Hoy en día, los transformadores secos se están volviendo cada vez más populares. Los principales argumentos de los dueños de negocios que prefieren un transformador seco a uno de aceite son los grandes beneficios económicos y de seguridad de tales plantas de energía. ¿Es realmente así? Intentemos comprender en este artículo.
Características de los sistemas de transformadores secos y de aceite
La razón más común por la cual los propietarios de compañías de servicios de electricidad prefieren transformadores secos en lugar de transformadores de aceite es el deseo de ahorrar. Se cree ampliamente que los transformadores secos no necesitan inspecciones y reparaciones tan frecuentes como las de aceite, debido a la falta de reemplazo del líquido aislante. Sin embargo, esta opinión es errónea y la falta de atención para cuidar este tipo de equipo puede tener consecuencias desastrosas.
También se afirma que los transformadores secos son más seguros y estables que los transformadores de aceite y más eficientes. De hecho, la cuestión de las diferencias en las centrales eléctricas de diferentes tipos es más complicada y vale la pena considerar una serie de características de cada uno de ellos.
La principal diferencia entre los transformadores de potencia secos y de aceite es el sistema de aislamiento. Ambos tipos usan aislamiento de bobinado sólido, pero su principio tiene diferencias.
Aislamiento de transformadores de aceite
El sistema de aislamiento de los transformadores de aceite consta de aislamiento líquido y sólido, que también se divide en externo e interno.
El aislamiento externo se encuentra fuera del tanque y se crea debido a los espacios de aire entre las entradas del devanado, entre las entradas y la carcasa, etc.
El aislamiento interno se divide en el principal (aislamiento del devanado a las partes conectadas a tierra del circuito magnético, el tanque y entre los devanados) y longitudinal (entre diferentes puntos del devanado: vueltas, bobinas, capas).
El aislamiento interno por diseño se divide en 3 tipos:
- Continuo sólido
- Puramente aceitoso
- Combinado
La función de aislamiento de los transformadores de aceite es proteger los devanados, la parte de aceite de los bujes, así como las curvas y los dispositivos auxiliares (por ejemplo, interruptores).
En las tecnologías modernas de transformadores, el aislamiento de barrera de aceite a menudo se usa en combinación en secciones separadas con aislamiento sólido, es decir, combinado. Tal sistema proporciona el aislamiento más efectivo, completo y multifuncional.
Ventajas y desventajas de los transformadores de aceite
El diseño y las dimensiones del aislamiento de los transformadores de aceite están diseñados para que el transformador pueda hacer frente a los rayos y otras sobretensiones.
Con el fin de minimizar el voltaje en el aislamiento longitudinal, se utiliza la técnica de bobinados unidos, en la que las vueltas se conectan entre sí en un cierto orden. En este caso, puede surgir un problema con el control del nivel de voltaje de aislamiento longitudinal, ya que las vueltas tienen diferentes potenciales. En este caso, la reducción de las sobretensiones se logra al aumentar la tensión de funcionamiento y, en relación con el rápido desarrollo de tecnologías basadas en la alta tensión y el aumento de la potencia de los dispositivos, también aumentan los requisitos de estabilidad y resistencia de los devanados y sistemas de aislamiento.
Además de monitorear constantemente el nivel de voltaje, la tarea también es lograr la fuerza energética a largo plazo. Se produce un calentamiento intensivo en los devanados y circuitos magnéticos de los transformadores, por lo tanto, el aislamiento debe tener un enfriamiento efectivo y continuo.
El aislamiento de barrera de aceite tiene una alta resistencia dieléctrica y proporciona un enfriamiento intenso y eficiente a través de la circulación de aceite.
Aislamiento de transformador seco
Los transformadores secos son una tecnología moderna en la que el principio básico del aislamiento es la refrigeración por aire. Este tipo de instalación se utiliza en áreas que requieren mayor seguridad para las personas: empresas metalúrgicas, industria petrolera, producción de pulpa y papel, ingeniería mecánica, suministro de energía de edificios públicos y otros.
Las plantas de energía seca están disponibles desde 20 kW hasta 2500 y superiores, y pueden tener tanto enfriamiento natural como soplado.
Los devanados de mayor y menor voltaje (HV y LV) en transformadores secos están encerrados en una carcasa protectora especial. Dichos transformadores se instalan en lugares secos y cerrados donde la humedad no excede el 80%, porque debido a la interacción con el aire, el aislamiento se humedece adicionalmente y la humedad excesiva provoca un desgaste rápido del equipo y consecuencias irreparables. Para reducir la higroscopicidad, se utilizan barnices de impregnación especiales en los devanados.
Los transformadores secos vienen en 3 tipos diferentes:
- Bobinado abierto
- Bobinado monolítico
- Bobinado de fundición
- Transformadores de bobinado abierto:
Están impregnados con resina usando presión de vacío. El espesor del revestimiento aislante es de 0.2 mm. Para el aislamiento, se utilizan aisladores de porcelana de alta resistencia y perfiles de aislamiento (hechos de fibra de vidrio, metal y otros materiales duraderos).
- Transformadores de bobinado monolítico.:
Creado con tecnología de inyección de resina epoxi en alto vacío. Tal aislamiento permite la instalación de transformadores donde la seguridad ambiental y contra incendios son especialmente importantes.
- Transformadores de bobinado fundido:
El aislamiento de los devanados de HV y LV se realiza con papel de aluminio y una película dieléctrica. Las bobinas se refuerzan con fibra de vidrio, luego el aislamiento se seca y se recubre con epoxi.
Ventajas y desventajas de los transformadores secos
Cada tipo de transformador seco tiene ventajas y desventajas.
En comparación con el aislamiento de aceite, el aislamiento de aire es más débil. Los requisitos para la calidad de protección de los devanados de un transformador seco son, en consecuencia, mucho más altos.
El diseño de transformadores con bobinado abierto forma canales especiales para la eliminación del calor, donde se crea la convección, que es suficiente para enfriar el sistema. Sin embargo, debido a la interacción activa con el entorno externo, existen muchos riesgos y dificultades para mantener el transformador y mantener su condición de funcionamiento.
Los transformadores con bobinados monolíticos y de fundición tienen una alta resistencia eléctrica y mecánica, así como seguridad ambiental, ya que no emiten sustancias nocivas y peligrosas. Pero su desventaja es que la masa de material para su aislamiento es enorme y tales transformadores pueden tener inhomogeneidades (tanto físicas como energéticas), lo que conduce a descargas parciales. Además, el enfriamiento de los devanados de alto voltaje puede ser difícil, los cambios repentinos de temperatura y el sobrecalentamiento causan fallas en las plantas.
Características del servicio de transformadores de aceite
El aceite requiere monitoreo y reemplazo regulares. Las tecnologías modernas permiten, además del reemplazo simple, también purificar el aceite usado y reutilizarlo. El cambio o la limpieza del aceite se realiza de acuerdo con las instrucciones y las normas de mantenimiento de los transformadores.
Además de limpiar y regenerar, el sistema de aislamiento también puede necesitar secado y desgasificación. La presencia de exceso de humedad o gases, así como de suciedad, es perjudicial para todo el sistema del transformador y debe eliminarse inmediatamente después de su detección.
A pesar de la ventaja de algunas características de los transformadores secos, y en algunos casos más adecuados para los requisitos de los parámetros que el aceite, estos últimos siguen siendo los más universales y populares en el mercado de la electricidad. Se puede decir que, a pesar de la idea errónea frecuente, los transformadores de aceite, como resultado, son aún más rentables, ya que el costo total de su mantenimiento y reparación es menor.
GlobeCore ha desarrollado y fabrica equipos para dar servicio a transformadores de aceite y procesar aceite de transformador.
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- desgasificación;
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Todas las instalaciones de GlobeCore destacan por su facilidad de operación y variabilidad. Cualquier instalación se selecciona individualmente para el cliente: se pueden realizar cambios de parámetros adicionales para diferentes solicitudes, comenzando por condiciones climáticas especiales y terminando con la capacidad y el volumen de la instalación.