Calentamiento de Transformadores

8/18/2019 Calentamiento de Transformadores

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Calentamiento de losCalentamiento de lostransformadorestransformadores

La vida útil de una máquina eléctrica y enLa vida útil de una máquina eléctrica y enparticular de un transformador,particular de un transformador,

convencionalmente, se reere a:convencionalmente, se reere a:– condiciones de servicio continuocondiciones de servicio continuo

– valores normales de temperaturavalores normales de temperaturaambienteambiente

– carga nominalcarga nominal


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La vida útil se reduce debido a situaciones noLa vida útil se reduce debido a situaciones no

comunes:comunes:– sobretensionessobretensiones– cortocircuitoscortocircuitos– sobrecargas de emergenciasobrecargas de emergencia

que a su vez son función de:que a su vez son función de:

– severidad del evento (amplitud y duraciónseveridad del evento (amplitud y duración

– dise!o del transformadordise!o del transformador

– temperaturas de las distintas partes deltemperaturas de las distintas partes deltransformadortransformador

– contenido de "umedad del aceitecontenido de "umedad del aceite

– contenido de o#$geno y otros gases en elcontenido de o#$geno y otros gases en elaislamiento y en el aceiteaislamiento y en el aceite


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Tipos de sobrecarga:Tipos de sobrecarga:

%obrecarga c$clica normal

&arga c$clica de emergencia prolongada

&arga de emergencia de corta duración


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Esquematización de las sobreelevacionesEsquematización de las sobreelevacionesde temperatura en régimen permanentede temperatura en régimen permanente

para transformadores de distribución tipo para transformadores de distribución tipoONAN.ONAN.


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Corte de un transformador permite ubicar dondeCorte de un transformador permite ubicar dondese produce el calor ! como se transmite al mediose produce el calor ! como se transmite al medioe"terno.e"terno.


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#ariación de la temperatura en la super$cie de los órganos#ariación de la temperatura en la super$cie de los órganosde refrigeración en el e%e interno del órgano dede refrigeración en el e%e interno del órgano derefrigeración ! en un e%e interno de la cuba.refrigeración ! en un e%e interno de la cuba.


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&e pueden establecer las siguientes&e pueden establecer las siguientestemperaturas:temperaturas:

temperatura má#ima de la bobina (punto otemperatura má#ima de la bobina (punto ozona calientezona caliente

temperatura media de la bobinatemperatura media de la bobina

temperatura media de la supercie de la bobinatemperatura media de la supercie de la bobina

temperatura má#ima del aceitetemperatura má#ima del aceite temperatura media del aceite dentro de la cubatemperatura media del aceite dentro de la cuba

temperatura media de la supercie de lostemperatura media de la supercie de losórganos de refrigeraciónórganos de refrigeración

temperatura ambientetemperatura ambiente


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&altos de temperatura entre distintos puntos 'cada uno a&altos de temperatura entre distintos puntos 'cada uno auna (nica temperatura) aceptando la *ipótesis de que lasuna (nica temperatura) aceptando la *ipótesis de que lastemperaturas medias antes indicadas son su$cientementetemperaturas medias antes indicadas son su$cientementerepresentativas.representativas.


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+odelo térmico régimen permanente+odelo térmico régimen permanente

%e puede establecer la siguiente analog$aeléctrica (ley de '"m:

)* +

+ -u.o de calor en régimen permanente

* resistencia térmica

diferencia de temperaturas


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,uentes de calor generado:,uentes de calor generado:


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&e utiliza el concepto de carga térmica corriente&e utiliza el concepto de carga térmica corriente por unidad de super$cie la ecuación de por unidad de super$cie la ecuación detransmisión del calor resulta:transmisión del calor resulta:

/sta forma es particularmente interesante

independiza el salto de temperatura ( de lasupercie (%, si se asigna a la carga térmica (+0% unvalor adecuado

S

ILV

LSR entonces

S

LR

S

ISR V

××ρ=

×ρ=××ρ

=

××=


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&alto de temperatura entre devanados ! el&alto de temperatura entre devanados ! elaceiteaceite

/l calor se disipa porconducción desde la supercie

de los conductores al aceite1 /l calor que se produce en los

conductores internos atraviesamás resistencias a ladisipación1


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-a carga térmica de la bobina se determina:-a carga térmica de la bobina se determina:

23 pérdidas totales del arrollamiento

% supercie de la bobina y eventuales

canales a#iales de refrigeración

S3

PPX 1

×=


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&altos de temperatura:&altos de temperatura:

4emperaturamedia conductoresy la superce deldevanado

( ) NE6

2 NEIP

espesor

espesor PXDT

2

×

+×

=

λ

×=


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,actor que relaciona el espesor equivalente ! elespesor del aislante


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/.e térmico de labobina y susupercie

TTDTDTMAX ×=


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,actor TT:,actor TT:


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%uperciedevanado y aceite

( ) 8,010000PX8,1DT ××=


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n/uencia de los canales a"iales de refrigeración:n/uencia de los canales a"iales de refrigeración:

/n los canales se establece régimen laminar, en estas condiciones la/n los canales se establece régimen laminar, en estas condiciones latransmisión se ve afectada por la altura del cuerpo refrigerado1transmisión se ve afectada por la altura del cuerpo refrigerado1


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5ceite medio y lacuba

α=

8CAT


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Conocido el salto de temperatura cuba aire seConocido el salto de temperatura cuba aire sedetermina la carga térmica de convección:determina la carga térmica de convección:

25,1

140

CA00025,0C

=


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0 la carga térmica por radiación en función del0 la carga térmica por radiación en función delsalto sobre el ambiente ! la temperaturasalto sobre el ambiente ! la temperaturaambiente:ambiente:


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Organos adicionales de refrigeración 1 tubosOrganos adicionales de refrigeración 1 tubos

4ransformador de4ransformador de

distribucióndistribución de 637 85de 637 85


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Organos adicionales de refrigeración 1 radiadoresOrganos adicionales de refrigeración 1 radiadores

Los valores detransmisióndel calorobtenidos detablas sedebenmultiplicar portres factoresde corrección


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#ariación de la temperatura en la super$cie de los órganos#ariación de la temperatura en la super$cie de los órganosde refrigeración en el e%e interno del órgano dede refrigeración en el e%e interno del órgano derefrigeración ! en un e%e interno de la cuba.refrigeración ! en un e%e interno de la cuba.


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2atos ! resultados veri$caciones:2atos ! resultados veri$caciones:

Número de radiadores 7,1 10 11 11

Elementos por radiador 5 5 5 5

Radiadores totales 35,5 50 55 55

Saltos de temperatura:media-máxima radiadormedia conductor-amiente

15,0!5,0

15,053,"

15,051,#

1$,053,#


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E%emplo de c3lculo:E%emplo de c3lculo:


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Conclusiones:Conclusiones:

Las normas establecen los valores desobreelevación de temperatura má#imadel aceite y media de los arrollamientos1

'tro valor importante es la temperatura

má#ima del punto caliente1La norma +/& 9;7< dene la relación deenve.ecimiento, para carga nominal ytemperatura ambiente de 6 =&,

adoptando como valor de referencia latemperatura de >? =& para el puntocaliente1


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#alor relativo de la relación de enve%ecimiento:#alor relativo de la relación de enve%ecimiento:

&omo se puede observar es muy sensible al valorde la temperatura del punto caliente1

6

8t

2C!8"#en$e%#re&

C!t"#en$e%#re&V

−

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