proteccion termica de los transformadores

Páginas: 7 (1536 palabras) Publicado: 22 de octubre de 2013
Introducción
Conociendo ya suficientemente la importancia de los transformadores en los sistemas eléctricos de potencia. Desde el punto de vista de su explotación, la protección de estas máquinas frente a fallos, tanto externos como internos resulta vital, debido al coste de los transformadores, especialmente aquellos de gran potencia, unido a los elevados costes asociados a las pérdidas deproducción debidas a la ausencia de alimentación eléctrica en la industria
Antes de comenzar a analizar los distintos tipos de fallos que se producen en los transformadores por su calentamiento, junto con los mecanismos de protección que pueden ser utilizados para eliminar los efectos de dichos fallos sobre la máquina.
Desde el punto de vista conceptual, las averías en los transformadores sonproducidas por fallos que se originan mayormente por su calentamiento, tanto en el interior como en el exterior de la máquina.
Planteamiento General del Problema
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 circuito magnético, 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 menosmedida por corrientes de Foucault, estas pérdidas en los devanados son dependientes de la carga en el transformador.
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 resultanpeligrosos para los aislamientos, por medio de la aplicación de distintos medios de enfriamiento que desarrollaremos más adelante.
Calentamiento del núcleo y los devanados
Como es sabido ya, las perdidas de los transformadores tanto en los devanados como en el núcleo, se traducen en calor que llegan a disminuir el rendimiento, y en un caso extremo pueden llegar a destruir el propiotransformador.
La temperatura media de un devanado es la temperatura determinada midiendo la resistencia en c.c. del devanado y comparándola con la medida obtenida anteriormente para una temperatura conocida. El calentamiento medio de un devanado por encima de la temperatura ambiente es
U=B+E+N+T

Temperaturas máximas admisibles según los estándares internacionales de fabricación relacionada con elaislamiento utilizado.
Para los límites permisibles de temperatura de sistemas de aislamiento que se emplean comercialmente, se deben consultar las ultimas normas de ANSI, IEEE, y NEMA.
Las tres clases NEMA de sistemas de aislamiento de mayor interés para las maquinas industriales son la B, F Y H.



Los límites de calentamiento para los transformadores se dan a continuación:
PARTE DELTRANSFORMADOR
MODO DE ENFRIAMIENTO
CLASE DE AISLAMIENTO (POR TEMPERATURA)
CALENTAMIENTO oC
Devanados
Por aire, natural o con ventilación forzada
A
E
B
F
H
C
60
75
80
100
125
150
a) Circuito magnético y otras partes.
b) Sin estar en contacto con los devanados.
 
 
a) Los mismos valores que los vanados.
 
b)    Valores similares a las partes aislantes susceptibles de entrar e contactocon los devanados.
El calor producido por las pérdidas se transmite a través de un medio al exterior, este medio puede ser aire o bien líquido.
 La transmisión del calor se hace por un medio en forma más o menos eficiente, dependiendo de los siguientes factores:
      La masa volumétrica
      El coeficiente de dilatación térmica.
      La viscosidad.
      El calor específico
     ...
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