Ventiladores de refrigeración para transformadores de tipo seco: el componente básico para aumentar la capacidad y la seguridad

¿Qué es un transformador de tipo seco?Ventiladores?

Un ventilador de refrigeración de transformadores de tipo seco es un equipo diseñado específicamente para la refrigeración por aire forzado (AF, Air Forced) de transformadores de tipo seco. Típicamente montado en la parte inferior, lateral o superior del transformador, sopla activamente los devanados y las superficies del núcleo del transformador generando un potente flujo de aire para mejorar significativamente su eficacia de refrigeración. Más que unos simples ventiladores, este sistema es una solución de refrigeración inteligente estrechamente integrada con el sistema de control de temperatura del transformador, y es una pieza clave para liberar el potencial de los transformadores de tipo seco y garantizar su funcionamiento seguro.

¿Por qué necesitan ventiladores los transformadores de tipo seco?

Los transformadores de tipo seco dependen del aire como medio de aislamiento y refrigeración. En estado de refrigeración natural (AN, Air Natural), su capacidad de disipación de calor es limitada y, por tanto, su capacidad nominal es conservadora. La adición de ventiladores de refrigeración es útil en los siguientes núcleos:

1. Mejora de la capacidad operativa

Esta es la función más importante del ventilador. Mediante la refrigeración por aire forzado, puede eliminar eficazmente una gran cantidad de calor generado durante el funcionamiento del transformador, de modo que la temperatura de su devanado se mantenga dentro del límite de seguridad. De acuerdo con la norma y el diseño de la industria, después de instalar el sistema de refrigeración por aire, la capacidad de salida del transformador de tipo seco se puede aumentar de 40% a 50% sobre la base de la refrigeración natural, lo que significa que un transformador de 1000kVA se puede utilizar con seguridad como un transformador de 1400kVA o incluso 1500kVA después de activar el ventilador, con el fin de satisfacer la demanda de hora punta o de aumento temporal de la capacidad. .

2. Asegurar las sobrecargas

Cuando el transformador se sobrecarga durante un breve periodo de tiempo debido a una situación inesperada o a una carga estacional, su temperatura interna aumentará bruscamente. El ventilador de refrigeración puede responder rápidamente para inhibir la velocidad de aumento de la temperatura mediante una fuerte disipación de calor, ganando un tiempo valioso para el ajuste del sistema y evitando daños en el aislamiento debidos al sobrecalentamiento, lo que mejora en gran medida la capacidad de sobrecarga y la fiabilidad operativa del transformador.

3. Prolongación de la vida útil

La temperatura es el factor decisivo que influye en el envejecimiento del aislamiento de los transformadores. El sistema de refrigeración por aire reduce eficazmente la temperatura media de funcionamiento del transformador bajo cargas elevadas y ralentiza el proceso de envejecimiento del material aislante, lo que prolonga considerablemente la vida útil total del transformador.

4. Mejorar la resistencia medioambiental

En lugares con temperaturas ambiente elevadas (por ejemplo, salas de distribución de energía en verano, sótanos mal ventilados) o a gran altitud, la escasez de aire hace que la disipación natural del calor sea menos eficaz. En estos momentos, la refrigeración por aire forzado se convierte en una garantía necesaria para asegurar que el transformador pueda tener un rendimiento suficiente y un funcionamiento seguro.

¿Cómo funciona un sistema de ventilador de refrigeración?

El sistema de refrigeración por aire del transformador de tipo seco es un sistema de control automático de bucle cerrado, su flujo de trabajo es el siguiente:

En primer lugar, los sensores de temperatura (normalmente RTD de platino Pt100) instalados en el interior de los devanados trifásicos del transformador controlan la temperatura de los devanados en tiempo real. A continuación, los datos de temperatura se transmiten a un controlador de temperatura específico del transformador seco. El operador puede preajustar varios puntos de control de temperatura en el controlador, como la “temperatura de arranque del ventilador” (por ejemplo, 100 °C) y la “temperatura de parada del ventilador” (por ejemplo, 80 °C).

Cuando el controlador de temperatura supervisa que la temperatura de cualquier fase del devanado alcanza o supera la “temperatura de arranque del ventilador”, cerrará automáticamente el relé, conectará la fuente de alimentación del ventilador y todos los ventiladores comenzarán a funcionar. El potente flujo de aire generado por el ventilador recorrerá el conducto de aire especialmente diseñado del transformador, soplando uniformemente sobre el devanado y la superficie de refrigeración del núcleo, el calor será eliminado eficazmente. A medida que avanza la refrigeración forzada, la temperatura de los devanados disminuye gradualmente. Cuando la temperatura es inferior a la “temperatura de parada del ventilador” preestablecida, el termostato desconecta automáticamente la alimentación del ventilador, que deja de funcionar para ahorrar energía. Además, el termostato está equipado con puntos de ajuste más altos para “alarma de sobretemperatura” (por ejemplo, 130°C) y “disparo por sobretemperatura” (por ejemplo, 155°C) para proporcionar la máxima protección contra sobretemperatura para el transformador.

Tipos y selección de ventiladores

Los ventiladores de refrigeración utilizados para los transformadores de tipo seco se clasifican principalmente en los dos tipos siguientes según su dirección de flujo de aire y su estructura:

Ventilador de flujo cruzado

Con un impulsor cilíndrico largo, el aire entra por un lado y sale por el otro en forma de “cara”, lo que puede formar una cortina de aire uniforme. Su estructura es compacta, el volumen de aire es uniforme, puede cubrir toda la anchura del devanado, disipación de calor sin ángulo muerto, es actualmente la opción más corriente para transformadores de tipo seco medianos y grandes.

Ventilador axial

Al igual que un ventilador eléctrico normal, el aire entra y sale en dirección axial, formando una “columna” de flujo de aire. La unidad individual tiene un gran volumen de aire y una alta presión de aire. Suele utilizarse como combinación de varios ventiladores, montados en la parte lateral o inferior del transformador.

Al seleccionar el ventilador, es necesario tener en cuenta la capacidad del transformador, la estructura, el límite de aumento de temperatura y los requisitos de ruido y otros factores para garantizar que el volumen total de aire del ventilador, la presión del aire y otros parámetros puedan satisfacer las necesidades de disipación de calor del transformador.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

P: ¿El ventilador está encendido todo el tiempo o se pone en marcha y se para automáticamente?

R: Se trata de un TPing de arranque automático. El funcionamiento del ventilador está completamente controlado de forma inteligente por el controlador de temperatura del transformador seco en función de la temperatura en tiempo real de los devanados del transformador. Sólo se pondrá en marcha cuando el transformador esté sometido a una carga elevada y a una temperatura alta, con lo que se consigue una alta eficiencia energética.

P: ¿Qué ocurre si se rompe uno de los ventiladores?

R: Los sistemas profesionales de refrigeración por aire se diseñan pensando en la redundancia. Aunque falle un solo ventilador, los restantes pueden seguir proporcionando la mayor parte de la capacidad de refrigeración. Al mismo tiempo, los sistemas de control de temperatura de gama alta también pueden tener una función de detección de fallos del ventilador. En cuanto se detecta que un ventilador no gira, envía una señal de alarma, lo que incita al personal de operaciones y mantenimiento a sustituirlo a tiempo.

P: ¿Con la incorporación del ventilador, la sala de distribución se volverá ruidosa?

R: Habrá cierto aumento, pero los ventiladores de refrigeración modernos para transformadores están diseñados para optimizar el ruido. Utilizando rodamientos de alta calidad, un diseño optimizado de las aspas y métodos de instalación razonables, el ruido puede mantenerse dentro de unos límites aceptables. Para lugares con requisitos estrictos en materia de ruido, se pueden seleccionar modelos de ventiladores poco ruidosos.

P: ¿Necesitan mantenimiento periódico los ventiladores de refrigeración?

R: Es necesario. El mantenimiento es relativamente sencillo, principalmente comprobar si el ventilador puede arrancar con normalidad de forma regular y eliminar la acumulación de polvo en las aspas del ventilador y la rejilla protectora para evitar que los conductos de aire se bloqueen y afecten al efecto de disipación del calor. Un entorno de funcionamiento limpio es la base para garantizar que el ventilador funcione eficazmente durante mucho tiempo.

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