1. Auto-Enfriamiento sumergido en aceite (ONAN)
El principio de funcionamiento del autoenfriamiento inmerso en aceite es aprovechar la convección natural del aceite para transferir el calor generado por el transformador a la superficie del tanque de aceite y la ubicación de los tubos de enfriamiento. Posteriormente, el calor se disipa a través de los efectos de la convección del aire y la conducción de calor del aire. Este sistema de enfriamiento no requiere equipo de enfriamiento especialmente preparado.
Productos de hasta 31.500 kVA y 35 kV o menos
Productos hasta 50.000 kVA y 110 kV
Enfriamiento de aire forzado sumergido en aceite (ONAF)
El principio de funcionamiento del enfriamiento por aire forzado inmerso en aceite se basa en los principios del autoenfriamiento inmerso en aceite. Además de los principios básicos, algunos ventiladores están instalados en la superficie del tanque de aceite o en tubos de enfriamiento. Estos ventiladores facilitan el proceso de enfriamiento al soplar aire y pueden aumentar la capacidad del transformador y la capacidad de carga en casi un 35%. Durante la operación, los transformadores generan pérdidas tales como pérdida de hierro, pérdida de cobre y otras formas de calor, que existen dentro del transformador en forma de calor. El proceso de enfriamiento para los transformadores sumergidos en aceite es el siguiente: primero, a través de la conducción térmica, el calor generado dentro del núcleo de hierro y los devanados se transfiere a la superficie y luego al aceite. Posteriormente, a través de la convección natural del aceite, el calor generado se transfiere continuamente a las paredes internas del tanque de aceite y los tubos de aceite del radiador. A través de la conducción térmica, el calor se transfiere a la superficie exterior del tanque de aceite y el radiador. Finalmente, a través de los efectos de la convección del aire y la radiación térmica, el calor se transfiere al aire circundante.
Productos de 35 kV a 110 kV; de 12.500 kVA a 63.000 kVA
Productos 110kV, por debajo de 75000kVA
Productos 220kV, debajo de 40000kVA
Enfriamiento de aire forzado de circulación de aceite forzado (OFAF)
Productos de 50.000 a 90.000 kVA y 220 kV
4. circulación de aceite forzado-refrigeración por agua (OFWF)
Utilizado en las centrales hidroeléctricas generales para los transformadores step-up de 220 kV y arriba y productos de 60 MVA y arriba.
El principio de funcionamiento del enfriamiento por circulación de aceite forzado y del enfriamiento por agua de circulación de aceite forzado es el mismo. Si el transformador principal adopta un método de enfriamiento forzado de la circulación del aceite, su operación se basa en la circulación del aceite dentro del transformador. Utiliza bombas de aceite para hacer circular el aceite dentro del sistema de enfriamiento. El enfriador de aceite está especialmente diseñado para una disipación de calor eficiente, y los ventiladores eléctricos ayudan a enfriar el medio. Al aumentar la velocidad de circulación del aceite tres veces, este método puede aumentar la capacidad del transformador en aproximadamente un 30%. El proceso de enfriamiento para los transformadores de circulación de aceite forzado implica el uso de una bomba de aceite sumergida para enviar aceite a las tuberías de aceite entre el núcleo de hierro o el devanado. El aceite, que fluye a cierta velocidad, lleva el calor generado, mientras que el aceite calentado de la parte superior del transformador se extrae usando una bomba de aceite sumergida. Después de enfriar en el enfriador, el aceite se devuelve a la parte inferior del tanque de aceite del transformador, creando un enfriamiento de circulación de aceite forzado.
5. Enfriamiento de aire forzado de circulación dirigida por aceite forzado (ODAF)
Productos de 75.000 kVA y superiores, 110 kV
Productos de 120.000 kVA y superiores, 220 kV
Productos de clase 330 kV y clase 500 kV
6. circulación dirigida por aceite forzado-refrigeración por agua forzada (ODWF)
Productos de 75.000 kVA y superiores, 110 kV
Productos de 120.000 kVA y superiores, 220 kV
Productos de clase 330 kV y clase 500 kV
Componentes de un enfriador de transformador de enfriamiento de aceite forzado y aire forzado
Los transformadores de potencia tradicionales están equipados con ventiladores controlados manualmente. Cada transformador tiene típicamente seis juegos de motores refrigerados por aire que requieren control. El funcionamiento de estos ventiladores depende del uso de relés térmicos. El circuito de suministro de energía del ventilador se controla a través de contactores. Los ventiladores funcionan en función de las mediciones de temperatura dentro del aceite del transformador y las condiciones de carga, y su funcionamiento se determina a través de juicios lógicos. Estos sistemas de control tradicionales dependen en gran medida de la intervención manual. Sin embargo, un inconveniente significativo es que todos los ventiladores se inician y se detienen simultáneamente, lo que resulta en altas corrientes de entrada durante el arranque, lo que podría dañar los componentes del circuito. Además, cuando la temperatura está en el rango de 45 a 55 grados centígrados, la práctica habitual es hacer funcionar todos los ventiladores a plena capacidad, lo que lleva a un importante desperdicio de energía y desafíos de mantenimiento. Los sistemas tradicionales de control de enfriamiento utilizan principalmente componentes como relés, relés térmicos y varios circuitos lógicos de tipo contacto. La lógica de control es compleja, y en la operación práctica, el contacto frecuente y la separación de los contactores pueden causar quemaduras. Además, estos ventiladores a menudo carecen de protecciones esenciales, como sobrecarga, pérdida de fase y subtensión, lo que puede reducir la confiabilidad operativa y aumentar los costos.
Roles del tanque de aceite del transformador y del sistema de enfriamiento
El tanque de aceite del transformador sirve como su carcasa exterior, que alberga el núcleo, los devanados y el aceite del transformador. Además, proporciona algo de disipación de calor.
El sistema de enfriamiento para el transformador funciona creando circulación de aceite cuando hay una diferencia de temperatura entre las capas superior e inferior de aceite en el transformador. Esta circulación mueve el aceite a través del intercambiador de calor, permitiendo que el aceite caliente en la parte superior fluya hacia abajo. Este proceso reduce efectivamente la temperatura del aceite del transformador. Para mejorar la eficiencia de enfriamiento, se pueden emplear medidas de enfriamiento por aire, enfriamiento forzado de aceite y aire, o enfriamiento forzado de aceite y agua.