la estrategia de filtrado deben revisarse conjuntamente.<\/p>\n

La temperatura ambiente y la altitud influyen en el margen<\/h2>\n

Muchas instalaciones industriales africanas se caracterizan por una temperatura ambiente elevada, la presencia de polvo, la exposici\u00f3n solar o una altitud elevada. Estas condiciones pueden reducir el rendimiento de la refrigeraci\u00f3n o afectar al aislamiento exterior y a los espacios libres. El licitador deber\u00e1 indicar la temperatura ambiente de dise\u00f1o, la altitud, la disposici\u00f3n de la carcasa o de la instalaci\u00f3n, el m\u00e9todo de refrigeraci\u00f3n y cualquier correcci\u00f3n aplicada. Los requisitos del proyecto deben basarse en datos verificados del emplazamiento, en lugar de en una suposici\u00f3n gen\u00e9rica a nivel continental.<\/p>\n

El margen de temperatura es importante porque la carga, las p\u00e9rdidas, el rendimiento de refrigeraci\u00f3n y el envejecimiento del aislamiento est\u00e1n relacionados entre s\u00ed. Sobredimensionar el sistema \u00fanicamente para compensar condiciones inciertas puede generar costes innecesarios y mayores p\u00e9rdidas en vac\u00edo. El mejor enfoque consiste en definir claramente el entorno, el perfil de funcionamiento y el rendimiento t\u00e9rmico requerido.<\/p>\n

Controles de protecci\u00f3n y tensi\u00f3n coordinados<\/h2>\n

Las tomas de los transformadores, los reguladores autom\u00e1ticos de tensi\u00f3n, los bancos de condensadores, los generadores, los inversores solares y los sistemas de control de la central pueden interactuar entre s\u00ed. El estudio de protecci\u00f3n debe tener en cuenta los niveles m\u00ednimos y m\u00e1ximos de fallo, la corriente de arranque del transformador, la corriente de arranque de los motores, las v\u00edas de fallo a tierra y el grupo vectorial seleccionado. Los circuitos de control deben permanecer alimentados durante la ca\u00edda de tensi\u00f3n permitida.<\/p>\n

Si se especifica un cambiador de tomas en carga, defina la ubicaci\u00f3n del sensor de tensi\u00f3n, la banda muerta, el retardo, la compensaci\u00f3n de la ca\u00edda de tensi\u00f3n en la l\u00ednea (si procede), las condiciones de bloqueo, el m\u00e9todo de control en paralelo, las alarmas y las comunicaciones. Sin una filosof\u00eda de control, los licitadores podr\u00edan presupuestar funciones diferentes bajo la misma descripci\u00f3n del equipo.<\/p>\n

Utiliza FAT para confirmar la base de dise\u00f1o<\/h2>\n

Las pruebas de aceptaci\u00f3n en f\u00e1brica no pueden reproducir la red completa de la instalaci\u00f3n, pero s\u00ed pueden verificar los par\u00e1metros de los transformadores utilizados en los estudios. El alcance acordado de las FAT debe identificar los ensayos rutinarios aplicables y cualquier ensayo adicional especificado, los criterios de aceptaci\u00f3n, los puntos de presencia de testigos, el formato del informe y el tratamiento de las desviaciones. La especificaci\u00f3n contractual debe hacer referencia a la edici\u00f3n aplicable de la norma IEC 60076 o a otra norma del proyecto, sin dar por sentado que una sola cita general define todos los ensayos y l\u00edmites.<\/p>\n

La medici\u00f3n de la relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n, la resistencia de las bobinas, la impedancia y las p\u00e9rdidas en carga, las p\u00e9rdidas en vac\u00edo y la corriente, las pruebas de aislamiento, las comprobaciones funcionales y la verificaci\u00f3n de los accesorios pueden resultar pertinentes en funci\u00f3n del tipo de transformador y del contrato. Los resultados finales de las pruebas deben compararse con los valores garantizados e incorporarse a los estudios de protecci\u00f3n o de flujo de carga cuando el proyecto lo requiera.<\/p>\n

Ejemplo hipot\u00e9tico de especificaci\u00f3n<\/h2>\n

Se trata de un ejemplo hipot\u00e9tico de especificaciones, no de un proyecto real de Zisheng Electric.<\/em><\/p>\n

Una planta de procesamiento recibe suministro de una l\u00ednea de alimentaci\u00f3n de media tensi\u00f3n de la red el\u00e9ctrica y cuenta con un generador de reserva para los servicios esenciales. Una bomba de gran tama\u00f1o constituye la carga de arranque predominante. En lugar de especificar \u00fanicamente los kVA del transformador y la relaci\u00f3n nominal, el comprador facilita los l\u00edmites de tensi\u00f3n de la red el\u00e9ctrica, los datos de funcionamiento del generador, la carga de funcionamiento existente, la corriente y el tiempo de arranque de la bomba, la impedancia de la l\u00ednea de alimentaci\u00f3n, la ca\u00edda de tensi\u00f3n admisible en el barrido, la temperatura ambiente, la altitud, la proporci\u00f3n de carga arm\u00f3nica y la futura ampliaci\u00f3n.<\/p>\n

A continuaci\u00f3n, la evaluaci\u00f3n de ofertas compara cada transformador ofertado en los mismos puntos de funcionamiento. Una oferta puede utilizar una impedancia m\u00e1s baja para facilitar el arranque del motor, pero la corriente de fallo resultante debe mantenerse dentro de la capacidad de la instalaci\u00f3n de conmutaci\u00f3n. Otra puede utilizar un rango de tomas m\u00e1s amplio, pero solo ofrece ajuste fuera de circuito. Una tercera puede proponer un cambiador de tomas en carga, lo que requiere controles y mantenimiento adicionales. La elecci\u00f3n correcta depende del estudio y de la filosof\u00eda de funcionamiento, no de la lista de caracter\u00edsticas m\u00e1s extensa.<\/p>\n

\"Ingenieros
Equipo de ingenier\u00eda encargado de supervisar el rendimiento de los transformadores y los datos del sistema el\u00e9ctrico para garantizar un funcionamiento industrial fiable.<\/figcaption><\/figure>\n

Lista de comprobaci\u00f3n para compras<\/h2>\n