Transformadores industriales: secos y complejos en aceite, eficiencia y efectos armónicos.

Introducción

Los transformadores son el elemento principal de los sistemas de energía eléctrica que aseguran el funcionamiento estable de las instalaciones industriales. Elegir el tipo correcto de transformador (seco o de aceite) tiene un impacto significativo en la eficiencia, seguridad y longevidad de la instalación. Este artículo examina los principios fundamentales del funcionamiento de los transformadores, las normas que rigen su uso y recomendaciones prácticas para la selección, instalación e inspección.

Principios fundamentales

Los transformadores funcionan sobre la base del flujo magnético alterno que se produce en los núcleos de hierro y también utilizan el principio de inducción para transferir energía entre los devanados. El flujo magnético que se produce cuando una corriente pasa a través del devanado primario, induciendo una corriente en el devanado secundario, proporciona un cambio en el voltaje de salida.

Los transformadores de tipo seco utilizan aire como dieléctrico, mientras que los transformadores compuestos de aceite utilizan aceite compuesto de aceite, que realiza las funciones de refrigeración, aislamiento dieléctrico y ecualización de la humedad. La elección del tipo de transformador debe tener en cuenta el entorno de trabajo, el nivel de carga, las condiciones de temperatura y los requisitos operativos.

Especificaciones técnicas y normas.

Los transformadores secos cumplen con las normas ISO 281, EN 60076-1, IEC 60076-5, así como DSTU 3060-95. Tienen una alta fiabilidad, reducen el riesgo de fugas de aceite y son más respetuosos con el medio ambiente. La norma ISO 281 establece requisitos para la estabilidad y eficiencia de los transformadores.

Los transformadores complejos de aceite cumplen con los estándares IEC 60076-7, EN 60076-2, así como con DSTU 3061-95. Se utilizan para cargas elevadas, pero tienen un mayor nivel de costos operativos, incluidos los costos de enfriamiento y recuperación de petróleo. Los requisitos de eficiencia los establece el estándar IEC 60076-1.

Selección y cálculo

La elección del transformador depende del nivel de carga, las condiciones de temperatura, el nivel de eficiencia y los requisitos de seguridad. A continuación se muestra un ejemplo de cómo calcular la potencia de un transformador:

Para seleccionar un transformador, utilice la siguiente tabla:

Recomendaciones prácticas para la instalación y puesta en marcha.

A la hora de instalar el transformador, es importante asegurar el cumplimiento de los requisitos de ventilación, distancia con otros elementos y aislamiento eléctrico. Para los transformadores secos se requiere una ventilación adecuada y para los complejos de aceite la instalación de un sistema de refrigeración.

Durante la puesta en marcha, es necesario comprobar el nivel de tensión, la temperatura, el cumplimiento de los requisitos de las normas y la ausencia de desviaciones. Después de la puesta en marcha, es necesario realizar una inspección inicial e instalar un sistema de control.

Causas de falla y análisis de causa raíz.

Las causas más comunes de falla del transformador son el sobrecalentamiento, el aumento de pérdidas, la humedad, la eficiencia reducida y las fallas eléctricas. Se pueden detectar fallas debido a temperaturas más altas en los devanados, mayores niveles de ruido, cambios en los parámetros del estado eléctrico y cambios en las propiedades de aislamiento.

Utilice técnicas de recopilación de datos, medición de temperatura, medición de potencia y parámetros eléctricos para el análisis de la causa raíz. Si se detecta una falla, es necesario reparar o reemplazar los componentes.

Protección predictiva y monitoreo de condición

Para la protección predictiva de los transformadores se utilizan métodos de monitoreo como la termografía, la medición de potencia, el análisis de efectos armónicos y la medición de corriente. La termografía permite detectar sobrecalentamientos, medir la potencia (para detectar un aumento de pérdidas), analizar los efectos armónicos (para detectar desviaciones de los valores nominales).

Para un seguimiento eficaz, se recomienda utilizar sistemas automáticos de recopilación de datos que realicen mediciones en tiempo real y envíen los resultados a un servidor central.

tabla comparativa

Conclusión

Elegir el tipo correcto de transformador (seco o de aceite) tiene un impacto significativo en la eficiencia, seguridad y longevidad de la instalación. La aplicación de normas pertinentes, la consideración de parámetros técnicos y la implementación de recomendaciones de instalación e inspección garantizarán el funcionamiento estable de los sistemas industriales. Póngase en contacto con UNITEC-D GmbH para obtener componentes que cumplan con los requisitos, así como para cualquier pregunta técnica.

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Fuentes

1. ISO 281:2005 - Transformadores - Métodos de prueba
2. IEC 60076-1:2006 - Transformadores - Requisitos de diseño
3. DSTU 3060-95 — Transformadores de potencia eléctrica
4. EN 60076-7:1998 - Transformadores - Pruebas térmicas
5. IEC 60076-2:2006 - Transformadores - Requisitos de rendimiento