¿Cuáles son las diferentes partes de un transformador de tipo seco?

Transformadores tipo secoPermiten la transferencia de energía mediante inducción electromagnética. Emplean mecanismos sólidos de aislamiento y enfriamiento como convección natural o aire forzado. Hay algunos componentes fundamentales a considerar, desde núcleos magnéticos hasta aislamiento y sistemas de refrigeración.

 

Cada pieza funciona a la perfección para mejorar la eficiencia, la seguridad y la confiabilidad en diversas aplicaciones. Comprender estos elementos ofrece información valiosa sobre el funcionamiento sólido de los transformadores de tipo seco en todas las industrias.

 

¿Qué es un transformador de tipo seco?

Los transformadores de tipo seco son dispositivos eléctricos que transfieren energía eléctrica desde fuentes primarias de alto-voltaje a circuitos secundarios de bajo-voltaje. A diferencia de los transformadores llenos de aceite-que utilizan aceite para aislamiento y refrigeración, los transformadores de tipo seco utilizan materiales aislantes sólidos.

 

Aquí hay algunos puntos clave sobre los transformadores de tipo seco:

• Técnica de aislamiento:Los transformadores de tipo seco emplean materiales aislantes como barniz de poliéster o epoxi para aislar los devanados y el núcleo y también para sellar el núcleo y las bobinas y mantener la humedad fuera.
• Mecanismo de enfriamiento:Los ventiladores de refrigeración regulan las temperaturas para evitar el sobrecalentamiento. Utilizan convección natural y refrigeración por aire forzado para gestionar las condiciones térmicas.
• Seguridad contra incendios:Una ventaja inherente de los transformadores de tipo seco es su superior seguridad contra incendios en comparación con los transformadores llenos de aceite-. La ausencia de aceite inflamable minimiza significativamente el riesgo de incendio.
• Idoneidad para la instalación en interiores:Los transformadores de tipo seco son particularmente adecuados para instalaciones interiores, ya que no existen requisitos de contención como los que existen para los transformadores llenos de aceite-.
• Mantenimiento:No es necesario controlar ni reemplazar los niveles de aceite, lo que simplifica los procedimientos de mantenimiento.
• Consideraciones ambientales:Los transformadores de tipo seco son más ecológicos-ya que no hay posibilidad de que el aceite contamine el suelo o el agua.
• Aplicaciones:Los transformadores de tipo seco encuentran una gran utilidad en estructuras comerciales, complejos industriales, instituciones médicas, establecimientos educativos y otros entornos donde es imperativo priorizar la seguridad contra incendios y la integridad ambiental.
• Clasificaciones de tensión y potencia:Los transformadores de tipo seco están disponibles en varias clasificaciones de voltaje y potencia, lo que los hace adaptables a diversos escenarios de aplicación.

 

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Las diferentes partes de un transformador tipo seco

Un transformador de tipo seco contiene muchos componentes interdependientes que permiten la transferencia de energía. Conocer estas piezas y sus funciones puede ayudarle a comprender cómo funciona un transformador. Aquí hay una lista de piezas de transformadores de tipo seco:

 

Núcleo y devanados

El devanado primario, conectado a la fuente de energía, conduce corriente alterna a lo largo de una trayectoria circular alrededor del núcleo para generar un campo magnético. Este campo induce un voltaje a través del devanado secundario, lo que permite la transferencia de energía entre los voltajes primario y secundario. El número preciso de vueltas dentro de cada devanado determina la relación de transformación de voltaje del transformador. Capas adicionales a los devanados pueden mejorar el rendimiento.

• Centro:Las láminas laminadas de acero al silicio de primera calidad minimizan las pérdidas por corrientes parásitas y la histéresis magnética, lo que mejora la eficiencia energética.
• Devanado primario:Conectado a la fuente de energía, genera un campo magnético que inicia la transferencia de energía.
• Devanado secundario:Induce voltaje mediante inducción electromagnética a través del núcleo, transmitiendo energía a la carga.

 

Aislamiento

Los materiales aislantes sólidos garantizan la separación eléctrica entre el núcleo, los devanados y las capas de devanado. Estos materiales separan los devanados en múltiples capas, mitigando posibles cortocircuitos y garantizando una transmisión segura de energía. Al cubrir los devanados y aislarlos del núcleo magnético, el aislamiento fortalece el transformador contra fallas de voltaje, mejora la resistencia a los factores ambientales estresantes y mejora el rendimiento térmico.

 

Los materiales aislantes típicos incluyen:

• Barniz de poliéster
• Hojas de vidrio SG-200 y peines de bobinado.
• Aislamiento Dupont Nomex
• Compuestos avanzados: fibra de vidrio GPO-3

 

Mecanismos de enfriamiento

Los mecanismos de enfriamiento, típicamente una combinación de convección natural y técnicas de enfriamiento por aire forzado, mantienen la temperatura operativa óptima del transformador. Equilibrar estos mecanismos de enfriamiento ayuda a la longevidad y confiabilidad del transformador.

• Convección natural:La convección natural emplea flotabilidad térmica, donde el aire caliente sube y el aire frío baja. Los respiraderos y conductos facilitan el movimiento ascendente del aire caliente, aspirando aire más frío para un enfriamiento pasivo. Este proceso de transferencia de calor y el diseño estratégico de los conductos de refrigeración aseguran una disipación efectiva.
• Refrigeración por aire forzado:El enfriamiento por ventilador amplifica el flujo de aire, disipando activamente el calor y manteniendo temperaturas óptimas.

 

Cerramiento y protección

El gabinete protege el núcleo y los devanados de los elementos y mantiene al personal alejado por seguridad.

 

 

Terminales, Bujes y Conexiones

Los terminales y componentes suplementarios, como barras colectoras y casquillos, integran los circuitos externos con los devanados internos del transformador y evitan descargas eléctricas. Estos componentes refuerzan la eficiencia eléctrica, promueven el aislamiento y fortalecen el papel del transformador dentro de una red eléctrica más grande.

• Terminales:Estas piezas garantizan una transferencia de energía fiable.
• Barras colectoras:Estos conductores robustos están diseñados para aplicaciones de alta-corriente y mejoran la eficiencia eléctrica.
• Bujes:Estos componentes aislantes se extienden a través del gabinete para facilitar conexiones externas seguras.

 

Cambiador de toques

Un cambiador de tomas sin-energía permite ajustar el voltaje. Su función esencial es alterar la relación de vueltas del devanado para el ajuste de voltaje.

 

Sistema de puesta a tierra

El sistema de puesta a tierra redirige las fallas eléctricas lejos del transformador, canalizándolas de manera segura hacia el suelo. Esta medida de seguridad reduce la probabilidad de descargas eléctricas, daños al equipo, posibles incendios, lesiones y muerte. El sistema de conexión a tierra contiene un electrodo de conexión a tierra, protectores contra sobretensiones e indicadores de fallas.

• Autobús de puesta a tierra:Este componente proporciona una ruta de baja-resistencia para que las corrientes de falla se disipen de forma segura en el suelo.
• Pararrayos:Estas piezas desvían la sobretensión transitoria, protegiendo al transformador contra picos de tensión.

 

 

Monitoreo y protección de temperatura

Los mecanismos de protección y monitoreo de temperatura previenen el sobrecalentamiento, una preocupación importante en el funcionamiento del transformador, y toman medidas si las temperaturas aumentan demasiado, preservando la integridad operativa del transformador. La integración con sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) facilita la transmisión de datos en tiempo real-, lo que permite el monitoreo y análisis remotos de las tendencias de temperatura.

• Sensores de temperatura:Los termopares monitorean la temperatura en cada bobina cerca de la parte superior donde está el punto más caliente. En ciertos puntos de ajuste, puede encender los ventiladores y, una vez que la unidad se enfría hasta un cierto punto de ajuste, apagar los ventiladores.
• Relés de protección:Los relés pueden activar alarmas, apagados o comunicaciones remotas en respuesta a temperaturas excesivas.

 

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Capacidad nominal (kVA)	combinación de voltaje			Sin-carga % actual	Sin-pérdida de carga (W)	Pérdida de carga (W)			% de impedancia de cortocircuito-
	Alto voltaje (kV)	Roscado de alta presión	BT(kV)			B(100 grados)	F(120 grados)	Alto (145 grados)
50	20 22 24	±2x2.5% ±5	0.4	2	340	1160	1230	1310	6.0
100				1.8	540	1870	1990	2130
160				1.6	670	2330	2470	2640
200				1.6	730	2770	2940	3140
250				1.3	840	3220	3420	3660
315				1.3	970	3850	4080	4360
400				1.1	1150	4650	4840	5180
500				1.1	1350	5460	5790	6190
630				1	1530	6450	6840	7320
800				1	1750	7790	8260	8840
1000				0.85	2070	9220	9780	10400
1250				0.85	2380	10800	11500	12300
1600				0.85	2790	13000	13800	14800
2000				0.7	3240	15400	16300	17500
2500				0.7	3870	18200	19300	20700