Ingeniero

Protección térmica de los transformadores
Uno de los factores que más afectan la vida de los aislamientos, es la temperatura de operación de las máquinas eléctricas, esta temperatura está producida principalmente por las pérdidas y en el caso específico de los transformadores, durante su operación, estas pérdidas están localizadas en los siguientes elementos principales:

El núcleo o circuitomagnético, aquí las pérdidas son producidas por el efecto de histéresis y las corrientes circulantes en las laminaciones, son dependientes de la inducción, es decir, que influye el voltaje de operación.

Los devanados, aquí las pérdidas se deben principalmente al efecto joule y en menos medida por corrientes de Foucault, estas pérdidas en los devanados son dependientes de la carga en eltransformador.

Se presentan también pérdidas en las uniones o conexiones que se conocen también como “puntos calientes” así como en los cambiadores de derivaciones.

Todas estas pérdidas producen calentamiento en los transformadores, y se debe limitar este calentamiento a valores que no resultan peligrosos para los aislamientos, por medio de la aplicación de distintos medios de enfriamiento quedesarrollaremos más adelante.

Sistema de refrigeración de los transformadores

Al igual que en todas las demás máquinas eléctricas, las pérdidas por dispersión en el núcleo y en los devanados del transformador durante su funcionamiento se convierten en energía térmica y calientan las partes correspondientes del transformador. Bajo el efecto de los gradientes térmicos el calor se dirige desde ellugar de su origen hacia los sitios en los que puede ser transferido al medio refrigerante, o sea, al aire o agua, según el método de refrigeración del transformador. La difusión del calor transcurre de la misma forma que en las máquinas eléctricas, es decir, por radiación y convección. La capacidad de carga de un transformador está limitada por la temperatura máxima admisible en el interior de losarrollamientos y en el fluido refrigerante.

Un valor excesivo de la temperatura de los arrollamientos provoca la carbonización lenta de los aislamientos en contacto con el cobre; por otra parte, el aceite calentado mucho tiempo por encima de ciertos límites, se descompone formando sobre los arrollamientos, depósitos de reacción ácida, que impiden la evacuación del calor y elevanextraordinariamente la temperatura interior del transformador. Por todas estas razones, se han establecido normas nacionales e incluso internacionales para fijar los calentamientos admisibles en los arrollamientos y en los fluidos refrigerantes.

Los transformadores están por lo general enfriados por aire o aceite y cualquier método de enfriamiento empleado debe ser capaz de mantener una temperatura deoperación suficientemente baja y prevenir “puntos clientes” en cualquier parte del transformador. El aceite se considera uno de los mejores medios de refrigeración que tiene además buenas propiedades dieléctricas

Refrigeración de los Transformadores en aceite

La eficiencia de la refrigeración es un factor fundamental, determinando la seguridad operacional y el periodo de vida útil de untransformador natural.

La eliminación del calor provocado por las pérdidas, es necesario para evitar una temperatura interna excesiva que podría acortar la vida del aislamiento.

Las flexibles paredes corrugadas de la cuba hacen posible una refrigeración suficiente del transformador, compensando las variaciones del volumen de aceite durante su explotación. Una ventaja de los transformadoresherméticamente cerrados es que el aceite nunca está en contacto con la atmósfera, haciendo de este modo innecesario los análisis periódicos del aceite.

El régimen térmico de un transformador en aceite depende en sumo grado del modo de su enfriamiento. Existen transformadores:

Con refrigeración natural en baño de aceite

Con refrigeración forzada con aire por soplado

Circulación forzada de aceite...