I. Selecci\u00f3n de transformadores
\n\u2460 Clasificaci\u00f3n seg\u00fan el nivel de tensi\u00f3n:
\n1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV, 66 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV, 6 kV, etc.
\n\u2461 Clasificaci\u00f3n seg\u00fan el medio de aislamiento y disipaci\u00f3n de calor: transformadores de tipo seco y transformadores en ba\u00f1o de aceite. Los transformadores de tipo seco pueden subdividirse a su vez en transformadores de tipo seco encapsulados en resina epoxi (serie SCB) y transformadores de tipo seco no encapsulados con aislamiento de clase H (serie SGB10).
\n\u2462 Clasificaci\u00f3n seg\u00fan la estructura y el material del n\u00facleo: transformadores con n\u00facleo de l\u00e1minas de acero al silicio, transformadores con n\u00facleo enrollado de acero al silicio y transformadores con n\u00facleo de aleaci\u00f3n amorfa.
\n\u2463 Clasificaci\u00f3n seg\u00fan la serie de dise\u00f1o de eficiencia energ\u00e9tica: SJ, S7, S9, S11, S13, S15.
\n\u2464 Clasificaci\u00f3n seg\u00fan el n\u00famero de fases: transformadores monof\u00e1sicos y transformadores trif\u00e1sicos. \u2465 Clasificaci\u00f3n por capacidad: en China, las capacidades nominales de los transformadores se basan actualmente en la serie de n\u00fameros preferentes R10 (es decir, m\u00faltiplos basados \u200b\u200ben la ra\u00edz d\u00e9cima de 10), tales como 50 kVA, 80 kVA, 100 kVA, 125 kVA, 160 kVA, 200 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1000 kVA, 1250 kVA, 1600 kVA, 2000 kVA, 2500 kVA, 3150 kVA, 4000 kVA, 5000 kVA, etc.<\/p>\n
Selecci\u00f3n de la capacidad del transformador
\nLas capacidades est\u00e1ndar de los transformadores incluyen 200 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1000 kVA, etc.
\nPor lo general, un transformador no debe operar en condiciones de sobrecarga; por tanto, su capacidad debe calcularse en funci\u00f3n de la carga operativa real.<\/p>\n
Ejemplo: si la carga real es de 230 kW, la eficiencia operativa del transformador es de aproximadamente 0,9 y el factor de potencia de la carga puede alcanzar 0,85 o m\u00e1s, la capacidad requerida del transformador es:
\nS = P \/ (cos \u03c6 \u00d7 \u03b7) = 230 \/ (0,9 \u00d7 0,85) = 300,65; por consiguiente, se puede seleccionar un transformador de 315 kVA.<\/p>\n
La corriente de cortocircuito m\u00e1xima admisible de un transformador de distribuci\u00f3n es de 18 a 25 veces su corriente nominal, y su duraci\u00f3n no debe superar los 0,25 segundos.<\/p>\n
La decisi\u00f3n de instalar el transformador en una sala de distribuci\u00f3n de alta tensi\u00f3n depende principalmente de factores ambientales, tales como la presencia de gran cantidad de polvo externo, sustancias o gases corrosivos, o temperaturas ambiente persistentemente elevadas. Si no concurre ninguna de estas condiciones especiales, tambi\u00e9n es aceptable la instalaci\u00f3n sobre una plataforma para transformadores, siempre que se implementen medidas de seguridad adecuadas en torno al transformador.<\/p>\n
Para un transformador de potencia trif\u00e1sico con tensiones nominales de 10\/0,4 kV y una potencia de 630 kVA, seleccione las corrientes nominales de los eslabones fusibles para los lados de alta y baja tensi\u00f3n.<\/p>\n
Para un transformador de potencia trif\u00e1sico de 10\/0,4 kV y 630 kVA, las corrientes nominales son:
\nCorriente nominal en alta tensi\u00f3n: Ie = Se \/ (1,732 \u00d7 U1e) = 630 \/ (1,732 \u00d7 10) = 36,37 A;
\nCorriente nominal en baja tensi\u00f3n: Ie = Se \/ (1,732 \u00d7 U2e) = 630 \/ (1,732 \u00d7 0,4) = 909,33 A;
\nEl eslab\u00f3n fusible del lado de alta tensi\u00f3n se selecciona generalmente calculando 1,5 veces la corriente nominal: 36,37 \u00d7 1,5 = 54,6 A.
\nEl eslab\u00f3n fusible del lado de baja tensi\u00f3n se selecciona generalmente calculando 1,5 veces la corriente nominal: 909,33 \u00d7 1,5 = 1365 A.<\/p>\n
Por lo general, la capacidad de compensaci\u00f3n de potencia reactiva de un transformador de distribuci\u00f3n es de aproximadamente el 20 % al 40 % de la capacidad del transformador. Para un transformador de distribuci\u00f3n de 630 kVA, la capacidad de compensaci\u00f3n es de aproximadamente 120 a 240 kvar. El c\u00e1lculo preciso es relativamente complejo y, dado que las cargas var\u00edan con frecuencia, el valor calculado tiene una relevancia pr\u00e1ctica limitada. Los dise\u00f1adores suelen estimar un 30 %; es decir, seleccionan 200 kvar como capacidad m\u00e1xima de compensaci\u00f3n, lo cual constituye tambi\u00e9n la capacidad instalada.<\/p>\n
Configuraci\u00f3n de la medici\u00f3n en baja tensi\u00f3n para un transformador de 630 kVA:<\/p>\n
La corriente nominal del secundario del transformador es Ie = S \/ (1,732 \u00d7 Ue) = 630 \/ (1,732 \u00d7 0,4) = 909 A; se debe seleccionar un transformador de corriente de relaci\u00f3n 1000:5.<\/p>\n
Se recomienda aplicar un margen de selecci\u00f3n del 30 % sobre la capacidad total del transformador. La capacidad de un transformador es una magnitud de potencia (potencia aparente) expresada en VA o kVA. Se define como el producto de la tensi\u00f3n y la corriente alternas (valores eficaces o RMS), calculado mediante la f\u00f3rmula S = UI. La capacidad nominal del transformador figura en su placa de caracter\u00edsticas (tal como se muestra en la figura original).<\/p>\n
La selecci\u00f3n de un transformador requiere determinar la capacidad necesaria, generalmente en funci\u00f3n de la carga real del sistema el\u00e9ctrico. En un sistema de alimentaci\u00f3n el\u00e9ctrica, la capacidad del transformador se elige seg\u00fan la carga calculada S. Para un \u00fanico transformador que suministre energ\u00eda de forma temporal (por ejemplo, en una obra de construcci\u00f3n) con una carga estable, el factor de carga que se suele considerar es de aproximadamente el 85 %.<\/p>\n
Ejemplo: si la carga el\u00e9ctrica calculada para una obra es de 86,06 kVA, la capacidad calculada del transformador es de 100 kVA; por tanto, se puede seleccionar un transformador de 100 kVA conforme a la serie de capacidades normalizadas.<\/p>\n
Cabe se\u00f1alar tambi\u00e9n que, preferiblemente, la capacidad de un \u00fanico transformador no debe superar los 1000 kVA. Para cargas mayores, es posible operar varios transformadores en paralelo. El funcionamiento en paralelo exige que los equipos tengan la misma relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n, el mismo grupo de conexi\u00f3n vectorial, la misma tensi\u00f3n de cortocircuito, etc. Asimismo, debe tenerse en cuenta el reparto de carga; por lo general, la relaci\u00f3n entre la capacidad de la unidad mayor y la de la menor no debe superar 3:1.<\/p>\n
II. Selecci\u00f3n entre transformadores de potencia de tipo seco y en ba\u00f1o de aceite
\n1. Aislamiento y disipaci\u00f3n de calor
\nEl medio aislante de un transformador de tipo seco es el aire o un material s\u00f3lido, como la resina epoxi, y el calor se disipa mediante ventilaci\u00f3n natural o ventiladores.<\/p>\n
Sus ventajas son la limpieza y la ausencia de riesgo de fugas de aceite. Resultan adecuados para ubicaciones con requisitos estrictos de prevenci\u00f3n de incendios y explosiones, como centros comerciales, hospitales y estaciones de metro.<\/p>\n
Su desventaja es una eficiencia de disipaci\u00f3n de calor relativamente baja. En entornos de alta temperatura, puede requerirse refrigeraci\u00f3n por aire forzado.<\/p>\n
Un transformador en ba\u00f1o de aceite utiliza aceite aislante alrededor de los devanados; dicho aceite act\u00faa tanto como aislante como medio de transferencia de calor.<\/p>\n
El aceite posee una gran capacidad de almacenamiento t\u00e9rmico y puede soportar operaciones de alta carga durante periodos prolongados. Por ello, los transformadores en ba\u00f1o de aceite predominan en aplicaciones de gran capacidad y alta tensi\u00f3n, como la transmisi\u00f3n de ultra-alta tensi\u00f3n y las centrales el\u00e9ctricas.
\nSin embargo, las fugas de aceite o los fallos pueden provocar incendios o contaminaci\u00f3n ambiental, por lo que se requiere una fosa de recogida de aceite de emergencia. Por lo general, estos transformadores se instalan en exteriores.<\/p>\n
2. Seguridad y protecci\u00f3n del medio ambiente
\nDado que los transformadores de tipo seco no contienen aceite, ofrecen ventajas inherentes en cuanto a seguridad contra incendios y prevenci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n, lo que los hace especialmente adecuados para zonas densamente pobladas o lugares con requisitos medioambientales estrictos.
\nPor ejemplo, un centro de datos que hab\u00eda sufrido interrupciones del servicio debido a fugas en un transformador en ba\u00f1o de aceite elimin\u00f3 este tipo de riesgo tras cambiar a transformadores de tipo seco.<\/p>\n
Aunque los transformadores en ba\u00f1o de aceite conllevan un riesgo de fuga, el aceite aislante protege eficazmente los devanados y ofrece una mayor resistencia a cortocircuitos y sobrecargas.<\/p>\n
Por ejemplo, en condiciones clim\u00e1ticas extremas, un transformador en ba\u00f1o de aceite puede mantener un funcionamiento estable durante una sobrecarga de corta duraci\u00f3n, mientras que un transformador de tipo seco podr\u00eda requerir una reducci\u00f3n de potencia de emergencia.<\/p>\n
3. Aplicaciones t\u00edpicas
\nTres razones para elegir un transformador seco:
\n\u2022 Espacio limitado: tama\u00f1o compacto y peso ligero, ideal para s\u00f3tanos, azoteas y otras \u00e1reas confinadas.<\/p>\n
\u2022 Seguridad ante todo: preferible para \u00e1reas con restricciones de incendios, como hospitales y laboratorios.<\/p>\n
\u2022 Bajo mantenimiento: no requiere cambio ni an\u00e1lisis de aceite, lo que reduce los costos operativos a largo plazo.<\/p>\n
Tres aplicaciones t\u00edpicas para transformadores sumergidos en aceite:
\n\u2022 Proyectos exteriores de alta capacidad: niveles de tensi\u00f3n superiores a 110 kV y capacidades superiores a 10 MVA, como subestaciones y parques industriales.<\/p>\n
\u2022 Operaci\u00f3n a alta temperatura y alta carga: excelente disipaci\u00f3n de calor, ideal para acer\u00edas, plantas qu\u00edmicas y otras aplicaciones de alta carga con funcionamiento continuo las 24 horas.<\/p>\n
\u2022 Presupuesto limitado: el costo de adquisici\u00f3n es entre un 30 % y un 50 % menor que el de los transformadores secos, ideal cuando la inversi\u00f3n inicial es la principal consideraci\u00f3n.<\/p>\n
4. Mantenimiento y Costo
\nSi bien los transformadores de tipo seco tienen un precio de compra m\u00e1s elevado (entre un 30 % y un 50 % m\u00e1s que los transformadores sumergidos en aceite de la misma capacidad), su mantenimiento es sencillo (el trabajo rutinario consiste principalmente en la eliminaci\u00f3n de polvo) y su vida \u00fatil puede alcanzar los 20-30 a\u00f1os.<\/p>\n
Los transformadores sumergidos en aceite requieren an\u00e1lisis peri\u00f3dicos de la calidad del aceite y el reemplazo de filtros, lo que resulta en mayores costos de mantenimiento. Sin embargo, su vida \u00fatil puede ser m\u00e1s prolongada (entre 20 y 40 a\u00f1os) y su capacidad de sobrecarga es excelente, lo que los hace adecuados para aplicaciones exigentes.<\/p>\n
III. Selecci\u00f3n de Bobinados de Transformador de Cobre y Aluminio
\nLos bobinados de los transformadores son los componentes conductores principales y tradicionalmente se han fabricado principalmente de cobre. Sin embargo, desde la d\u00e9cada de 1960, el aumento de los precios del cobre y la disminuci\u00f3n de los precios del aluminio han propiciado el uso generalizado de transformadores con bobinado de aluminio como una alternativa m\u00e1s econ\u00f3mica.<\/p>\n
1. Comparaci\u00f3n de rendimiento
\n[El contenido de la comparaci\u00f3n de rendimiento en el documento original se presenta como una figura\/tabla y no contiene texto extra\u00edble.]
\n2. Selecci\u00f3n de bobinados de cobre y aluminio
\nElija un transformador con bobinado de cobre:
\n\u2022 Condiciones de funcionamiento de alta carga y larga duraci\u00f3n.<\/p>\n
\u2022 Aplicaciones con altos requisitos de vida \u00fatil y estabilidad.<\/p>\n
\u2022 Aplicaciones con espacio limitado que requieren equipos compactos.<\/p>\n
Elija un transformador con bobinado de aluminio:
\n\u2022 Proyectos a corto plazo con presupuestos limitados.<\/p>\n
\u2022 Aplicaciones de baja carga y uso intermitente.<\/p>\n
\u2022 Aplicaciones donde el peso del equipo es un factor cr\u00edtico.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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