¡Hola! Como proveedor de transformadores de potencia de 138 kV y 132 kV, he estado profundizando en estos increíbles equipos durante años. Hoy, voy a desglosar los componentes principales de un transformador de potencia de 132 kV.
En primer lugar, hablemos del núcleo. El núcleo es como el corazón del transformador. Suele estar fabricado con laminaciones de acero al silicio de alta calidad. Estas laminaciones se apilan para formar un circuito magnético cerrado. ¿Por qué acero al silicio? Bueno, tiene una baja pérdida por histéresis, lo que significa que puede reducir el desperdicio de energía a medida que el campo magnético en el núcleo cambia constantemente. El núcleo proporciona un camino para el flujo magnético, lo cual es crucial para el principio de funcionamiento del transformador. Cuando una corriente alterna pasa a través del devanado primario, crea un campo magnético cambiante en el núcleo, y este campo magnético luego induce un voltaje en el devanado secundario.
Los siguientes son los devanados. Un transformador de potencia de 132 kV normalmente tiene dos devanados: el devanado primario y el devanado secundario. El devanado primario está conectado al lado de alta tensión, que en este caso es de 132 kV. Está diseñado para manejar la entrada de alto voltaje. El devanado secundario, por el contrario, está conectado en el lado de carga y tiene un número diferente de vueltas dependiendo de la tensión de salida requerida. La relación entre el número de vueltas del devanado primario y el número de vueltas del devanado secundario determina la relación de transformación de voltaje. Por ejemplo, si desea reducir el voltaje de 132 kV a un valor más bajo, el devanado secundario tendrá menos vueltas que el devanado primario. Estos devanados están hechos de conductores de cobre o aluminio de alta conductividad. A menudo se prefiere el cobre debido a su mejor conductividad, pero también se utiliza el aluminio debido a su menor costo y peso más liviano.
Ahora bien, el sistema de aislamiento es súper importante. Dado que aquí se trata de altos voltajes, es imprescindible un aislamiento adecuado para evitar averías eléctricas. Hay dos tipos principales de aislamiento en un transformador de potencia de 132 kV: aislamiento sólido y aislamiento líquido. Se utilizan materiales aislantes sólidos como papel y cartón prensado para aislar los devanados entre sí y del núcleo. Están enrollados alrededor de los conductores para proporcionar aislamiento eléctrico. Para llenar el tanque del transformador se utiliza aislamiento líquido, generalmente aceite de transformador. El aceite no sólo proporciona aislamiento sino que también ayuda a enfriar el transformador. Tiene buenas propiedades dieléctricas y puede disipar el calor generado durante el funcionamiento del transformador. Puedes consultar nuestroTransformador sumergido en aceitepara obtener más detalles sobre cómo funciona este tipo de aislamiento en la práctica.
El tanque del transformador es otro componente clave. Es un recipiente grande y resistente que contiene el núcleo, los devanados y el aceite aislante. El tanque está hecho de acero y está diseñado para ser a prueba de fugas. También tiene que soportar la presión interna y las tensiones mecánicas durante el funcionamiento del transformador. Existen diferentes tipos de diseños de tanques, pero el objetivo principal es proteger los componentes internos del ambiente externo y garantizar el funcionamiento seguro y eficiente del transformador.
Luego tenemos el sistema de refrigeración. Como mencioné anteriormente, los transformadores generan calor durante el funcionamiento y, si este calor no se elimina, puede dañar los componentes. Hay varios métodos de enfriamiento disponibles. Un método común es el autoenfriado por inmersión en aceite (ONAN). En este método, el calor se transfiere desde los devanados y el núcleo al aceite del transformador, y luego el aceite transfiere el calor a la superficie del tanque, que lo irradia al aire circundante. Otro método es el de refrigeración por aire forzado sumergido en aceite (ONAF). En este caso, se utilizan ventiladores para soplar aire sobre los radiadores para aumentar la eficiencia de enfriamiento. También hay productos sumergidos en aceite, enfriados por aceite y forzados (OFAF) y enfriados por agua sumergidos en aceite (OFWF) para transformadores más grandes con mayores requisitos de disipación de calor.
El cambiador de tomas también es una parte importante de un transformador de potencia de 132 kV. Permite el ajuste de la relación de voltaje. A veces, el voltaje de entrada puede variar o los requisitos de carga pueden cambiar. El cambiador de tomas puede cambiar el número de vueltas en el devanado, lo que a su vez cambia la salida de voltaje. Hay dos tipos de cambiadores de tomas: cambiadores de tomas bajo carga (OLTC) y cambiadores de tomas sin carga (OLTC). Los cambiadores de tomas bajo carga pueden realizar cambios mientras el transformador está en funcionamiento, lo cual es muy útil para mantener un voltaje de salida estable en condiciones variables.
El conservador es un pequeño tanque conectado al tanque del transformador principal. Actúa como depósito del aceite del transformador. A medida que la temperatura del aceite cambia durante la operación del transformador, el volumen del aceite también cambia. El conservador permite que el aceite se expanda y contraiga sin dejar entrar aire al tanque principal. Esto ayuda a prevenir la oxidación del aceite y mantiene intactas las propiedades aislantes del aceite.
Los casquillos se utilizan para sacar los conductores de alto y bajo voltaje del tanque del transformador. Proporcionan aislamiento eléctrico y soporte mecánico a los conductores. Los casquillos están hechos de materiales aislantes como porcelana o materiales compuestos. Tienen que soportar el alto voltaje y las condiciones ambientales fuera del tanque.
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Referencias
- "Análisis y diseño de sistemas de energía" por J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma y Thomas J. Overbye
- Roger C. Dugan, Mark F.