Las ventajas de los transformadores sumergidos en aceite sobre los transformadores de tipo seco

Los transformadores son componentes integrales en los sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica, permitiendo la transformación eficiente de niveles de voltaje para diversas aplicaciones. Los dos tipos más comunes de transformadores que se utilizan en la actualidad son los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores de tipo seco. Cada tipo de transformador tiene su conjunto único de ventajas y desventajas, lo que los hace adecuados para diferentes entornos y casos de uso. Sin embargo, en muchas aplicaciones de alta potencia, industriales y de servicios públicos, se ha demostrado que los transformadores sumergidos en aceite son más beneficiosos debido a sus capacidades superiores de enfriamiento, propiedades de aislamiento, confiabilidad y rentabilidad.

En este artículo, exploraremos las ventajas de los transformadores sumergidos en aceite sobre los transformadores de tipo seco, centrándonos en los factores que hacen de los transformadores sumergidos en aceite la opción preferida para muchos sistemas de energía e infraestructura crítica a gran escala.

¿Qué es un transformador sumergido en aceite?

Antes de comparar los dos tipos de transformadores, definamos brevemente qué es un transformador sumergido en aceite. Un transformador sumergido en aceite, como sugiere el nombre, utiliza aceite mineral (o, a veces, aceite sintético) para sumergir su núcleo y su bobinado. El aceite tiene dos propósitos principales:

• Enfriamiento: El aceite absorbe y disipa el calor generado por las corrientes eléctricas que fluyen por los devanados del transformador.

• Aislamiento: El aceite aísla los componentes eléctricos para evitar fallas eléctricas, arcos eléctricos o cortocircuitos.

  El aceite circula por todo el transformador para mantener una temperatura óptima, lo que garantiza un funcionamiento suave y continuo, especialmente en condiciones de alta carga.

¿Qué es un transformador tipo seco?

Un transformador de tipo seco, por otro lado, no utiliza aceite para enfriar. En cambio, depende del aire o de la ventilación natural para enfriar. Los transformadores de tipo seco generalmente se enfrían mediante sistemas de enfriamiento por aire o aire forzado, y su aislamiento generalmente está hecho de resinas, epoxis o materiales de poliéster. Este tipo de transformador se usa comúnmente en entornos donde la refrigeración a base de aceite no es práctica o está prohibida debido a preocupaciones ambientales o de seguridad, como en instalaciones interiores o áreas urbanas.

Ventajas de los transformadores sumergidos en aceite sobre los transformadores de tipo seco

Ahora que comprendemos las diferencias básicas, profundicemos en las ventajas clave de los transformadores sumergidos en aceite, especialmente en comparación con los transformadores de tipo seco.

1. Eficiencia de enfriamiento superior

Una de las ventajas más importantes de los transformadores sumergidos en aceite es su capacidad de refrigeración. En un transformador, el calor se genera a medida que la corriente eléctrica fluye a través de los devanados. Si este calor no se disipa de manera eficiente, puede provocar un sobrecalentamiento, lo que puede provocar que falle el transformador.

Los transformadores sumergidos en aceite proporcionan una refrigeración superior porque el aceite sirve como un excelente conductor de calor, ayudando a disipar el calor de los devanados y el núcleo. Esta eficiente disipación de calor es fundamental en aplicaciones de alta potencia, donde se producen grandes cantidades de calor. El aceite circula dentro del transformador para llevar el calor a la superficie, donde es disipado por radiadores o sistemas de refrigeración.

En comparación, los transformadores de tipo seco dependen de la refrigeración por aire, que es menos eficiente, especialmente para los transformadores de alta potencia. El sistema de refrigeración por aire sólo puede absorber y disipar una cantidad limitada de calor. Como resultado, los transformadores de tipo seco tienden a experimentar temperaturas más altas bajo cargas pesadas, lo que puede afectar su rendimiento y vida útil.

Para aplicaciones de alta potencia, como subestaciones, plantas industriales y estaciones de generación de energía, la eficiencia de enfriamiento superior de los transformadores sumergidos en aceite los convierte en la opción ideal, ya que pueden soportar las altas temperaturas generadas por las grandes corrientes eléctricas sin comprometer su rendimiento. integridad operativa.

2. Mejor aislamiento eléctrico

Transformadores sumergidos en aceite Benefíciese de las excelentes propiedades dieléctricas del aceite, que es un excelente aislante. El aceite aislante ayuda a prevenir averías eléctricas al crear una barrera entre los devanados del transformador y otros componentes conductores, asegurando que no se produzcan arcos eléctricos ni cortocircuitos.

En los transformadores de tipo seco se utilizan materiales aislantes sólidos como resina o epoxi. Si bien estos materiales son eficaces, a menudo tienen una rigidez dieléctrica más baja que el aceite, lo que significa que no son tan capaces de manejar niveles de alto voltaje con tanta eficiencia. Además, el material aislante de los transformadores de tipo seco es más vulnerable a la humedad y la degradación ambiental, lo que puede provocar una reducción del rendimiento del aislamiento con el tiempo.

Los transformadores sumergidos en aceite, por otro lado, pueden soportar niveles de voltaje mucho más altos y son más resistentes a la humedad. El aceite también proporciona protección continua, ayudando a mantener las propiedades de aislamiento del transformador durante un período prolongado.

3. Mayor capacidad de manejo de energía

Los transformadores sumergidos en aceite están diseñados para manejar grandes cargas de energía de manera efectiva. Sus capacidades de enfriamiento y propiedades aislantes los hacen adecuados para aplicaciones de transmisión de alta potencia. El aceite ayuda a disipar el calor generado por grandes corrientes, lo que permite que el transformador transporte altas cargas eléctricas sin sobrecalentarse. Esto es particularmente importante en centrales eléctricas industriales, subestaciones y centrales eléctricas, donde es necesario transformar y distribuir grandes cantidades de electricidad a largas distancias.

Por el contrario, los transformadores de tipo seco se utilizan normalmente para aplicaciones de menor voltaje y menores requisitos de energía. Debido a su capacidad de enfriamiento limitada, los transformadores de tipo seco generalmente no son adecuados para aplicaciones donde se necesita alto voltaje y alta potencia, lo que los hace menos ideales para subestaciones o estaciones de alta potencia.

4. Vida útil más larga

La mayor vida útil de los transformadores sumergidos en aceite es otra ventaja importante. Debido a su eficaz enfriamiento, aislamiento y resistencia a factores ambientales, los transformadores sumergidos en aceite tienden a tener una vida operativa más larga en comparación con los transformadores de tipo seco. El aceite ayuda a prevenir la degradación de los componentes del transformador, incluidos los devanados y el aislamiento, manteniendo una temperatura estable y un entorno aislante.

Además, los transformadores sumergidos en aceite son menos susceptibles al ingreso de humedad, que es una de las principales causas de fallas en los transformadores. Dado que el aceite actúa como barrera contra la humedad, ayuda a mantener la integridad de los componentes internos, incluso en condiciones húmedas o mojadas. Esto es especialmente importante en instalaciones al aire libre, como subestaciones y centrales de alta potencia, donde las condiciones ambientales pueden variar mucho.

Si bien los transformadores de tipo seco también son duraderos, su dependencia de materiales aislantes sólidos los hace más vulnerables al desgaste ambiental, como la exposición a alta humedad o contaminación. Esto puede hacer que el aislamiento se degrade con el tiempo, reduciendo la vida útil general del transformador.

5. Rentabilidad para aplicaciones de alta potencia

En aplicaciones donde es necesario transmitir grandes cantidades de energía, los transformadores sumergidos en aceite son generalmente más rentables que los transformadores de tipo seco. Esto se debe a que los transformadores sumergidos en aceite están diseñados para manejar cargas de alta potencia de manera eficiente, lo que reduce la necesidad de sistemas de enfriamiento o aislamiento adicionales que serían necesarios para los transformadores de tipo seco. Además, los transformadores sumergidos en aceite suelen ser menos costosos de fabricar y mantener en comparación con sus homólogos de tipo seco.

La rentabilidad es especialmente evidente en centrales de alta potencia, donde el transformador necesita funcionar continuamente bajo cargas pesadas. Los transformadores sumergidos en aceite brindan el rendimiento requerido sin incurrir en los altos costos operativos y de mantenimiento que podrían enfrentar los transformadores de tipo seco debido a su necesidad de enfriamiento más frecuente o reemplazo de materiales aislantes.

6. Riesgo reducido de incendio y explosión en entornos específicos

Si bien ambos tipos de transformadores vienen con protocolos de seguridad, los transformadores sumergidos en aceite están diseñados con características de seguridad que ayudan a mitigar el riesgo de incendio o explosión. En caso de avería, el aceite del interior del transformador puede extinguir o contener el fuego, evitando que se propague a otras partes del sistema. El aceite también puede absorber los gases producidos por fallas, reduciendo el riesgo de eventos explosivos.

Por el contrario, los transformadores de tipo seco tienen una resistencia al fuego limitada y, sin aceite que actúe como amortiguador, el riesgo de incendio o explosión durante una falla del transformador es mayor. Esto hace que los transformadores sumergidos en aceite sean más seguros en aplicaciones de alta potencia, especialmente en infraestructuras críticas como plantas de energía, subestaciones y entornos industriales.

7. Requisitos de mantenimiento

El mantenimiento es otra área donde los transformadores sumergidos en aceite tienen una clara ventaja sobre los transformadores de tipo seco. El aceite del transformador actúa como refrigerante y medio aislante, y siempre que el nivel de aceite se mantenga adecuadamente, el transformador generalmente requiere un mantenimiento menos frecuente que un transformador de tipo seco.

Sin embargo, en los transformadores de tipo seco, el mantenimiento suele ser más frecuente, especialmente para la limpieza y verificación de los materiales aislantes. Además, cualquier problema con el aislamiento sólido o el sistema de enfriamiento requiere más atención y su reparación puede ser más costosa en comparación con el mantenimiento más simple de un transformador sumergido en aceite.

Conclusión

Si bien tanto los transformadores sumergidos en aceite como los de tipo seco tienen su lugar en los sistemas eléctricos, los transformadores sumergidos en aceite ofrecen varias ventajas distintas, particularmente en aplicaciones de alta potencia como subestaciones, centrales eléctricas y entornos industriales. Su capacidad de enfriamiento superior, mejores propiedades de aislamiento, mayor capacidad de manejo de energía, vida útil más larga, rentabilidad y menores necesidades de mantenimiento los convierten en la opción preferida para muchas aplicaciones de alto voltaje y gran escala.

Para las empresas involucradas en la transmisión y distribución de alta potencia, los transformadores sumergidos en aceite brindan la confiabilidad, la seguridad y el rendimiento necesarios para garantizar el funcionamiento continuo y eficiente de los sistemas eléctricos. Si bien los transformadores de tipo seco son adecuados para aplicaciones de baja potencia y ambientes interiores, los transformadores sumergidos en aceite siguen siendo la solución ideal para sistemas de alto voltaje y alta potencia que exigen tanto eficiencia como rendimiento a largo plazo.

En resumen, al comparar transformadores sumergidos en aceite con transformadores de tipo seco, los primeros se destacan claramente como la mejor opción para entornos de alta demanda y alta potencia.