Los 2 Tipos De Transformadores De Distribución Más Comunes

En instalaciones industriales, los 2 tipos de transformadores de distribución se utilizan principalmente para reducir un voltaje de nivel de distribución más alto a un nivel de utilización más bajo. Son enlaces vitales en los sistemas de energía eléctrica y se encuentran entre los componentes más confiables del sistema. Estos transformadores de distribución se pueden dividir en dos categorías generales de acuerdo con su medio aislante y su construcción: llena de líquido y tipo seco. Cada uno tiene algunas variaciones y cada uno requiere diferentes técnicas de mantenimiento.

1.  Núcleo y bobina

No importa el tipo, cualquier construcción de transformadores de distribución comienza con el conjunto de núcleo y bobina. Es aquí donde se apilan (laminan) láminas metálicas delgadas para preparar el cuerpo magnético conocido como núcleo. El propósito del núcleo de hierro es canalizar el flujo magnético generado por la corriente que fluye alrededor de la bobina primaria, de modo que la mayor cantidad posible también une la bobina secundaria.

Los devanados están fabricados con conductores de cobre o aluminio, separados por capas de aislamiento. Cada conductor se forma con precisión alrededor de un carrete grande, y cada número de vueltas depende de la relación de voltaje de los distintos tipos de transformadores de distribución que se está construyendo.

El núcleo de hierro está encerrado por la bobina de bajo voltaje y nuevamente encerrado por la bobina de alto voltaje, los puntos de conexión se sueldan en cada extremo y se sacan de cada devanado para permitir la instalación de cable o bus.

Taps de voltaje

Se pueden instalar tomas de voltajes opcionales en los devanados primarios para regular el voltaje de salida del transformador. Lo hace alterando el número de vueltas en el devanado y, por lo tanto, cambiando la relación de vueltas del transformador.

Los grifos a menudo tienen 5 posiciones (A, B, C, D, E o 1, 2, 3, 4, 5) y se cambian moviendo físicamente los puentes entre los terminales del devanado o mediante un interruptor selector. En cualquier caso, los grifos no se pueden mover mientras el transformador está energizado (denominado cambiador de tap "des-energizado").

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Una vez completados los componentes clave del transformador, ahora todo el conjunto de núcleo y bobina debe estar encerrado y aislado antes de que pueda utilizarse de forma segura en el campo. El tipo de cerramiento y aislamiento que se utilizará estará determinado por la aplicación, comúnmente especificada por el cliente o el ingeniero.

2.  Transformador de distribución llenos de líquido

• El núcleo y las bobinas de los 2 tipos de transformadores de distribución lleno de líquido están, como su nombre lo indica, inmersos en un líquido. El líquido tiene dos propósitos. Primero, es el elemento fundamental del sistema aislante. En segundo lugar, el líquido transfiere el calor lejos de los devanados para ser disipado por las aletas de enfriamiento, la superficie del tanque o el radiador.

Sin suficiente líquido alrededor de las bobinas, los componentes energizados y que transportan corriente quedarán expuestos y podrían provocar un sobrecalentamiento o una descarga eléctrica. Si el nivel de aceite es demasiado alto, podría causar una condición de sobrepresión dentro del tanque del transformador a medida que cambian las temperaturas.

Un sistema de gas inerte puede proporcionar un sello positivo del líquido del transformador. Aquí, el tanque está ligeramente presurizado por un gas inerte como el nitrógeno.

Hay cuatro tipos de líquido aislante que los técnicos pueden encontrar en el campo:

• Aceites minerales (a base de petróleo)
• Esteres naturales (derivados de fuentes naturales renovables)
• Askarel (contiene PCB)
• Silicona o líquidos de hidrocarburos estabilizados (líquidos menos inflamables)

Cada líquido tiene características definidas y NO DEBEN mezclarse. Las instrucciones del fabricante y la hoja de datos de seguridad deben seguirse cuidadosamente con todos los líquidos aislantes.

Askarel se identifica por varias marcas y se compone principalmente de bifenilos policlorados (PCB). Está sujeto a una estricta regulación gubernamental como sustancia tóxica. Es necesario conocer las regulaciones gubernamentales porque cualquier transformador lleno de líquido puede contener algún nivel de PCB.

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Técnicas de preservación de los transformadores

Existen varios tipos de construcción para estos tipos de transformadores de distribución con respecto a la preservación del líquido. La preservación significa minimizar la exposición del líquido aislante a la atmósfera. Los tipos son los siguientes:

• Respiración libre (abierta a la atmósfera)
• Respiración restringida (abierta a la atmósfera a través de compuestos deshidratantes)
• Conservador o tanque de expansión (exposición al aire limitada al líquido en el tanque conservador)
• Tanques sellados (un espacio de gas sobre el líquido sirve como amortiguador para la presión interna)
• Sello de gas-aceite (exposición al aire limitada al aceite en el tanque auxiliar)
• Gas inerte (espacio de gas sobre el líquido mantenido bajo presión positiva por gas suministrado desde un cilindro de nitrógeno)

Sistemas de enfriamiento de transformadores líquidos

El sistema de enfriamiento del transformador de potencia es crítico para la buena salud del transformador. Si el calor dentro de un transformador no se disipa adecuadamente, la temperatura de ese transformador aumentará continuamente, lo que dañará el aislamiento con el tiempo. Un transformador que funcione a solo 10 ° C por encima de su capacidad nominal reducirá su vida útil en un 50%.

Algunos métodos comunes utilizados para disipar el calor con transformadores llenos de líquido incluyen:

• Autoenfriado (ONAN): el calor se disipa por la superficie del tanque y las aletas o tubos de enfriamiento.
• Refrigeración por aire forzado (ONAF): los ventiladores se emplean para forzar el aire sobre las superficies de enfriamiento para aumentar la clasificación de refrigeración automática.
• Refrigeración por aire forzado / refrigeración por aceite forzado (ONAF / OFAF): una bomba de aceite hace circular el aceite a través de un intercambiador de calor de aire a aceite soplado por un ventilador.
• Refrigerado por agua (OFWF): intercambio de calor mediante agua bombeada a través de un serpentín instalado dentro o fuera del tanque del transformador.

3.  Transformador de distribución Seco

• Los transformadores de distribución seca funcionan en aire o gas en lugar de estar lleno de líquido. Al igual que con los transformadores líquidos, el aire o el gas sirven como medio aislante y también para disipar el calor de los devanados. Las dos clases generales de construcción son los tipos de transformadores de distribución seca, abierta o ventilada y los tipos de tanques, sellados o cerrados. Es importante mantener limpios los gabinetes de estos tipos de transformadores de distribución secos y despejar el área a su alrededor. Los tipos de transformadores de distribución ventilados de tipo seco suele ser de impregnación de barniz o construcción de bobina fundida.

Con la impregnación de barniz, los espacios entre los revestimientos y las vueltas del devanado eléctrico se recubren completamente con barniz y el recubrimiento de barniz se cura a fondo para proporcionar propiedades óptimas de aislamiento y conducción térmica, así como resistencia a la humedad y resistencia suficiente para resistir la fractura del revestimiento.

Fabricación

• Los transformadores de distribución de bobina fundida: se fabrican "fundiéndolos" en un bloque sólido combinando las bobinas con una resina fundida en un horno de vacío. Este proceso de fabricación hace que estos tipos de transformadores de distribución sea más resistente al calor y menos susceptible al fuego.
• Los transformadores de distribución sellados: se enfrían y se aíslan con un gas inerte altamente dieléctrico, como el hexafluoruro de nitrógeno o azufre. La construcción de un transformador sellado es básicamente la misma que la de un transformador lleno de líquido, con la única excepción del material aislante y el medio de enfriamiento.

Sistema de enfriamiento

• El diseño de enfriamiento de un transformador aislado con gas es casi el mismo que los tipos de transformadores de distribución aislada con aceite.
• Los tipos de transformadores de distribución con aislamiento de gas son compactos y rentables. Son deseables para su uso en áreas urbanas donde el espacio es limitado y la seguridad es la consideración más importante.

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