Transformadores De Tipo Seco: Estructura, Refrigeración, Instalación Y Aplicaciones

Transformadores de tipo seco: Estructura, refrigeración, instalación y aplicaciones
Guía completa de soluciones modernas de energía eléctrica

Los transformadores de tipo seco son componentes críticos en los sistemas modernos de distribución de energía, conocidos por su seguridad, respeto al medio ambiente y bajo mantenimiento. Este artículo proporciona una descripción detallada de su estructura, métodos de refrigeración, procesos de instalación y ventajas sobre los transformadores sumergidos en aceite.

Formas estructurales de los transformadores de tipo seco

1. Transformadores de tipo abierto

   • Diseñados para entornos interiores secos y limpios (humedad ≤85% a 20°C).
   • Refrigeración: Refrigeración por aire natural (AN) o refrigeración por aire forzado (AF).

2. Transformadores de tipo cerrado

   • La carcasa sellada evita la exposición directa al aire, ideal para entornos peligrosos como minas (diseño a prueba de explosiones).

3. Transformadores de resina fundida

   • El aislamiento principal utiliza resina epoxi, que ofrece un tamaño compacto y simplicidad. Común para capacidades más pequeñas.

Métodos de refrigeración

• Refrigeración por aire natural (AN):
  Funciona continuamente a la capacidad nominal con disipación de calor pasiva.
• Refrigeración por aire forzado (AF):
  Aumenta la capacidad de salida en un 50% para escenarios de sobrecarga a corto plazo (no recomendado para sobrecargas sostenidas debido a las pérdidas de eficiencia).

Tipos clave de transformadores de tipo seco

1. Transformadores VPI (Impregnados al vacío a presión)
   • Materiales aislantes (clase B/F/H) tratados con procesos avanzados al vacío.
2. Transformadores de resina epoxi fundida
   • Diseño dominante que utiliza resina epoxi para una alta durabilidad y aislamiento.
3. Transformadores con unión de resina
   • Menos comunes, con bobinados impregnados de resina.
4. Transformadores de aislamiento híbrido
   • Los bobinados de alta tensión utilizan resina fundida; los bobinados de baja tensión utilizan diseños de lámina o impregnados al vacío.

Ventajas sobre los transformadores sumergidos en aceite

1. Seguridad y resistencia al fuego
   • Elimina los riesgos de incendio por aceite inflamable, incluso en condiciones de falla.
2. Bajo mantenimiento
   • Sin fugas de aceite, envejecimiento ni problemas de sellado; reduce los costos operativos.
3. Eficiencia del espacio
   • El diseño compacto permite la ubicación conjunta con aparamenta en instalaciones interiores.
4. Componentes simplificados
   • No se requieren depósitos de aceite, válvulas ni respiraderos de explosión.

Instalación y puesta en marcha

1. Inspección previa a la instalación

• Verificar la integridad del embalaje, los datos de la placa de características, la documentación y el estado físico.

2. Proceso de montaje

• Asegurar la nivelación de la base para minimizar el ruido de vibración.
• Asegurar el transformador con soportes de acero de canal soldado para mayor estabilidad.

3. Conexiones eléctricas

• Mantener distancias seguras para los conductores; utilizar juntas flexibles (≥1000A) para absorber la expansión térmica.
• Apretar los pernos con las especificaciones del fabricante.
• 

4. Puesta a tierra

• Conectar el perno de puesta a tierra dedicado al sistema de tierra de protección. Las carcasas y las líneas neutras (si son trifásicas de 4 hilos) también deben estar conectadas a tierra.

5. Pruebas previas a la puesta en marcha

• Pruebas de resistencia de aislamiento (mínimo 1000Ω/V), verificación de la relación de transformación y pruebas de rigidez dieléctrica.
• Probar los ventiladores de refrigeración e instalar sensores de temperatura después de las pruebas.

6. Operación de prueba

• Controlar si hay ruidos anormales, sobrecalentamiento o problemas de aislamiento. Evitar el funcionamiento prolongado en entornos de alta humedad (HR >70%).

Diagnóstico de fallas a través del sonido

• Fase faltante: Zumbido desigual o ausencia de sonido durante la activación de la fase (verificar la fuente de alimentación o los fusibles).
• Problemas con el cambiador de tomas: Ruidos de "chisporroteo" o "siseo" bajo carga (lo que indica un mal contacto).
• Componentes sueltos: Sonidos de "tintineo" o "zumbido" de objetos extraños o vibraciones del núcleo.
• Sobrecarga: Zumbido de baja frecuencia (ajustar la carga o mejorar la refrigeración).

Estrategias de reducción de ruido

1. Mantenimiento del sistema de refrigeración
   • Limpiar los residuos de los ventiladores o reemplazar las unidades defectuosas.
2. Amortiguación de la carcasa
   • Agregar almohadillas de goma entre la carcasa y la base para absorber las vibraciones.
3. Acústica de la sala
   • Reubicar los transformadores lejos de superficies reflectantes o instalar paneles absorbentes de sonido.
4. Refuerzo de la base
   • Estabilizar los pisos inestables para minimizar el ruido sísmico.

Guías de selección

1. Requisitos de carga
   • Utilizar transformadores dobles para cargas críticas (Nivel I/II). Unidades dedicadas para cargas estacionales o de alto impacto (por ejemplo, HVAC, calefacción industrial).
2. Factores ambientales
   • Seguridad contra incendios: Priorizar las series SC(B)9/10 no inflamables para edificios de gran altura.
   • Condiciones adversas: Optar por diseños sellados en entornos polvorientos o corrosivos.
3. Limitaciones de espacio
   • Seleccionar modelos con protección IP2X/IP40 para la instalación combinada con aparamenta.

Conclusión

Los transformadores de tipo seco son indispensables en los sistemas de energía modernos, ya que ofrecen una seguridad, eficiencia y adaptabilidad inigualables. Sus ventajas, que van desde la resistencia al fuego hasta el mantenimiento mínimo, los hacen ideales para la infraestructura urbana, las instalaciones industriales y los entornos sensibles. La instalación adecuada, las pruebas periódicas y la selección estratégica basada en la carga y los factores ambientales garantizan un rendimiento y una longevidad óptimos. A medida que crece la demanda de soluciones energéticas sostenibles, los transformadores de tipo seco seguirán siendo una piedra angular de la distribución de energía confiable.

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