11 de julio de 2024
Función de las boquillas de los transformadores: la función principal de las boquillas de los transformadores es llevar las derivaciones de las bobinas del transformador al exterior. Estas boquillas actúan como dispositivo de aislamiento de las derivaciones respecto del tanque de aceite y también funcionan como dispositivo de fijación de las mismas.
Durante la operación del transformador, las boquillas conducen de forma continua las corrientes de carga y, en caso de un cortocircuito externo, las corrientes de cortocircuito. Por lo tanto, las boquillas de los transformadores deben cumplir los siguientes requisitos:
1. Deben poseer la rigidez dieléctrica especificada y una resistencia mecánica suficiente.
2. Deben presentar una buena estabilidad térmica y soportar el sobrecalentamiento instantáneo durante un cortocircuito.
3. Deben ser compactas, ligeras, con buen rendimiento de sellado, gran versatilidad y fáciles de mantener.
Estructura externa de las boquillas:
Los componentes externos de una boquilla incluyen una placa de bornes, un conector de derivación, una cubierta para la lluvia, un indicador de nivel de aceite, un tapón de aceite, un depósito de aceite, una camisa de porcelana superior, una pantalla inferior, un anillo de izado, una válvula de aceite, una placa de características, un tapón de purga, una boquilla de conexión, una camisa de porcelana inferior y una esfera equipotencial.
Estructura interna:
1. El aislamiento principal está compuesto por un núcleo capacitor multicapa cilíndrico formado por papel para cables impregnado en aceite y electrodos equipotenciales de hoja de aluminio, con la porcelana actuando como aislamiento externo y contenedor del aceite del transformador.
2. La boquilla es una estructura totalmente estanca, cuyo aceite interno del transformador forma un sistema independiente no afectado por las condiciones atmosféricas.
3. La unión global de la boquilla utiliza un fijado mecánico mediante un resorte resistente, que garantiza tanto el sellado como la compensación de los cambios de longitud debidos a las variaciones de temperatura.
El depósito de aceite en la parte superior de la boquilla se utiliza para compensar las variaciones del volumen de aceite debidas a los cambios de temperatura, evitando cambios de presión significativos. El indicador de nivel del depósito de aceite monitoriza el nivel de aceite durante la operación. La esfera equipotencial en el extremo posterior mejora la distribución del campo eléctrico, reduciendo la distancia de aislamiento entre el extremo posterior de la boquilla y las partes puestas a tierra o las bobinas.
La pequeña boquilla en la pantalla extrema de la boquilla capacitora de papel-aceite se utiliza para las pruebas de capacitancia y factor de disipación y para las pruebas de descarga parcial del transformador. Durante la operación normal, esta pequeña boquilla debe estar puesta a tierra de forma fiable. Debe tenerse cuidado de evitar que el vástago de la pequeña boquilla gire o se extraiga al desmontar la pequeña boquilla de la pantalla extrema, a fin de evitar la desconexión de la derivación o daños en la hoja de cobre de la placa de electrodo.
Disposición de las boquillas de los transformadores trifásicos:
Desde el lado de la boquilla de alta tensión del transformador, la secuencia de izquierda a derecha se etiqueta como sigue:
Alta tensión: O, A, B, C
Media tensión: Om, Am, Bm, Cm
Baja tensión: O, a, b, c
Clasificación de las boquillas según el material y la estructura del aislamiento:
Las boquillas pueden clasificarse en tres tipos:
1. Boquillas de aislamiento simple: esta categoría incluye tanto las boquillas de porcelana pura como las de resina.
2. Boquillas de aislamiento compuesto: esta categoría se divide a su vez en boquillas llenas de aceite, de gel y de gas.
3. Boquillas capacitoras: esta categoría incluye las boquillas capacitoras de papel-aceite y las boquillas capacitoras de resina-papel.
Boquillas capacitoras de papel-aceite:
Según la estructura portadora de corriente, las boquillas capacitoras de papel-aceite pueden clasificarse en tipos de paso de cable y de conducción portadora de corriente. Entre estos, los tipos de conducción portadora de corriente pueden dividirse además en tipos directos y de vástago atravesante según el método de conexión del terminal del lado del aceite con la boquilla. Las boquillas de paso de cable y las de conducción directa portadora de corriente se utilizan ampliamente en los sistemas de energía, mientras que las boquillas capacitoras de papel-aceite de vástago atravesante son menos comunes.
El núcleo capacitor de las boquillas capacitoras se forma envolviendo herméticamente una capa de aislamiento, compuesta por papel para cables con un espesor de 0,08-0,12 mm, alrededor de un tubo de cobre conductor hueco. A continuación, se envuelve una capa de hoja de aluminio con un espesor de 0,01 mm o 0,007 mm alrededor de esta capa de aislamiento a modo de pantalla capacitiva. Este proceso se repite alternativamente con papel para cables y hoja de aluminio hasta alcanzar el número de capas y el espesor requeridos.
Esto crea un circuito capacitor serie multicapa en el que el tubo conductor tiene el potencial más alto y la hoja de aluminio más externa está puesta a tierra (pantalla de tierra). Según el principio de división de voltaje de los condensadores en serie, el voltaje entre el tubo conductor y tierra es igual a la suma de los voltajes entre cada pantalla capacitiva. El voltaje entre las pantallas capacitivas es inversamente proporcional a su capacitancia, lo que garantiza que el voltaje total se distribuya uniformemente por todo el aislamiento del núcleo capacitor. De este modo se obtienen boquillas compactas y ligeras.
