El funcionamiento de un transformador con carga genera perdidas de energía en el circuito magnético y los devanados, esto produce un incremento en la temperatura del equipo que puede resultar perjudicial para el aislamiento, es por ello la importancia de conocer los sistemas de refrigeración para transformadores
¿Qué pasa cuando el transformador se sobrecalienta?
Los transformadores están diseñados para trabajar a cierta potencia y la perdida generada por esa potencia esta calculada y controlada. El incremento de potencia, fallas de equipos, cortocircuitos incrementan la carga, la perdida y por lo tanto la temperatura.
El incremento de la temperatura por encima de lo diseñado puede provocar un desencadenamiento de sucesos que lleve a la destrucción del equipo, la cual puede ser evitado conociendo a fondo los sistemas de refrigeración para transformadores.
Las altas temperaturas generan gases que se acumulan en el equipo, también hace que el aislamiento del devanado se funde y provoca un corto circuito, lo cual junto con los gases emitidos puede causar una explosión violenta. Sin embargo, existen disyuntores que desconectaran el equipo evitando un incendio mayor.
¿Cómo se clasifican los sistemas de refrigeración del transformador?
Los transformadores pequeños se enfrían mediante aire natural por dentro y por fuera, mientras aumenta la potencia los sistemas se vuelven más complejos que pueden ser con agua, gas, liquido sintético y aceite mineral (lo más comunes).
En la norma internacional (IEC 60076) de diseño, fabricación y pruebas de transformadores de aislamiento, distribución y potencia; Están categorizados (9 categorías) y codificado por cuatro letras, de la siguiente manera.
Sistemas de refrigeración para transformadores:
Los tipos de transformadores de enfriamiento de transformadores son muy importantes, ya que la disipación del calor influye en el tiempo de vida y capacidad de carga de los transformadores eléctricos, así como en la instalación y el costo de ellos.
Te presentamos un cuadro con Los medios refrigerantes, el tipo de circulación y por último el sistema de refrigeración.
Sistemas de refrigeración TIPO AN:
Se utiliza para enfriar los transformadores de hasta 1.5 MVA de potencia nominal, en este método, Air Natural, el calor generado por el transformador es regulado por la circulación natural de aire. También se conoce como un método de auto-enfriamiento.
Sistemas de refrigeración TIPO AF:
El método de circulación de aire forzado, se apoya en ventiladores para circular el aire a velocidad por el núcleo y los debandados del transformador para regular su temperatura. Siempre que la temperatura interior supera el estándar normal, mediante sensores estos ventiladores son activados para enfriar el transformador. Método utilizado en transformadores de hasta 15MVA.
Sistemas de refrigeración TIPO ANAN y ANAF:
Estos métodos basan su ventilación en los métodos mencionados anteriormente, pero son envueltos en material metálico para su protección.
Sistemas de refrigeración TIPO ONAN:
Mediante proceso de convección natural, este método regula la temperatura del transformador mediante el movimiento del aceite hacia arriba, esto provocado por la subida de la temperatura del núcleo y devanado que calienta el aceite y provoca su subida, el aceite empieza a transportarse por el tanque, donde se enfría y vuelve a bajar a las aletas y al núcleo.
Este tipo de sistema se emplea en transformadores menores a 30 MVA.
Sistemas de refrigeración TIPO ONAF:
Al igual que en el método ONAN, este enfriamiento se basa en la convección del aceite para disipar el calor mediante un movimiento natural, pero ese enfriamiento se ve apoyado por ventiladores de aire externos para el enfriamiento en las aletas del trasformador.
El costo se eleva debido a la adición de estos ventiladores adicionales que se le agrega a este método.
Sistemas de refrigeración TIPO OFAF:
Aceite forzado Aire Forzado, como su nombre lo indica, tanto en el aire como el aceite el enfriamiento es forzado por una bomba que hace circular el aceite caliente por un intercambiador de calor, así mismo mediante los ventiladores lleva el aire a alta velocidad hacia el intercambiador de calor.
Este sistema funciona con un sistema ONAN, pero cuando la temperatura sube por un aumento de potencia, los sensores se disparan activando las bombas y ventiladores que llevan tanto al aceite como al aire hacia el intercambiador y encienda el sistema OFAF.
Sistemas de refrigeración TIPO ONWF:
Método de aceite natural y agua forzada, en este método el núcleo del transformador esta sumergido en el aceite y mediante la convención de este el aceite se traslada hacia un radiador de agua instalado a un lado del equipo y es enfriado por el agua circulante en este.
Sistemas de refrigeración TIPO OFWF:
Se instala un intercambiador de calor, que mediante el uso de bombas tanto el agua como el aceite son trasladados hasta este punto, el aceite pasa por encima del agua, para evitar que el agua se filtre hacia el aceite.
Este tipo de sistemas se utiliza principalmente en centrales hidroeléctricas con transformadores de alta capacidad o en banco de transformadores.
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