Un análisis completo de las características y aplicaciones de los transformadores de tipo seco

Como un componente clave indispensable de los sistemas de energía modernos,Los transformadores de tipo seco están reemplazando rápidamente a los transformadores tradicionales sumergidos en aceite en todo el mundo con su diseño único sin aceite y un rendimiento de seguridad superior.

Conceptos básicos y principios de funcionamiento de los transformadores de tipo seco

Los transformadores de tipo seco son transformadores de potencia que no utilizan un medio aislante líquido (como el aceite del transformador).sus devanados y núcleo están directamente expuestos al aire o encapsulados con material aislante sólidoEn comparación con los transformadores tradicionales sumergidos en aceite, los transformadores de tipo seco utilizan materiales aislantes sólidos (como resina epoxi y fibra de vidrio) para lograr el aislamiento eléctrico entre los devanados,eliminación completa del riesgo de fuga de aceite y de incendioLos transformadores de tipo seco se dividen principalmente en dos categorías, según el método de aislamiento:Impregnado (VPI) y fundido (CRT)El primero utiliza un proceso de impregnación por presión de vacío para impregnar los devanados con barniz aislante, mientras que el segundo utiliza resina epoxi fundida al vacío para formar una capa protectora de aislamiento sólida.

En cuanto a su principio de funcionamiento, los transformadores de tipo seco siguen adhiriéndose al principio físico básico de la inducción electromagnética.genera flujo magnético alternado en el núcleo, que a su vez induce una fuerza electromotriz en el enrollamiento secundario, logrando la conversión de voltaje.Los transformadores de tipo seco implementan este principio básico mediante un diseño estructural único y una selección de materiales para optimizar el rendimientoPor ejemplo, la tecnología de transformadores de tipo seco recientemente patentada de TBEA utiliza tres piernas centrales paralelas con sus ejes perpendiculares a la superficie inferior.Esto optimiza eficazmente la distribución del campo magnético y reduce las pérdidas de corriente circulante y redondoEsta innovadora estructura de núcleo, combinada con bobinados de bajo voltaje y una lámina especialmente enrollada (con un ángulo de enrollamiento controlado entre 175° y 185°),mejora significativamente la eficiencia energética del transformador.

Los transformadores de tipo seco tienen una amplia gama de capacidades nominales, que van desde decenas de kVA hasta decenas de miles de kVA, siendo los transformadores de tipo seco de 1000 kVA un producto dominante en el mercado.Estos transformadores suelen utilizar láminas laminadas de acero de silicio de alta permeabilidad para el núcleoLos devanados son fundidos al vacío y se consigue una disipación de calor eficiente mediante sistemas de enfriamiento por aire natural o forzado.Los transformadores de tipo seco han pasado de los tradicionales de 10 kV y 35 kV a los actuales de 66 kV e incluso más..

Los nombres de los transformadores de tipo seco generalmente reflejan sus características técnicas.El siguiente número representa el nivel de rendimientoCon los avances tecnológicos, la clasificación de eficiencia energética de los transformadores de tipo seco sigue mejorando.El uso de nuevos materiales, como las aleaciones amorfas, ha reducido las pérdidas tanto en no carga como en carga en aproximadamente un 15%-20% en comparación con los transformadores tradicionales inmersos en aceiteEstos avances tecnológicos han hecho que los transformadores de tipo seco sean cada vez más críticos en la actualización del sistema eléctrico y el desarrollo de energías renovables.

Innovaciones en la estructura del núcleo y en los materiales de los transformadores de tipo seco

El diseño estructural de los transformadores de tipo seco determina directamente su rendimiento y vida útil.y un funcionamiento fiable gracias a una configuración de componentes sofisticada y a la aplicación de materiales innovadoresUn transformador típico de tipo seco consta de cuatro componentes principales: el núcleo, los devanados, el sistema de aislamiento y el sistema de refrigeración.Cada componente está meticulosamente diseñado y optimizado para satisfacer los requisitos exigentes de diferentes escenarios de aplicación.

La estructura del núcleo de hierro forma la base del circuito magnético de un transformador de tipo seco.El espesor y el proceso de laminación de las láminas de acero de silicio afectan directamente las pérdidas de no carga del transformadorLa última tecnología patentada de TBEA demuestra un enfoque innovador para el diseño del núcleo de hierro: una estructura con tres piernas paralelas del núcleo, con sus ejes perpendiculares a la base.optimiza eficazmente la distribución del campo magnético y reduce la pérdida de energíaAún más avanzados son los núcleos de hierro fabricados con aleaciones amorfas, que pueden reducir las pérdidas de no carga en más del 30% en comparación con las hojas de acero de silicio tradicionales.que los hace especialmente adecuados para aplicaciones con grandes fluctuaciones de cargaSi bien son costosas, las aleaciones amorfas ofrecen importantes beneficios de ahorro de energía durante todo su ciclo de vida y se están convirtiendo en una característica estándar de los transformadores de tipo seco de gama alta.

El sistema de bobinado, como componente del circuito de un transformador de tipo seco, tiene un impacto directo en sus pérdidas de carga y resistencia al cortocircuito.Los devanados de los transformadores modernos de tipo seco son principalmente de cobre y aluminioEl cobre ofrece una conductividad superior pero un costo más alto, mientras que el aluminio ofrece un precio más competitivo.que está envuelto en múltiples capas de papel alrededor de la circunferencia exterior de la pierna centralEsta estructura no sólo mejora la eficiencia, sino que también reduce la pérdida de energía causada por las corrientes de remolino.creando una capa protectora aislante fuerte que puede soportar aumentos de voltaje altos y disipar eficazmente el calor.

El sistema de aislamiento es una característica clave que distingue a los transformadores de tipo seco de los transformadores sumergidos en aceite y es un factor crucial para su seguridad.Los transformadores modernos de tipo seco utilizan principalmente métodos de aislamiento de fundición de resina epoxi o impregnación por presión de vacío (VPI)La fundición de resina epoxi sella completamente los devanados del material aislante, proporcionando una excelente resistencia a la humedad y al polvo.Shunte Electric utiliza esta tecnología para mantener el ruido de los transformadores en los centros de datos por debajo de los 50 decibeliosLa tecnología VPI, por otro lado, utiliza múltiples impregnaciones a presión de vacío para infundir profundamente el barniz aislante en los devanados, formando una capa de aislamiento uniforme.Los últimos transformadores de tipo seco de Jingquanhua cuentan con un diseño optimizado del sistema de aislamiento, proporcionando una solución de suministro de energía más segura y fiable para los centros de datos.

El sistema de refrigeración tiene una influencia decisiva en la capacidad de carga y la vida útil de los transformadores de tipo seco.Los transformadores de tipo seco dependen principalmente de la convección del aire para disipar el calorLos transformadores de tipo seco de gran capacidad generalmente están diseñados en modo híbrido AN/AF,que se enfría naturalmente bajo carga normal y activa los ventiladores para el enfriamiento forzado cuando está sobrecargadoAl optimizar el diseño del conducto de aire y el área de disipación de calor, los transformadores de tipo seco de 1000 kVA pueden mantener el aumento de temperatura dentro de un rango razonable incluso bajo una carga alta.Los transformadores de tipo seco de 66 kV de Envision Energy para aerogeneradores marinos adoptan un diseño ultracompacto, logrando una disipación de calor eficiente en un espacio limitado, cumpliendo con los requisitos de operación en ambientes marinos hostiles.