¿Cuáles son los componentes principales de un transformador sumergido en aceite?
Núcleo:
El núcleo suele estar hecho de acero laminado y proporciona un camino para el flujo magnético. Mejora la eficiencia de la transferencia de energía entre los devanados primario y secundario.
Bobinas:
Los transformadores tienen dos conjuntos de devanados: primario y secundario. El devanado primario está conectado al voltaje de entrada, mientras que el devanado secundario está conectado al circuito de salida. Estos devanados suelen estar hechos de cobre o aluminio.
Material aislante:
Los materiales aislantes se utilizan para separar y aislar los componentes conductores, como los devanados y el núcleo. Esto es crucial para evitar averías eléctricas y garantizar el funcionamiento seguro del transformador.
Aceite:
El aceite sirve como medio refrigerante y como material aislante en
transformadores sumergidos en aceite . Ayuda a disipar el calor generado durante el funcionamiento y proporciona un aislamiento adicional. El aceite también actúa como medio para extinguir arcos en caso de falla.
Tanque:
El tanque alberga el núcleo, los devanados y el aceite. Normalmente fabricado en acero, está sellado para evitar la entrada de humedad y contaminantes. El tanque proporciona soporte mecánico y protección para los componentes del transformador.
Relevo Buchholz:
El relé Buchholz es un dispositivo de protección instalado en el circuito de aceite. Detecta y responde a fallos internos, como el sobrecalentamiento o la presencia de gas generado por un fallo. El relé puede iniciar una alarma o disparar el transformador para evitar daños mayores.
Tanque de conservación:
El tanque conservador es un tanque de expansión conectado al tanque principal. Se adapta a los cambios en el volumen de aceite debidos a las variaciones de temperatura, ayudando a mantener una presión interna estable y evitando la entrada de humedad.
Cambiador de grifos:
Algunos transformadores están equipados con cambiadores de tomas, lo que permite el ajuste de la relación de espiras. Esta característica permite la regulación de voltaje, lo que garantiza un nivel de voltaje constante en el devanado secundario bajo condiciones de carga variables.
Respirador:
El respiradero es un dispositivo conectado al tanque de conservación, que evita que la humedad entre en el transformador. Por lo general, contiene desecantes para absorber la humedad del aire aspirado al transformador durante la expansión y contracción del aceite.
Dispositivo de alivio de presión:
Este dispositivo está diseñado para liberar el exceso de presión que puede acumularse dentro del transformador durante condiciones anormales. Ayuda a prevenir daños en el transformador y el tanque.
¿Cómo sirve el aceite como medio refrigerante en el transformador sumergido en aceite?
El aceite sirve como medio de enfriamiento en
un transformador sumergido en aceite a través de una combinación de conducción, convección y radiación. Aquí hay un desglose de cómo ocurre este proceso de enfriamiento:
Generación de calor:
Durante el funcionamiento normal de un transformador, se producen pérdidas de energía eléctrica debido a la resistencia de los conductores en los devanados y las propiedades magnéticas del núcleo. Estas pérdidas se manifiestan en forma de calor.
Conducción:
El calor generado en los devanados y el núcleo se conduce al aceite aislante circundante. Los transformadores están diseñados con materiales que tienen buena conductividad térmica para facilitar una transferencia de calor eficiente.
Convección:
La convección natural es un mecanismo importante para el enfriamiento en transformadores sumergidos en aceite. A medida que el aceite absorbe calor, se vuelve menos denso y se eleva, creando una circulación natural. El aceite calentado se mueve hacia arriba, y el aceite más frío y denso de las partes superiores del transformador fluye hacia abajo para reemplazarlo. Este flujo convectivo ayuda a distribuir el calor dentro del transformador.
Convección forzada:
En transformadores más grandes o sometidos a cargas pesadas, la convección natural puede no ser suficiente. La convección forzada se logra mediante el uso de ventiladores de refrigeración. Estos ventiladores están colocados estratégicamente dentro del transformador para mejorar la circulación del aceite. A menudo se controlan mediante sensores de temperatura para activarse cuando sea necesario.
Superficies de enfriamiento:
Las superficies exteriores del tanque del transformador actúan como superficies de enfriamiento. El calor se transfiere del aceite al tanque y, desde allí, se irradia al entorno circundante. Algunos transformadores tienen estructuras de enfriamiento adicionales, como radiadores o aletas, unidas al tanque para aumentar el área de superficie para una mejor disipación del calor.
Tanque de conservación:
Muchos
transformadores sumergidos en aceite incluyen un tanque conservador conectado al tanque principal. El tanque conservador proporciona espacio para la expansión y contracción del aceite a medida que cambia su temperatura. Esta característica ayuda a mantener una presión interna estable y evita la entrada de humedad y aire en el transformador, lo que garantiza un enfriamiento eficiente.
Radiación:
El calor también se disipa a través de la radiación de las superficies externas del tanque del transformador. Esto es particularmente relevante cuando el transformador funciona a temperaturas elevadas y la radiación se convierte en un factor más importante en el proceso general de enfriamiento.
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