Transformadores con aislamiento seco

Los transformadores de tipo seco son transformadores enfriados por aire. El calor de las partes calentadas de dichos transformadores se elimina mediante corrientes de aire naturales. Para transformadores con una potencia de hasta 2500 kW con una tensión de devanado de hasta 15 kV, este enfriamiento gratuito es suficiente.

Dichos transformadores encuentran su aplicación en lugares donde existen mayores requisitos para la seguridad de las personas y los equipos. Se utilizan potentes transformadores secos: en empresas industriales metalúrgicas, en la industria del petróleo, en la industria de la pulpa y el papel, en la construcción de maquinaria, así como en el suministro de energía de edificios públicos, estructuras y transporte.

Los devanados de bajo voltaje (LV) y alto voltaje (HV) del transformador están encerrados en una carcasa protectora, y el aire atmosférico sirve como el principal medio de enfriamiento y aislamiento para ellos. En comparación con el aceite, el aire tiene propiedades aislantes significativamente más pobres, por lo que los requisitos para el aislamiento de los devanados secos del transformador son mucho más altos.

Estos transformadores se instalan únicamente en locales secos y cerrados (humedad no superior al 80%), porque sus devanados se humedecen en contacto con el aire y, para reducir la higroscopicidad de los devanados, se impregnan adicionalmente con barnices especiales.

Los transformadores de tipo seco están disponibles en tres diseños diferentes: bobina abierta, bobina monolítica y bobina fundida.

Los transformadores de devanado abierto están impregnados con resina de presión de vacío y tienen un revestimiento aislante de hasta 0,2 mm de espesor, lo que garantiza un alto aislamiento y protección ambiental, mientras que el enfriamiento de las bobinas sigue siendo muy eficiente.

Para el enfriamiento efectivo de los devanados, se utilizan perfiles de aislamiento especiales y aisladores de porcelana de alta resistencia, que forman canales de enfriamiento horizontales y verticales y, gracias a la convección, aquí se garantiza la resistencia a la contaminación.

La construcción monolítica se funde en un alto vacío y, durante el funcionamiento, dicha fundición de epoxi no libera ningún producto, lo que permite que el transformador se utilice libremente donde aumentan los requisitos de seguridad medioambiental y contra incendios, por ejemplo, en subestaciones integradas con equipo de condiciones de operación eléctricas agresivas.

El aislamiento de los cables asegura una alta resistencia eléctrica, y las tiras de vendaje garantizan la resistencia después de la impregnación con barniz y horneado, proporcionando una alta resistencia mecánica. Esta tecnología permite el uso a largo plazo del equipo en modos de cargas térmicas cíclicas sin riesgo de pérdida de aislamiento de sus características eléctricas.

Los rellenos especiales para la producción de bobinas fundidas proporcionan propiedades mecánicas, ignífugas y conductoras de calor mejoradas, por lo que la tecnología en sí le da rigidez a la estructura. El uso de un devanado fundido permite obtener un transformador de dimensiones aceptables para operar en redes de alta tensión.

Sin embargo, también hay desventajas: la masa del material aislante es grande y hay falta de homogeneidad, por lo que existe la posibilidad de descargas parciales, y el enfriamiento de los devanados de alto voltaje también es difícil. A medida que baja la temperatura, a menudo se producen tensiones mecánicas en el aislamiento.

Los transformadores de tipo seco tienen una serie de ventajas sobre transformadores de aceite:

• no requieren costos de mantenimiento: no es necesario limpiar y cambiar el aceite.

• retorno de la inversión: en comparación con las contrapartes aceitadas, la sección transversal de los cables y el circuito magnético aumenta en consecuencia, la carga electromagnética en los materiales activos disminuye, lo que al aumentar el voltaje en los devanados y a altas potencias tiene un efecto muy económico. Los nuevos materiales no combustibles resistentes al calor funcionan para aumentar las cargas electromagnéticas útiles y reducir los costos de materiales activos.

• alta seguridad: la temperatura de trabajo aumenta debido al uso de asbesto o fibra de vidrio como materiales aislantes;

• tiene una cubierta protectora;

• Aplicable en habitaciones secas con altos requisitos de seguridad contra incendios.