El diseño de un transformador es un proceso complejo que implica la consideración de numerosos factores para garantizar su funcionamiento seguro y eficiente. Además, el cumplimiento de las regulaciones internacionales y locales es crucial para garantizar que el transformador cumpla con los estándares de seguridad y rendimiento. Estos son los factores clave a considerar al diseñar un transformador y las regulaciones relevantes a seguir:
Factores de diseño para los transformadores:
Tensión y frecuencia: Determine los niveles de tensión de entrada y salida y la frecuencia de funcionamiento. Estos parámetros definen la función primaria del transformador.
Carga y potencia nominal: Calcule la carga esperada que el transformador servirá y determine la potencia nominal (en kVA o MVA) en consecuencia.
Material y diseño del núcleo: elija el material de núcleo apropiado (por ejemplo, hierro o acero al silicio) y diseñe para optimizar el flujo magnético y minimizar las pérdidas.
Diseño de devanado: Determine el número de vueltas, el tamaño del conductor y la configuración del devanado para los devanados primario y secundario.
Sistema de enfriamiento: Seleccione el método de enfriamiento, como inmerso en aceite (ONAN), inmerso en aceite con enfriamiento forzado (ONAF) o tipo seco (AN).
Material de aislamiento: elija los materiales de aislamiento para el bobinado y el núcleo para soportar la temperatura y el voltaje de funcionamiento.
Cambiadores de tomas: Si es necesario, especifique cambiadores de tomas en carga (OLTC) para ajustar el voltaje de salida según sea necesario.
Tamaño y dimensiones: Defina las dimensiones físicas, incluidos el tamaño, la forma y el peso del transformador, para garantizar la compatibilidad con las ubicaciones de instalación.
Eficiencia y pérdidas: Optimice el diseño para la eficiencia al minimizar las pérdidas del núcleo y del devanado.
Capacidad de sobrecarga y cortocircuito: Diseñe el transformador para manejar sobrecargas temporales y condiciones de cortocircuito de manera segura.
Cumplimiento normativo: Asegúrese de que el diseño cumpla con las regulaciones y normas internacionales y locales aplicables.
Reglamentos y normas:
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) proporciona estándares internacionales para transformadores. IEC 60076 es una serie de estándares que cubre transformadores de potencia, transformadores de distribución y transformadores especiales.
En los Estados Unidos, las normas ANSI, como ANSI C57, definen el diseño del transformador y los requisitos de rendimiento.
Estándares IEEE: El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ofrece estándares que cubren varios aspectos del diseño y operación de transformadores. Los estándares IEEE C57 son ampliamente referenciados.
Los diferentes países y regiones tienen sus propios códigos eléctricos y regulaciones que los transformadores deben cumplir. Estos pueden estar basados en las normas IEC o ANSI, pero pueden incluir requisitos específicos.
El cumplimiento de las regulaciones ambientales relacionadas con los materiales y fluidos aislantes es esencial. Por ejemplo, las regulaciones que rigen el uso de PCB (bifenilos policlorados) y el uso de fluidos aislantes ecológicos.
Normas de seguridad: Las normas de seguridad, como las descritas por la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) en los Estados Unidos, deben seguirse para garantizar la seguridad del personal que trabaja con o cerca de transformadores.
Códigos de red nacional: las empresas de servicios públicos pueden tener sus propios requisitos específicos para los transformadores, que deben seguirse para la conexión a la red.
Es esencial colaborar con diseñadores y fabricantes de transformadores experimentados que estén bien versados en estas regulaciones y estándares para garantizar que el diseño de su transformador cumpla con los requisitos específicos de su proyecto y ubicación. Las desviaciones de las normas aplicables pueden dar lugar a incumplimiento, riesgos de seguridad y posibles retrasos en el proyecto.
