¿Cuáles son los métodos de enfriamiento de los transformadores?

Métodos de enfriamiento para transformadores : una explicación detallada

Los transformadores, componentes esenciales en los sistemas de energía eléctrica, generan calor durante su funcionamiento. Para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro, se emplean varios métodos de enfriamiento para disipar este calor. La elección del método de enfriamiento depende de factores como el tamaño, la clasificación y la aplicación específica del transformador.

Métodos de enfriamiento comunes y sus procesos

1. Refrigeración por aire natural (AN):

• Proceso: El calor del transformador se disipa mediante convección natural del aire. La superficie exterior del transformador y los radiadores adjuntos están expuestos al aire circundante. A medida que funciona el transformador, el calor del núcleo y los devanados se transfiere al tanque y a los radiadores, que luego disipan el calor al aire circundante.

• Ventajas: Simple, rentable y confiable.

• Limitaciones: Capacidad de enfriamiento limitada, susceptible a variaciones de temperatura ambiente.

2. Enfriamiento por aire forzado (AF):

• Proceso: Se utilizan ventiladores para forzar aire frío sobre la superficie del transformador, aumentando la tasa de transferencia de calor. Esto mejora la capacidad de enfriamiento en comparación con el enfriamiento por aire natural.

• Ventajas: Capacidad de refrigeración mejorada, puede soportar cargas más altas.

• Limitaciones: Requiere equipo adicional (ventiladores), mayores niveles de ruido.

1. Autoenfriado por inmersión en aceite (ONAN) :

• Proceso: El transformador se sumerge en aceite, que actúa como medio aislante y como medio refrigerante. El calor generado por el transformador se transfiere al aceite. Luego, el aceite circula naturalmente dentro del tanque, transfiriendo calor a las paredes del tanque, que lo disipan al aire circundante.

• Ventajas: Buen aislamiento, alta rigidez dieléctrica y disipación de calor eficaz.

• Limitaciones: Requiere mantenimiento regular del aceite, posibilidad de fugas de aceite.

2. Enfriado por aire forzado sumergido en aceite (ONAF):

• Proceso: este método combina las ventajas de la inmersión en aceite y el enfriamiento por aire forzado. Los ventiladores se utilizan para forzar el aire sobre el tanque del transformador, aumentando la tasa de transferencia de calor del aceite al aire.

• Ventajas: Capacidad de enfriamiento mejorada sobre ONAN, puede manejar cargas más altas.

• Limitaciones: Requiere equipo adicional (ventiladores), mayores niveles de ruido.

3. Circulación forzada de aceite enfriada por aire (OFAF):

• Proceso: El aceite se bombea a través del transformador y un enfriador de aceite externo. Se utilizan ventiladores para enfriar el aceite en el enfriador, que luego circula de regreso al transformador.

• Ventajas: Alta capacidad de refrigeración, adecuada para transformadores de gran tamaño.

• Limitaciones: Requiere equipos más complejos (bombas, enfriadores de aceite, ventiladores).

4. Circulación forzada de aceite refrigerada por agua (OFWF):

• Proceso: similar al OFAF, pero se utiliza agua en lugar de aire para enfriar el aceite en el enfriador externo.

• Ventajas: Muy alta capacidad de refrigeración, adecuada para transformadores extremadamente grandes.

• Limitaciones: Requiere una fuente de agua, potencial de contaminación del agua.

Factores que afectan la elección del método de enfriamiento

• Tamaño y clasificación del transformador: los transformadores más grandes generalmente requieren métodos de enfriamiento más sofisticados.

• Temperatura ambiente: Las temperaturas ambiente altas pueden requerir un enfriamiento más efectivo.

• Condiciones de carga: la sobrecarga frecuente puede requerir un método de enfriamiento con mayor capacidad de sobrecarga.

• Ubicación de instalación: Las instalaciones interiores o exteriores pueden influir en la elección del método de refrigeración.

Consideraciones adicionales

• Transformadores de tipo seco: estos transformadores no utilizan aceite y pueden emplear varios métodos de enfriamiento, como enfriamiento por chorro de aire o impregnación por presión de vacío.

• Métodos de enfriamiento especiales: para aplicaciones específicas, se pueden usar otros métodos de enfriamiento como enfriamiento directo con agua o enfriamiento con helio.

Condiciones correspondientes del transformador durante el enfriamiento:

• Capacidad de carga: La carga máxima que un transformador puede soportar en condiciones específicas.

• Disipación de calor: El proceso de eliminar calor de un sistema.

• Medio aislante: Material utilizado para evitar averías eléctricas.