Los transformadores de tipo seco se utilizan ampliamente en la industria debido a su alto rendimiento, diseño compacto y muy bajo mantenimiento. Entre los transformadores de tipo seco, hay dos transformadores específicos: Transformador impregnado de presión al vacío ( Transformador VPI ) y Transformador de resina fundida son los más populares.
Este artículo profundiza en las principales diferencias entre los transformadores de resina fundida y los transformadores VPI. Se explican sus ventajas, aplicaciones y consideraciones para elegir entre transformadores VPI y transformadores de resina fundida.
Principales diferencias entre el transformador VPI y el de resina fundida
Esta comparación no es sólo acerca de la escritura VPI transformador vs resina fundida que es mejor, más bien es una discusión exhaustiva sobre cómo cada tipo se desempeña en ciertos escenarios.
Definición y construcción
Los transformadores impregnados a presión de vacío son los transformadores de tipo seco. Estos transformadores se construyen impregnando el devanado del transformador con una resina en condiciones específicas de presión de vacío. Los transformadores de resina fundida también son transformadores de tipo seco. Estos transformadores también se construyen encapsulando el devanado del transformador en una resina epoxi, pero sin aplicar presión de vacío.
La presión de vacío en los transformadores VPI garantiza que la resina llene todos los espacios del bobinado del transformador. Este proceso mejora el aislamiento y la resistencia mecánica al tiempo que protege los devanados de la exposición ambiental.
Por el contrario, en los transformadores de resina fundida, la resina epoxi se vierte en el bobinado del transformador para cubrir completamente las capas del bobinado y el núcleo. Esto ofrece un excelente aislamiento y protección contra los contaminantes.
La resina epoxi debe curarse calentando el devanado del transformador recubierto de epoxi en un proceso denominado encapsulado epoxi. El transformador VPI también necesita calentamiento y curado de su resina junto con presión de vacío.
En los transformadores VPI se utilizan resinas de alto grado y barnices aislantes para cubrir y aislar el devanado del transformador, mientras que en los de resina fundida se utiliza resina epoxi y refuerzo de fibra de vidrio para aislar el devanado.
La presión de vacío en el transformador VPI garantiza una estructura de bobinado compacta y abierta que tiene un robusto revestimiento de barniz, mientras que el revestimiento de resina epoxi reforzado con fibra de vidrio en el transformador de resina fundida garantiza una sólida construcción moldeada en el bobinado que ofrece una alta resistencia térmica.
Ventajas e inconvenientes de los transformadores VPI y de resina fundida
Debido a la aplicación de presión de vacío en el proceso de fabricación del transformador VPI, se forma una capa de resina en todo el bobinado y el núcleo. La calidad del aislamiento producido es muy buena y ofrece una buena resistencia a la humedad y es eficaz sólo para entornos moderadamente duros.
En los transformadores de resina fundida se realiza una sólida construcción moldeada en el bobinado que hace que éste sea excepcionalmente resistente a la humedad, el polvo y los productos químicos, lo que los hace ideales para entornos extremos.
La aplicación de vacío también hizo un diseño de bobinado compacto con alta resistencia en el transformador VPI, pero la construcción sólida de resina en el transformador de resina fundida que se ha reforzado con fibra de vidrio sobresale en el impacto y la carga de compresión, pero no mucho contra las vibraciones.
Debido al diseño compacto y abierto del bobinado con una capa de resina sobre él, el transformador VPI puede repararse en caso de daños debidos a un uso prolongado o a un entorno duro. En los transformadores de resina fundida, debido a una construcción de fundición rígida, no se puede realizar ninguna reparación en caso de cualquier daño.
El epoxi de resina fundida para transformadores tiene tendencia a encogerse con el tiempo, lo que puede provocar un cortocircuito en el devanado del transformador y, por tanto, el fallo de todo el transformador, ya que el devanado de resina fundida para transformadores no puede sustituirse.
Aplicaciones del transformador VPI frente a los transformadores de resina fundida
Debido a sus ventajas de devanado compacto y diseño abierto pero limitación de resistencia frente a ambientes moderadamente duros, el transformador VPI tiene aplicación en instalaciones Industriales con condiciones moderadas.
En aplicaciones como plantas de fabricación de metales, unidades de montaje de maquinaria y equipos, almacenes y centros de distribución de productos industriales, unidades de procesamiento e incluso grandes edificios residenciales comerciales con sistemas de climatización, los transformadores VPI son la mejor inversión.
Todas estas aplicaciones están sometidas a un entorno de dureza baja a moderada. Y lo que es más importante, estas aplicaciones necesitan un equilibrio entre durabilidad y rentabilidad. Con un bajo coste inicial y capacidad de reparación, la rentabilidad los hace ideales para todo tipo de instalaciones industriales de tamaño pequeño a mediano.
Además, estos transformadores gestionan eficazmente cargas de potencia media, lo que los hace idóneos para instalaciones que requieren un rendimiento constante pero no extremo.
Los transformadores de resina fundida se diseñan para condiciones extremas teniendo en cuenta los requisitos de seguridad. Esto los hace indispensables en entornos donde los retos medioambientales y operativos son severos.
En aplicaciones como las instalaciones marinas, mineras y en alta mar, donde existen condiciones extremadamente duras como humedad, entornos corrosivos y fluctuaciones extremas de temperatura, los transformadores de resina fundida son una opción ideal. Gracias a su sólida y robusta construcción de fundición, pueden resistir todo tipo de factores ambientales, incluidos el agua salada y el aire salino.
Proceso de fabricación
Las etapas de fabricación de ambos transformadores son muy similares. Ambos transformadores necesitan resina para el aislamiento y el bobinado de ambos transformadores pasa por el proceso de curado de la resina. La forma de aplicar la resina es lo que marca la diferencia.
En la fabricación de transformadores VPI, el bobinado del transformador se coloca dentro de un molde y se introduce resina de alto grado en el molde con la aplicación de presión de vacío. Todo el proceso se realiza con máquinas automatizadas que hacen que este proceso sea muy eficiente y que el producto sea uniforme en todo el volumen de producción.
En la fabricación de transformadores de resina colada, el bobinado del transformador se coloca dentro de un molde y se introduce resina epoxi en el molde. El calentamiento y el curado se realizan dentro del molde para solidificar la resina. Los pasos de aplicación de capas de fibra de vidrio para el refuerzo son completamente manuales y requieren mucha mano de obra.
Debido a la naturaleza y los pasos que intervienen en la fabricación de transformadores VPI, todo el proceso puede automatizarse por completo. Esto aumenta la tasa de producción y reduce la mano de obra. Esto reduce el coste final del transformador VPI.
Por el contrario, el proceso de fabricación de transformadores de resina de moldeo puede automatizarse parcialmente, lo que ralentiza el ritmo de producción y aumenta el coste de producción final.
Rendimiento y durabilidad
Si se consideran el rendimiento y la durabilidad de estos dos transformadores individualmente o si se comparan con los transformadores llenos de aceite. Entonces, estos dos transformadores tienen un alto rendimiento y son bastante duraderos.
Si el rendimiento y la durabilidad de ambos se comparan entre sí, en zonas con limitaciones de espacio y con un entorno moderadamente duro, el transformador VPI será mejor en rendimiento y durabilidad y tiene un diseño compacto con un excelente aislamiento contra un entorno moderadamente duro.
Los transformadores VPI suelen tener una vida útil más corta que los modelos de resina fundida en condiciones duras. Los transformadores de resina fundida son más fiables en entornos con mucha humedad y contaminantes.
Seguridad y medio ambiente
Dado que ambos tipos de transformadores regulan una enorme potencia eléctrica que oscila entre varios kVA y MVA, ambos se utilizan ampliamente en diversas industrias. Por lo tanto, en esta comparación es necesario tener en cuenta y comparar su seguridad y su impacto medioambiental.
Los transformadores VPI, debido a su aplicación en vacío, producen una capa perfecta de resina sobre el devanado que proporciona un excelente aislamiento y prevención contra cortocircuitos, pero no es muy eficaz contra el fuego. El barniz utilizado con la resina reduce la inflamabilidad de la capa pero no la hace completamente incombustible.
Por otro lado, la resina epoxi con refuerzo de fibra de vidrio tiene una alta resistencia al fuego. La resina encapsulada es autoextinguible y minimiza los riesgos de incendio. Esto también confiere al transformador de resina fundida una alta resistencia contra la sobrecarga térmica en comparación con el transformador VPI. Debido a la naturaleza retráctil del epoxi, la tendencia al cortocircuito es siempre mayor en los transformadores de resina fundida en comparación con los transformadores VPI.
Si tenemos en cuenta el impacto medioambiental, los transformadores VPI son un poco más fáciles de desmontar que los de resina fundida. Ambos necesitan herramientas y técnicas especializadas, pero una fina capa de resina con barniz es más fácil de manipular y se descompone mejor que la resina epoxi, que no es biodegradable.
Si se considera la toxicidad del material, el uso de barniz en un transformador VPI puede emitir compuestos orgánicos volátiles cuando se somete a una carga térmica extrema. La resina epoxi es muy estable frente a la carga térmica extrema, por lo que no se considera peligrosa durante el funcionamiento, pero su eliminación es preocupante desde el punto de vista medioambiental.
Al final de su vida útil, los materiales aislantes de ambos transformadores son muy difíciles de reciclar y suelen depositarse en un vertedero.
Breve comparación entre el transformador VPI y el transformador de resina fundida
Característica | Transformadores VPI | Transformadores de resina fundida |
Durabilidad | Moderado | Alta |
Coste | Más rentable | Mayor coste inicial |
Resistencia medioambiental | Adecuado para entornos moderados | Ideal para condiciones duras |
Resistencia al fuego | Limitado | Excelente |
Aplicaciones típicas | Instalaciones industriales, condiciones moderadas | Zonas sensibles marinas, mineras y de interior |
Cómo elegir entre transformadores VPI y de resina fundida
La elección del transformador adecuado entre transformador VPI y transformador de resina fundida depende de factores como el entorno, el riesgo de incendio, el presupuesto y el coste de funcionamiento, así como de cualquier otra necesidad específica del sector.
Medio ambiente
Los transformadores de resina fundida son los mejores para entornos extremos en los que la humedad, el polvo y el calor suelen ser muy elevados. Por el contrario, en un entorno limpio con humedad, polvo y calor moderados, los transformadores VPI son muy recomendables. Esto se debe a su mayor eficacia y a su diseño de devanado abierto, que garantiza una rápida eliminación del calor sin necesidad de ventilador de refrigeración.
Riesgo de incendio
Todas aquellas instalaciones en las que el riesgo de incendio es alto o cualquier incendio puede causar graves daños al funcionamiento primario de la industria, los transformadores de resina fundida son los mejores. Su resina no es inflamable y resiste altas temperaturas.
Presupuesto
Al comparar el precio del transformador VPI frente al de resina fundida, en todas aquellas industrias o instalaciones comerciales y residenciales en las que el coste inicial de la instalación es limitado con un presupuesto limitado para operar y mantener el transformador. Los transformadores VPI son muy recomendables, ya que son rentables y pueden repararse en caso de daños menores.
Los transformadores de resina fundida son un poco caros, pero muy duraderos. No suelen necesitar mucho mantenimiento y pueden considerarse rentables a largo plazo. Tienen un grave inconveniente: cualquier daño en el devanado no puede repararse y sólo puede sustituirse.
Requisitos del sector
Uno de los principales factores son los requisitos del sector, como la potencia nominal, el ruido y las vibraciones, los problemas medioambientales, la disponibilidad de espacio y la adaptabilidad de la infraestructura existente. Estos factores desempeñan un papel importante en la selección del transformador.
Es muy recomendable realizar un estudio exhaustivo de todas las necesidades industriales y otros factores que influyen en la selección del transformador antes de tomar una decisión.
Conclusión
VPI transformador vs transformador de resina fundida se hizo para ayudarle a entender que estos transformadores son mejores en sus respectivas configuraciones. Los transformadores VPI tienen un mejor aislamiento y ofrecen un diseño de devanado abierto que ayuda a realizar reparaciones menores a un menor coste. Los transformadores de resina fundida son duraderos y pueden resistir condiciones ambientales extremas, pero no son resistentes a las vibraciones. Su epoxi puede encogerse con el tiempo, provocando así una probabilidad de cortocircuito.
Seguimiento
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