12 de septiembre de 2023
Los transformadores sumergidos para alta temperatura están diseñados para incorporar estructuras y procesos maduros tradicionalmente utilizados en los transformadores, conservando la fiabilidad, la excelente calidad de fabricación y la relación coste-eficacia asociadas a los transformadores tradicionales. La diferencia clave radica en la consideración cuidadosa de la distribución real de temperatura dentro del transformador. Mediante el uso de diferentes materiales aislantes de distintos niveles de resistencia térmica según una distribución racional de la temperatura, se forma un sistema de aislamiento híbrido.
Aprovechando la tecnología de simulación del campo de temperatura del transformador, se determina con precisión la distribución de temperatura (principalmente alrededor de los devanados y en las zonas cercanas), lo que permite seleccionar materiales aislantes de diferentes clases térmicas según los distintos rangos de temperatura. Esto maximiza las características de resistencia a alta temperatura de los materiales manteniendo una buena relación coste-eficacia. La temperatura máxima de operación del aceite de este transformador sumergido se fija en 95°C, garantizando su excelente seguridad, sus márgenes de rendimiento térmico y una vida útil esperada prolongada.
Para el diseño térmico de toda la unidad del transformador, hemos introducido y aplicado el concepto de "Tecnología de control de temperatura en siete pasos" como principio de diseño. Esto implica dividir el diseño en cinco niveles que se extienden desde el punto caliente más caliente del devanado hasta las regiones externas más frías, y considerar las condiciones de cortocircuito y sobrecarga para formar un estado térmico de siete niveles para el diseño del control de temperatura:
1. Tecnología de control de temperatura del aislamiento: Se utilizan diferentes materiales aislantes para el aislamiento del devanado y del cuerpo según sus respectivas zonas de temperatura. Controla la temperatura del punto caliente del devanado.
2. Tecnología de control de temperatura del circuito de flujo de líquido: Integra los campos de temperatura y de velocidad de flujo del líquido, determinando y controlando la temperatura de los diversos flujos de líquido. Controla la temperatura del líquido de la capa límite cercana al punto caliente del devanado y la temperatura del líquido de la capa superior.
3. Tecnología de control de temperatura en sobrecarga: Controla la elevación de temperatura en las distintas partes del transformador en condiciones de sobrecarga. La distribución de temperatura en sobrecarga es diferente de la de operación a carga nominal; los cambios en la elevación de temperatura en condiciones de sobrecarga deben tenerse en cuenta durante el diseño.
4. Tecnología de control de temperatura del núcleo de hierro: Controla la temperatura de los componentes aislantes en contacto con el núcleo de hierro.
5. Tecnología de control de temperatura del sellado: Gestiona la expansión térmica, la deformación, la resistencia, etc., de los depósitos de aceite totalmente herméticos, así como sus efectos y controles ante las variaciones de temperatura, garantizando un funcionamiento normal dentro del rango de temperatura permitido.
6. Tecnología de control de temperatura de los componentes: Selecciona materiales aislantes de las clases correspondientes para los componentes según la temperatura de su ubicación, como las juntas de estanqueidad.
7. Tecnología de control de temperatura en cortocircuito: Cuando se produce una falla de cortocircuito en el transformador, fluye una gran corriente de cortocircuito por el devanado, pero durante un tiempo muy breve. Generalmente se calcula considerando un proceso adiabático. Los efectos de acumulación y disipación de calor deben considerarse en condiciones de reconexiones repetidas tras cortocircuitos. En general, el papel NOMEX® presume una excelente resistencia a alta temperatura, una gran resistencia mecánica y una variación mínima de la constante dieléctrica y de las pérdidas dieléctricas ante los cambios de temperatura. Incluso en condiciones de múltiples reconexiones tras cortocircuitos, no provoca daños mecánicos ni fallas eléctricas debido a la elevación de temperatura, ni compromete la vida útil del material aislante.
