¿Cuáles son las diferencias entre enfriamiento por aire y enfriamiento por aceite en los transformadores?

El enfriamiento por aire y el enfriamiento por aceite son dos métodos comunes que se utilizan para controlar la temperatura de los transformadores , asegurando su funcionamiento efectivo y su longevidad. Cada método tiene características distintas, lo que dificulta que las personas decidan qué tipo elegir. ¿Lo son? Continúe leyendo el blog para conocer estas distinciones y determinar cuál es mejor para sus proyectos de transformadores.

1. Medio de enfriamiento

Refrigeración por aire: utiliza aire como medio de refrigeración.

El calor se disipa mediante convección natural o circulación de aire forzada. En el enfriamiento por aire natural, el calor aumenta y es reemplazado por aire más frío, mientras que en el enfriamiento por aire forzado, se utilizan ventiladores o sopladores para mejorar el flujo de aire.

Enfriamiento por aceite: utiliza aceite (generalmente aceite mineral o aceite sintético) como medio de enfriamiento.

El aceite circula a través del transformador, absorbiendo el calor de los devanados y el núcleo. Luego, el aceite calentado sube a la parte superior del tanque, donde se enfría por convección natural o mediante radiadores externos.

2. Temperatura de funcionamiento

Refrigeración por aire:

Temperatura de funcionamiento: Los transformadores enfriados por aire pueden funcionar a temperaturas más altas, lo que puede limitar su capacidad de carga.

Límites térmicos: Limitados por la temperatura del aire ambiente; las altas temperaturas ambiente pueden aumentar aún más las temperaturas de funcionamiento.

Enfriamiento de aceite:

Temperatura de funcionamiento: Más eficaz para mantener temperaturas de funcionamiento más bajas incluso bajo cargas pesadas, lo que permite que estos transformadores funcionen de manera óptima.

Límites térmicos: Generalmente capaz de mantener un ambiente interno más fresco, lo que mejora la vida útil del transformador.

3. Eficiencia de enfriamiento

Refrigeración por aire:

Eficiencia: Generalmente menos eficiente que el enfriamiento por aceite para transformadores más grandes debido a la capacidad limitada del aire para absorber y transferir calor.

Disipación de calor: La dependencia de la temperatura del aire ambiente puede variar según los cambios estacionales y ambientales.

Enfriamiento de aceite:

Eficiencia: Más eficiente para los transformadores, especialmente aquellos con mayores capacidades, ya que el aceite puede absorber más calor y facilitar mejor la disipación del calor.

Disipación de calor: Proporciona enfriamiento constante independientemente de las condiciones ambientales, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de mayor potencia.

4. Tamaño y diseño del transformador

Refrigeración por aire

Tamaño: Normalmente se utiliza en transformadores más pequeños o en aplicaciones donde el espacio es limitado.

Diseño: Los transformadores diseñados para refrigeración por aire suelen ser más compactos y ligeros, ya que no requieren grandes tanques de aceite.

Enfriamiento de aceite

Tamaño: comúnmente utilizado en transformadores más grandes, especialmente aquellos con potencias nominales más altas (por ejemplo, transformadores de distribución y potencia).

Diseño: Requiere tanques más grandes y componentes adicionales (como radiadores) para la circulación y refrigeración del aceite.

5.Aplicaciones

La refrigeración por aire es mucho más adecuada para transformadores más pequeños, como los que se utilizan en aplicaciones residenciales o comerciales ligeras, donde el espacio y el costo son consideraciones importantes.

Por el contrario, la refrigeración por aceite se utiliza habitualmente en transformadores más grandes, como los que se encuentran en subestaciones, aplicaciones industriales y sistemas de distribución de alta potencia, donde la disipación eficiente del calor es fundamental.

6. Requisitos de mantenimiento

Refrigeración por aire:

Mantenimiento: Generalmente tiene menores requisitos de mantenimiento; sin embargo, la acumulación de polvo en las aletas o ventiladores puede reducir la eficiencia de enfriamiento;

Servicio: Puede requerir inspección y limpieza periódicas de los sistemas de ventiladores, especialmente en ambientes polvorientos.

Enfriamiento de aceite:

Mantenimiento: Requiere inspecciones periódicas de los niveles de aceite, la calidad (pruebas de contaminantes y humedad) y la integridad del sistema de aislamiento y refrigeración.

Servicio: El mantenimiento adicional puede implicar reemplazar o reacondicionar el aceite y garantizar el estado adecuado de los sellos y las conexiones.

7. Consideraciones de seguridad

Refrigeración por aire:

Seguridad: Generalmente se considera más seguro debido a la ausencia de materiales inflamables (el aire no es inflamable).

Impacto Ambiental: Mínimo impacto ambiental en términos de derrames o fugas de petróleo.

Enfriamiento de aceite:

Seguridad: Contiene el riesgo de fugas de aceite o incendios, especialmente si el aceite es de baja calidad o hay fallas en el sistema.

Impacto ambiental: El peligro ambiental potencial debido a los derrames de petróleo requiere medidas adecuadas de manejo y contención.

8. Costo

Refrigeración por aire: normalmente, costos iniciales más bajos debido a un diseño más simple y menos componentes. Sin embargo, los costos operativos pueden aumentar si se necesitan sistemas de refrigeración adicionales (como ventiladores).

Enfriamiento de aceite: costos iniciales más altos debido a la necesidad de tanques de aceite, bombas y radiadores. Sin embargo, la eficiencia operativa puede generar costos más bajos a largo plazo en aplicaciones de alta carga.

Conclusión

En resumen, tanto el enfriamiento por aire como el enfriamiento por aceite son métodos esenciales para administrar el calor en los transformadores. El enfriamiento por aire es más simple, menos costoso y más seguro en términos de riesgo de incendio, lo que lo hace adecuado para transformadores más pequeños y aplicaciones con espacio limitado. Por otro lado, el enfriamiento por aceite es más eficiente para disipar el calor, proporcionando un mejor control de la temperatura y propiedades de aislamiento, lo que lo convierte en la opción preferida para transformadores más grandes y aplicaciones de alta potencia. Cada método tiene sus ventajas y limitaciones, por lo que es esencial evaluar el contexto operativo al momento. seleccionar un método de enfriamiento.