¿Cuál es la temperatura de funcionamiento de un transformador de tipo seco?

发布时间：16 de junio de 2025 08:06:23

En el sistema eléctrico, los transformadores de tipo seco desempeñan un papel vital a la hora de proporcionar un soporte de potencia estable y fiable para diversos tipos de equipos eléctricos. Su temperatura de funcionamiento como parámetro clave, no sólo afecta directamente al rendimiento del transformador, sino que también está estrechamente relacionada con la vida útil y la seguridad del equipo. La comprensión de la temperatura de funcionamiento del transformador de tipo seco relacionados con el conocimiento, para garantizar el funcionamiento eficiente y estable del sistema de energía es de gran importancia.​
Temperatura normal de funcionamiento del transformador seco​
El rango de temperatura de funcionamiento normal del transformador de tipo seco no es fijo, sino que depende de una serie de factores, entre los que el grado de resistencia al calor del material aislante desempeña un papel decisivo. Diferente nivel de resistencia al calor de los materiales de aislamiento, la temperatura máxima puede soportar diferentes. En la actualidad, en el ámbito de la fabricación de transformadores de tipo seco, el material de aislamiento común resistente al calor de clase A, E, B, F, H y C.​
  1. Aislamiento de clase ATemperatura límite de funcionamiento: La temperatura límite de funcionamiento es de 105°C y el aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 60 K. Esto significa que, en la práctica, la temperatura del bobinado del transformador no debe superar los 85°C (25°C + 60 K) cuando la temperatura ambiente es de 25°C.​
  1. Aislamiento de clase ELa temperatura límite de funcionamiento es de 120°C y el aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 75 K. Suponiendo que la temperatura ambiente sea también de 25°C, la temperatura del bobinado no debe superar los 100°C (25°C + 75 K).​
  1. Aislamiento de clase BLa temperatura límite de funcionamiento es de 130°C y el aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 80 K. En correspondencia con la temperatura ambiente anterior, la temperatura del bobinado debe controlarse por debajo de 105°C (25°C + 80 K).​
  1. Aislamiento clase FLa temperatura límite de funcionamiento es de 155°C y el aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 100 K. En este caso, la temperatura del bobinado no debe ser superior a 125°C (25°C + 100 K) a 25°C de temperatura ambiente.​
  1. Aislamiento clase HEl aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 125 K. Si la temperatura ambiente es de 25°C, la temperatura del bobinado debe mantenerse dentro de 150°C (25°C + 125 K).​
  1. Aislamiento clase CEl aumento máximo de temperatura debe ser inferior a 150 K. Cuando la temperatura ambiente es de 25 °C, se admite una temperatura del devanado de 175 °C (25 °C + 150 K).​
En la práctica, la mayoría de los transformadores de tipo seco están aislados con aislamiento de clase F o H. Por lo tanto, en general, la temperatura normal de funcionamiento de los transformadores de tipo seco debe mantenerse normalmente por debajo de 155 °C (clase F) o 180 °C (clase H). Sin embargo, desde el punto de vista de la prolongación de la vida útil del transformador y de la estabilidad de funcionamiento, es más conveniente mantener la temperatura de funcionamiento a un nivel relativamente bajo. Por ejemplo, para los transformadores de tipo seco con materiales aislantes de clase H, controlar la temperatura entre 120 °C y 130 °C durante el funcionamiento normal puede ralentizar eficazmente el envejecimiento de los materiales aislantes y mejorar la fiabilidad del equipo.​
Factores que afectan a la temperatura de funcionamiento de los transformadores de tipo seco​
  1. Tamaño de la cargaLa carga es uno de los factores clave que afectan a la temperatura de funcionamiento de los transformadores de tipo seco. Cuando aumenta la carga del transformador, la corriente que pasa por el devanado aumenta en consecuencia. Según la ley de Joule, se genera calor cuando la corriente pasa por un conductor (Q = I²Rt, donde Q es el calor, I es la corriente, R es la resistencia y t es el tiempo). A medida que aumenta la corriente, se genera más calor en los devanados, lo que provoca un aumento de la temperatura del transformador. Por ejemplo, cuando un transformador funciona a plena carga, su temperatura suele ser entre 20 °C y 30 °C más alta que cuando funciona con carga ligera. Si el funcionamiento con sobrecarga es prolongado, la temperatura del transformador seguirá subiendo y, en casos graves, puede superar el límite de tolerancia del material aislante, acelerar el envejecimiento del aislamiento e incluso provocar averías.​
  1. temperatura ambienteTemperatura ambiente: La temperatura ambiente en la que funciona el transformador influye directamente en su temperatura. En un entorno de alta temperatura, las condiciones de disipación de calor del transformador empeoran. Debido a la alta temperatura ambiente, la diferencia de temperatura entre el transformador y el entorno disminuye, la eficiencia de disipación de calor disminuye, por lo que el calor generado en el interior del transformador es difícil de irradiar eficazmente hacia el exterior, lo que resulta en un aumento de la temperatura. En verano, por ejemplo, cuando la temperatura ambiente alcanza los 35 ℃ - 40 ℃, la temperatura de funcionamiento del transformador de tipo seco en comparación con las estaciones de primavera y otoño (temperatura ambiente de unos 20 ℃ - 25 ℃) aumentará significativamente. Si la temperatura ambiente es demasiado alta y se prolonga durante mucho tiempo, puede ser necesario tomar medidas adicionales de refrigeración, tales como la mejora de la ventilación, la instalación de aire acondicionado, etc., para asegurar que el transformador funcione dentro del rango de temperatura normal.​
  1. condiciones térmicasEl control de la temperatura de funcionamiento de los transformadores de tipo seco requiere unas buenas condiciones térmicas. La disipación de calor del transformador es principalmente a través de la convección natural, la radiación y la refrigeración por aire forzado y otras formas de lograr. Si el lugar de instalación del transformador no está bien ventilado, como colocado en un pequeño espacio cerrado, el aire no puede circular eficazmente, el efecto de enfriamiento por convección natural se reducirá en gran medida. Además, demasiado polvo y suciedad acumulados en la superficie del transformador también afectarán a su capacidad de disipación de calor por radiación. En el caso de algunos transformadores de tipo seco de gran capacidad, normalmente equipados con un sistema de refrigeración por aire forzado, cuando la temperatura supera un determinado umbral, el ventilador se pone en marcha automáticamente, acelerando el flujo de aire para llevarse el calor. Sin embargo, si el ventilador falla o el conducto de aire está bloqueado, el efecto de la refrigeración por aire forzado no podrá funcionar con normalidad, lo que provocará un aumento de la temperatura del transformador.​
Peligros de las altas temperaturas de funcionamiento en los transformadores de tipo seco​
  1. Envejecimiento acelerado del aislamientoLos materiales aislantes son una parte importante de los transformadores de tipo seco, y su rendimiento está directamente relacionado con el funcionamiento seguro del transformador. Cuando la temperatura de funcionamiento es demasiado alta, la estructura molecular del material aislante cambiará, lo que resulta en el deterioro de sus propiedades físicas y químicas, acelerar el proceso de envejecimiento del aislamiento. Los estudios han demostrado que la temperatura de funcionamiento del transformador de tipo seco se eleva 8 ℃ - 10 ℃, la velocidad de envejecimiento de los materiales de aislamiento se acelerará aproximadamente el doble. El envejecimiento del aislamiento hará que las propiedades de aislamiento de los materiales aislantes, tales como la reducción de la resistencia de aislamiento, el debilitamiento de la rigidez dieléctrica, etc., aumentando el cortocircuito del devanado, la puesta a tierra y otras probabilidades de fallo, afectando seriamente la vida útil del transformador. Por ejemplo, un transformador de tipo seco que puede utilizarse durante 20 años a una temperatura de funcionamiento normal puede ver reducida su vida útil a 10 años o incluso menos si funciona a alta temperatura durante mucho tiempo.​
  1. Menor eficacia operativaA medida que aumenta la temperatura de funcionamiento del transformador, aumenta la resistencia de los devanados. Según la ley de Ohm (I = U / R, donde I es la corriente, U es la tensión y R es la resistencia), un aumento de la resistencia provocará una disminución de la corriente si la tensión permanece constante. La potencia de salida del transformador P = UI (U es la tensión, I es la corriente), una disminución de la corriente significa una disminución de la potencia de salida, lo que se traduce en una disminución de la eficiencia de funcionamiento del transformador. Al mismo tiempo, debido al aumento de la resistencia, el calor generado por el bobinado aumenta aún más, formando un círculo vicioso. Esto no sólo provoca un derroche de energía, sino que también puede afectar a la calidad del suministro eléctrico del sistema eléctrico y no satisfacer la demanda de potencia de la carga.​
  1. crear un riesgo potencial para la seguridadTemperatura de funcionamiento: Las temperaturas de funcionamiento excesivas pueden causar una serie de problemas de seguridad. Cuando la temperatura sigue aumentando por encima del límite de tolerancia del material aislante, el aislamiento puede romperse, lo que provoca un cortocircuito en el bobinado. La corriente de cortocircuito generará instantáneamente un calor enorme, que puede desencadenar un incendio, lo que supone una grave amenaza para la seguridad de los equipos circundantes y del personal. Además, la alta temperatura puede hacer que las piezas internas del transformador se dilaten y deformen, provocando un mal contacto, aflojamientos y otros problemas, lo que agrava aún más el riesgo de avería. En algunos lugares de energía importantes, como subestaciones y centros de datos, los transformadores de tipo seco causarán graves pérdidas económicas e impactos sociales en caso de incidente de seguridad.​
Vigilancia y control de la temperatura de funcionamiento de los transformadores en seco​
  1. Métodos de control de la temperatura​
  • termometríaEl termómetro: Es un método de control de la temperatura más común e intuitivo. En el devanado del transformador de tipo seco o núcleo y otras partes clave de la instalación de termómetros, tales como termómetro termopar, termómetro RTD y así sucesivamente. Estos termómetros pueden medir la temperatura de la parte medida en tiempo real, y convertir la señal de temperatura en salida de señal eléctrica, y leer el valor de la temperatura directamente a través del instrumento de visualización. Por ejemplo, los termómetros de termopar utilizan el efecto termoeléctrico de dos materiales metálicos diferentes, cuando cambia la temperatura, los extremos del termopar producirán potencial térmico, midiendo el tamaño del potencial térmico se pueden conocer los valores de temperatura.​
  • método del termostatoEl termostato es un sistema inteligente de control y monitorización de la temperatura. Suele constar de un sensor de temperatura, un controlador y un actuador. El sensor de temperatura se instala en el interior del transformador, recoge los datos de temperatura en tiempo real y los transmite al controlador. El controlador analiza y procesa los datos recogidos de acuerdo con el umbral de temperatura preestablecido, y cuando la temperatura supera el valor establecido, el controlador emite una orden para accionar el actuador para tomar medidas, como poner en marcha el ventilador para disipar el calor, enviar señales de alarma, etc. En la actualidad, el controlador de temperatura en el mercado es cada vez más potente, no sólo puede lograr la supervisión en tiempo real y el control de la temperatura, sino que también tiene la función de registro de datos, comunicación remota, etc., lo cual es conveniente para el personal de operación y mantenimiento para llevar a cabo la supervisión remota y la gestión del estado de funcionamiento del transformador.​
  1. Medidas de control de la temperatura​
  • Refrigerado por aire naturalPara algunos transformadores de tipo seco de pequeña capacidad y temperatura de funcionamiento relativamente baja, la refrigeración natural por aire es una forma sencilla y eficaz de disipar el calor. A través del diseño razonable de la estructura de la forma del transformador y el canal de ventilación, la convección natural del aire se utilizará para el calor generado en el interior del transformador al ambiente circundante. Por ejemplo, coloque el disipador de calor en la carcasa del transformador para aumentar el área de disipación de calor y promover la convección natural del aire. Al mismo tiempo, asegúrese de que el lugar de instalación del transformador está bien ventilado, y no hay obstáculos alrededor que bloqueen el flujo de aire, con el fin de mejorar el efecto de enfriamiento de la refrigeración por aire natural.​
  • Refrigeración por aire forzadoCuando la carga del transformador de tipo seco es grande o la temperatura de funcionamiento es alta, la refrigeración por aire natural puede no ser capaz de satisfacer los requisitos de disipación de calor, esta vez es necesario utilizar el sistema de refrigeración por aire forzado. El sistema de refrigeración por aire forzado se compone principalmente de ventilador, conducto de aire y sistema de control. Cuando la temperatura del transformador se eleva a un cierto grado (como la temperatura del devanado alcanza 100 ℃ - 110 ℃), el controlador de temperatura emitió un comando para iniciar el ventilador. Ventilador a través del conducto será aire frío que sopla hacia el devanado del transformador y el núcleo y otras partes calientes, acelerar la distribución del calor. En el proceso de refrigeración por aire forzado, debemos comprobar periódicamente el estado de funcionamiento del ventilador para asegurarnos de que el ventilador funciona normalmente y el conducto de aire no está obstruido. Además, en función del funcionamiento real del transformador, se puede ajustar la velocidad del ventilador para controlar la intensidad de la disipación de calor, con el fin de conseguir un funcionamiento que ahorre energía.​
  • Ajuste de la cargaEl ajuste razonable de la carga de los transformadores de tipo seco es también una de las medidas importantes para controlar la temperatura de funcionamiento. Controlando y analizando la carga del sistema eléctrico, se puede optimizar la distribución de la carga para evitar un funcionamiento prolongado del transformador con sobrecarga. Por ejemplo, durante el periodo de mayor consumo eléctrico, se puede reducir la carga del transformador de corriente transfiriendo algunas cargas no críticas a otros transformadores para reducir su temperatura de funcionamiento. Al mismo tiempo, para algunas cargas estacionales o intermitentes, el tiempo de arranque y parada del equipo puede organizarse razonablemente en función de la demanda real, de modo que el transformador pueda funcionar en un estado de alta eficiencia y baja temperatura.​
  • Mejora del entorno operativoMejora del entorno de funcionamiento del transformador de tipo seco: mejorar el entorno de funcionamiento del transformador de tipo seco también es importante para reducir la temperatura. En primer lugar, asegúrese de que el lugar de instalación del transformador está bien ventilado, mediante la instalación de equipos de ventilación, tales como ventilador de extracción, ventilador, etc., para mejorar la circulación del aire, eliminar el calor. En segundo lugar, controlar la temperatura y la humedad del entorno operativo. En la temporada de altas temperaturas, se pueden utilizar equipos de aire acondicionado y otros equipos de refrigeración para reducir la temperatura ambiente; para el entorno con alta humedad, se pueden instalar equipos de deshumidificación para mantener el entorno seco. Además, hay que limpiar regularmente el entorno de funcionamiento del transformador para evitar que el polvo, la suciedad y otros elementos se acumulen en la superficie del transformador, afectando al efecto de disipación del calor.​
Comprender los conocimientos relacionados con la temperatura de funcionamiento de los transformadores de tipo seco y adoptar medidas eficaces de supervisión y control es la clave para garantizar su funcionamiento seguro, estable y eficiente. Mediante la selección razonable de los materiales de aislamiento, la optimización de las condiciones de disipación del calor, la supervisión de la temperatura en tiempo real y el ajuste oportuno de los parámetros de funcionamiento, entre otros medios, se puede controlar eficazmente la temperatura de funcionamiento del transformador para prolongar la vida útil del equipo y mejorar la fiabilidad del sistema eléctrico. En la práctica, el personal de operación y mantenimiento de energía debe prestar mucha atención a los cambios de temperatura del transformador de tipo seco, en estricta conformidad con las normas y estándares pertinentes de operación y mantenimiento, para garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema de energía.
标签:: ,