La refrigeración del transformador es crucial para el funcionamiento fiable de los transformadores de potencia. Los transformadores se utilizan para aumentar o disminuir el voltaje en los sistemas de energía eléctrica y pueden generar cantidades significativas de calor durante su funcionamiento. El calor excesivo puede provocar el deterioro de los materiales aislantes, una reducción de la eficiencia del transformador e incluso fallas catastróficas. Para evitar estos problemas, se utilizan varios métodos de enfriamiento para disipar el calor y mantener la temperatura del transformador dentro de límites seguros.
Debido a que no hay piezas giratorias que creen una corriente de aire, los transformadores son más difíciles de enfriar que las máquinas giratorias. Para potencias pequeñas de hasta, por ejemplo, 20 kW, la superficie exterior es suficiente para disipar el calor generado por las pérdidas por radiación. En otras palabras, tanques simples lo suficientemente grandes como para albergar el transformador no son suficientes para el calor generado en su interior debido a las diversas pérdidas. Sin embargo, a medida que aumenta el tamaño del transformador, es posible que un solo tanque normal no pueda disipar sus pérdidas. En este caso, se proporcionan tubos de refrigeración que aumentan el área de disipación de calor.
Métodos de enfriamiento para transformadores
- Tipo seco : Los transformadores que utilizan aire como refrigerante se denominan transformadores de tipo seco.
- Tipo sumergido en aceite : los transformadores que utilizan aceite como refrigerante se denominan transformadores llenos de aceite.
Los símbolos de letras utilizados para indicar estos métodos dependen de lo siguiente.
- Se utiliza refrigeración media.
- Tipo de circulación utilizada.
Promedio
Tráfico
Las señales indican métodos de enfriamiento del transformador.
- El medio entra en contacto con los devanados.
- La circulación del refrigerante en contacto con los devanados.
Transformadores tipo seco
Aire natural – ENCENDIDO
Explosión de aire – AB
Transformadores de aceite
Transformador enfriado por aceite – ENCENDIDO
Transformador enfriado por aceite y aire – ONAF
Transformador con refrigeración forzada por agua y aceite – ONWF
Transformadores enfriados por aceite – OF
Transformador enfriado por aceite con refrigeración natural por aire – OFAN
Transformador enfriado por aceite y por aire – OFAF
Transformador OFWF refrigerado por agua y aceite
Aire acondicionado
Los transformadores enfriados por aire utilizan convección natural o circulación de aire forzada para disipar el calor. Generalmente son más pequeños y adecuados para aplicaciones de menor potencia. La refrigeración por aire es económica y requiere menos mantenimiento que la refrigeración por aceite.
Refrigeración enfriada por líquido
En los procesos de refrigeración llenos de líquido se utiliza como refrigerante un líquido dieléctrico distinto del aceite, por ejemplo ésteres sintéticos o líquidos de silicona. Estos fluidos tienen mejores propiedades térmicas que los aceites para transformadores tradicionales y son más respetuosos con el medio ambiente. Los transformadores llenos de líquido se utilizan a menudo en áreas sensibles o ambientalmente reguladas.
Refrigeración por aceite y aire
Los métodos de enfriamiento forzado se utilizan para transformadores de alta potencia. Se utilizan bombas o ventiladores para permitir que el aceite o el aire circulen de forma controlada y así mejorar el rendimiento de refrigeración. El enfriamiento forzado es esencial para los transformadores que operan con cargas más altas para evitar el sobrecalentamiento.
Conclusión
En resumen, una refrigeración adecuada del transformador es esencial para mantener la confiabilidad y longevidad de los transformadores en los sistemas de energía eléctrica. Dependiendo del tamaño, potencia y condiciones de funcionamiento del transformador, se eligen diferentes métodos de refrigeración para evitar el sobrecalentamiento y garantizar un funcionamiento seguro y eficiente.
Preguntas frecuentes
¿Por qué es necesaria la refrigeración de los transformadores?
El enfriamiento es necesario para mantener una temperatura de funcionamiento segura para los transformadores. Los transformadores generan calor debido a pérdidas eléctricas en sus devanados y núcleo. No disipar el calor de manera efectiva puede provocar la degradación del aislamiento y fallas del transformador.
¿Cómo elegir el método de enfriamiento para un transformador?
El método de enfriamiento de un transformador generalmente se selecciona en función de factores como la potencia nominal, las condiciones de operación y consideraciones ambientales. Los transformadores más grandes suelen utilizar refrigeración por aceite, mientras que los transformadores más pequeños pueden utilizar refrigeración por aire o líquido.
¿Cuáles son las ventajas de la refrigeración líquida?
La refrigeración líquida proporciona una mejor disipación del calor y protección contra incendios que la refrigeración por aceite tradicional. También es más respetuoso con el medio ambiente y, por tanto, adecuado para zonas sensibles.