El aceite del transformador enfría, aísla el núcleo y el devanado, garantizando funcionamiento seguro y eficiente.
Refrigeración del transformador
El aceite de transformador que se encuentra en su transformador de aceiteGuía definitiva del transformador lleno de aceite juega un papel importante en su sistema de refrigeración. Independientemente del sistema de refrigeración de su transformador, el aceite siempre juega un papel importante en su refrigeración.
El aceite rodea el devanado del transformador y absorbe todo el calor que produce. Este aceite transfiere ese calor del devanado al cuerpo del tanque del transformador, que a su vez lo irradia a la atmósfera. Por lo tanto, el aceite del transformador y su cantidad específica desempeñan un papel importante en la refrigeración del transformador.
Aislamiento del núcleo y del devanado
El núcleo de su transformador necesita un aislamiento adecuado y completo del devanado, y el aceite que contiene contribuye a dicho aislamiento. El aceite, al ser un dieléctrico, proporciona aislamiento entre el núcleo y el devanado. También ayuda a aislar el devanado y el núcleo de cualquier cortocircuito que pueda producirse debido a una conexión externa suelta.
Aislamiento físico entre núcleo y devanado
Una correcta capacidad de aceite del transformador no solo aísla adecuadamente, sino que también lo aísla del ambiente externo. Lo protege del polvo, los residuos y otros objetos extraños. Además, ayuda a proteger de la humedad y la oxidación todas las demás piezas del transformador dentro del tanque.
Importancia de la capacidad de aceite del transformador
Cada transformador tiene una capacidad de aceite específica, que debe llenarse al 100 % constantemente durante su vida útil. Cualquier cantidad inferior a la recomendada puede resultar catastrófica para el transformador. Algunos problemas pueden ser:
- En los transformadores de aceite, el aceite es el único modo de disipar el calor residual, por lo que es fundamental que todos los transformadores cuenten con un pequeño tanque llamado conservador. Si su transformador tiene un poco menos de aceite en el tanque que su capacidad, esto afectará gravemente el proceso de enfriamiento y podría provocar su fusión en condiciones extremas.
- Debido a un menor enfriamiento debido al bajo nivel de aceite del transformador, inicialmente el transformador experimentará problemas de eficiencia y, si esto persiste durante mucho tiempo, puede reducir su vida útil.
- Si el nivel de aceite de su transformador es tan bajo que el devanado queda expuesto, perderá su aislamiento y el transformador podría sufrir un cortocircuito debido a un aislamiento deficiente.
- Al igual que ocurre con un aislamiento deficiente, un nivel bajo de aceite puede impedir el aislamiento del polvo, los residuos y la humedad. Por lo tanto, aumenta el riesgo de contaminación del deva
Por lo tanto, la capacidad correcta de aceite del transformador es realmente importante.
Factores que afectan la capacidad de aceite del transformador
Con ciertos propósitos e importancia, existen ciertos factores que también afectan la capacidad de aceite de los transformadores. A continuación, analizaremos cada uno en detalle, ya que es fundamental conocerlos antes de comprender por qué cada transformador utiliza una calidad específica de aceite.
Tipo y diseño de transformador
El tipo y diseño específico del transformador que esté observando influye significativamente en la cantidad de aceite que contendrá. Cada empresa diseña y desarrolla transformadores según su propia investigación, diseño y requisitos del cliente. Por lo tanto, encontrará diferentes capacidades de aceite en distintos transformadores.
La capacidad de aceite de un transformador también depende del mecanismo de refrigeración diseñado para cada transformador. Si observa un transformador seco, observará que no tiene capacidad de aceite, ya que no necesita aceite para refrigeración ni aislamiento. El pequeño transformador de distribución que puede ver colgado en los postes podría no tener aceite. Es posible que utilice un transformador seco.
Los diseños de transformadores que admiten refrigeración por convección natural requieren mayor capacidad de aceite que aquellos que requieren un mecanismo de refrigeración por convección forzada. De igual manera, los transformadores diseñados con intercambiadores de calor específicos u otros mecanismos de refrigeración requieren más aceite para mantener un nivel específico dentro del tanque del transformador.
Los transformadores de distribución que ve están diseñados y desarrollados para distribuir electricidad en su centro de distribución local y se basan principalmente en un proceso de convección natural para su enfriamiento. Por lo tanto, contienen una cantidad considerable de aceite.
El transformador de potencia que se puede ver al visitar centrales eléctricas contiene una gran cantidad de aceite. Dado que estos transformadores siempre gestionan alta potencia eléctrica, el sistema de refrigeración requiere un mecanismo de refrigeración específico y una cantidad adecuada para soportar dicho mecanismo. Estos transformadores siempre tienen la mayor cantidad de aceite que cualquier otro tipo de transformador.
Tamaño del transformador y potencia nominal
Además del tipo y diseño del transformador, también debe considerar el tamaño y la potencia nominal de cada uno. Existe una relación simple: cuanto mayor sea el tamaño y la potencia nominal de cualquier tipo y diseño de transformador, mayor será la cantidad de aceite necesario dentro del tanque del transformador para fines de refrigeración y aislamiento.
Un transformador de distribución pequeño con una potencia nominal inferior a 100 kVA y diseñado para refrigeración por aceite puede contener entre 50 y 100 litros de aceite. En transformadores de distribución medianos o grandes con potencias nominales de 100 a 1000 kVA y superiores a 1000 kVA, respectivamente, se pueden encontrar entre 200 y 1500 litros o más.
La misma regla de mayor y mayor capacidad se aplica a los transformadores de potencia. Un transformador de potencia pequeño, con una potencia nominal de 1 a 10 MVA, puede contener entre 1000 y 5000 litros de aceite. La capacidad de aceite de un transformador de potencia mediano, con una potencia nominal de 10 a 50 MVA, oscila entre 5000 y 15000 litros, y en un transformador de potencia grande, con una potencia nominal superior a 50 MVA, se puede esperar entre 15000 y 25000, o incluso 50000 litros de aceite.
Condiciones de funcionamiento
No solo el tipo, diseño, tamaño y potencia nominal del transformador definen su capacidad de aceite. Las condiciones de operación en las que opera el transformador también influyen significativamente en su capacidad de aceite.
Los transformadores que se instalan en atmósfera abierta y en áreas donde la temperatura sube bastante durante los días calurosos de verano, necesitan más aceite para fines de refrigeración que el transformador del mismo tipo, tamaño y potencia nominal que se instala en áreas donde la temperatura se mantiene moderada durante todo el año.
De manera similar, los transformadores instalados para aplicaciones que necesitan trabajar continuamente al 100% de su capacidad de carga, como las instalaciones industriales, necesitan más aceite para fines de refrigeración y aislamiento que los transformadores instalados en áreas residenciales que necesitan entre el 50 y el 75 % de su capacidad de carga.
Tipo y calidad del aceite
El tipo y la calidad del aceite también son importantes. Algunas empresas o proyectos, debido a limitaciones presupuestarias, utilizan aceite más económico, cuyas propiedades de disipación térmica no son muy buenas. Esto facilita el correcto funcionamiento del transformador, pero reduce su coste total gracias al uso de aceite económico.
Algunas aplicaciones requieren aceite de alta calidad para sus transformadores, por lo que una pequeña cantidad de aceite de alta calidad puede funcionar. Por lo tanto, la capacidad de aceite del transformador también depende del tipo y la calidad del aceite.
Normas internacionales asociadas con el aceite de transformador
No existe una norma internacional específica que indique cuál es la capacidad de aceite de un transformador, pero sí existen normas que regulan el uso de aceite mineral en transformadores y otros dispositivos eléctricos similares.
Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) emitió recomendaciones para el uso de aceite mineral en transformadores. La norma IEC 60296 regula el uso de aceite mineral sin usar en todo tipo de transformadores. Esta norma proporciona las especificaciones y los métodos de prueba que el aceite debe cumplir y superar antes de su uso en transformadores. Asimismo, la norma IEC 62975 proporciona directrices específicas para el uso y mantenimiento de ésteres naturales líquidos, y la norma IEC 61125 proporciona criterios de rendimiento para aceites de transformadores basados en su estabilidad a la oxidación.
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM)
La sociedad americana de pruebas y materiales también emite sus propias normas, como la ASTM D3487, para el uso de aceite aislante mineral para aparatos eléctricos como transformadores.
Norma Británica, Norma Europea (BS, EN)
La Norma Británica que adopta la Norma Europea también ha emitido normas para el aceite de transformador que serán aplicadas en toda la Unión Europea y en otros países que siguen esta normativa. Sus normas, incluidas las BS EN 60296 y BS 148, regulan el uso de aceite mineral aislante no utilizado y el aceite mineral aislante recuperado para transformadores, respectivamente.
Relaciones típicas de aceite a kVA
Si bien la capacidad de aceite varía según el diseño y la clasificación del transformador, las relaciones típicas de aceite a kVA ofrecen puntos de referencia generales.
Potencia nominal del transformador (kVA) | Rango de volumen de aceite (litros) |
Hasta 100 kVA | 50 a 200 litros |
100 kVA a 1.000 kVA | 200 a 1.500 litros |
1 MVA a 10 MVA | 1.000 a 5.000 litros |
10 MVA a 50 MVA | 5.000 a 15.000 litros |
Más de 50 MVA | 15.000 a 100.000 litros |
Estas cifras proporcionan un punto de partida, pero pueden variar según los requisitos de refrigeración y aislamiento.
Cálculo de la cantidad de aceite del transformador
La mejor, más fiable y sencilla manera de conocer la capacidad de aceite de un transformador es consultar su placa de características o el manual de instrucciones proporcionado por el fabricante. Esto le dará el valor exacto del aceite en litros o galones, así como el tipo, la calidad e incluso la marca del aceite que debe usar en su transformador.
En cualquier caso especial que requiera conocer los métodos de cálculo de la cantidad de aceite del transformador, deberá calcular el volumen del tanque del transformador. Para calcular el volumen, mida su longitud, ancho y altura, o bien, su diámetro y altura. También deberá considerar el volumen de las aletas o el radiador que podría diseñar su transformador para facilitar el proceso de refrigeración. Haga lo mismo con el conservador para determinar el volumen total de fluido necesario para el tanque del transformador.
Puede comparar esto con los datos proporcionados por el fabricante del transformador o con la relación aceite/kVA típica de los transformadores. También debe consultar las especificaciones del sistema de refrigeración para obtener información adicional sobre el volumen de aceite. Los tipos de sistemas de refrigeración, como ONAN, ONAF y ONAF, influyen significativamente en el aceite que necesita el transformador.
Leer más: ¿Qué es la refrigeración de transformadores y cómo se hace?
Tabla de capacidad de aceite del transformador
A continuación se muestra una tabla de capacidad de aceite de transformador para que conozca el rango de cantidad de aceite en litros necesarios para cualquier transformador específico.
Tipo de transformador | Potencia nominal del transformador | Capacidad de aceite (litros) |
Transformador de distribución pequeño | Capacidad de aceite del transformador de 25 kVA | 70 a 80 litros |
Transformador de distribución pequeño | Capacidad de aceite del transformador de 50 kVA | 100 a 120 litros |
Transformador de distribución pequeño | Capacidad de aceite para transformadores de 100 kVA | 150 a 180 litros |
Transformador de distribución media | Capacidad de aceite del transformador de 250 kVA | 300 a 400 litros |
Transformador de distribución media | Capacidad de aceite del transformador de 500 kVA | 500 a 700 litros |
Transformador de distribución media | Capacidad de aceite para transformadores de 1000 kVA | 1.000 a 1.500 litros |
Transformador de distribución grande | Capacidad de aceite de 1000 kVA y superior | 1.500 a 2.000 litros |
Transformador de potencia pequeño | Capacidad de aceite de un transformador de 1 MVA | 2.500 a 4.000 litros |
Transformador de potencia pequeño | Capacidad de aceite del transformador de 10 MVA | 5.000 a 6.000 litros |
Transformador de potencia media | Capacidad de aceite del transformador de 25 MVA | 7.000 a 12.000 litros |
Transformador de gran potencia | Capacidad de aceite del transformador de 50 MVA | 15.000 a 18.000 litros |
Conclusión
La capacidad de aceite de un transformador depende del tipo, diseño, tamaño, capacidad, condiciones ambientales y tipo y calidad del aceite. Existen normas como IEC, ASTM y BS EN que regulan las especificaciones y los métodos de prueba del aceite para transformadores. Para conocer el valor exacto de la capacidad de aceite de un transformador, se recomienda consultar la placa de características o el manual de instrucciones del fabricante.
Seguimiento
Los transformadores de aceite son la columna vertebral de nuestro sistema de distribución eléctrica, y conocer su capacidad de aceite es fundamental para el mantenimiento de su calidad. En Daelim Belefic, diseñamos, fabricamos, suministramos e instalamos transformadores de aceite de todos los tamaños, capacidades y potencias nominales. Nuestros procesos de fabricación y pruebas cumplen con todas las normas internacionales, como IEC, ASTM, BS EN y otras similares.
Si tiene alguna consulta sobre transformadores, contáctenos y le explicaremos el proceso.
