Transformador de distribución sumergido en aceite o de tipo seco: cómo elegir para un proyecto

La comparación entre un transformador de distribución sumergido en aceite y uno de tipo seco analiza cómo los diseños con líquido y los de tipo seco utilizan el aislamiento y transfieren el calor. En las unidades con líquido, se utiliza un líquido dieléctrico para el aislamiento y la transferencia de calor; en las unidades de tipo seco, se emplean aislamiento sólido y circulación de aire. La mejor opción no se determina por la denominación, sino por las condiciones de instalación, las condiciones de servicio eléctrico, los controles de incendio y del líquido, la facilidad de acceso para limpieza y mantenimiento, y las especificaciones verificables.

La denominación «tipo seco» no autoriza automáticamente el uso en exteriores, y la denominación «aislado en aceite» puede implicar controles de instalación específicos. Por ejemplo, en Estados Unidos, la norma laboral 29 CFR 1910.305(j)(5) exige instalar en una bóveda los transformadores interiores aislados en aceite; en otras jurisdicciones y para otras clases de transformadores pueden aplicarse condiciones distintas.

Qué cambia realmente entre los dos diseños

En los equipos sumergidos en aceite, la parte activa se encuentra dentro de un tanque con líquido dieléctrico; por ello, el líquido, el tanque del transformador, las superficies de refrigeración, las boquillas o pasatapas, los sellos y los accesorios conforman un sistema integrado de operación. En los equipos de tipo seco, el componente activo no está en un líquido y puede tener devanados ventilados, encapsulados, de resina colada o cualquier otra construcción con aislamiento sólido, según el fabricante.

No considere «lleno de aceite», «lleno de líquido» y «sumergido en aceite» como indicadores de un único sistema de líquido. Del mismo modo, la denominación «tipo seco» no indica si los devanados son ventilados, encapsulados o de resina colada, a menos que así lo especifique la documentación del producto. Para el alcance en Estados Unidos, consulte el recurso sobre cobertura del DOE.

Cadena de verificación del medio y el calor

La ubicación de instalación importa más que la placa de características

Antes de evaluar la familia de productos, compare la sala, el pedestal, la ruta de acceso, la envolvente, la ventilación, la humedad, la carga, la respuesta ante emergencias, la integridad estructural, los requisitos de izaje y los requisitos de las normas y los reglamentos aplicables. La ubicación en exteriores o interiores puede exigir distintos controles de ventilación, distancia de aislamiento en aire y respuesta.

¿Se puede instalar un transformador de tipo seco en exteriores? Solo se puede instalar un transformador de tipo seco en exteriores si se cumplen ciertas condiciones. Entre ellas se encuentran la envolvente, la ventilación, los límites ambientales y los requisitos locales. El fabricante debe proporcionar por escrito los límites y un plano de instalación. El ingeniero responsable también debe confirmar el diseño del sitio.

Ejemplo de normativa laboral de Estados Unidos
La norma 29 CFR 1910.305(j)(5)(iv) establece que los transformadores interiores aislados en aceite deben instalarse en una bóveda. El inciso (iii) establece una condición independiente de bóveda para los transformadores de tipo seco, aislados en líquido de alto punto de inflamación y aislados en askarel que se instalen en interiores y tengan un valor nominal superior a 35 kV. Aplique esta norma exacta únicamente dentro de su ámbito de aplicación. Consulte las disposiciones de 29 CFR 1910.305 sobre transformadores para este ejemplo de Estados Unidos.

Compare las pérdidas y las condiciones térmicas con una misma base declarada

Un transformador energizado que mantiene su campo magnético siempre presenta pérdidas en vacío. Las pérdidas con carga dependen de la corriente y de la temperatura de operación. Para una comparación equitativa, se deben considerar la misma categoría de transformador, potencia en kVA, tensiones, frecuencia, perfil de carga, punto de evaluación, temperatura de referencia, impedancia, envolvente y método de ensayo.

Como los procedimientos de ensayo de Estados Unidos utilizan condiciones de evaluación específicas para cada categoría, es posible que dos cifras generales de eficiencia no correspondan a la misma base de operación. La base federal es 10 CFR Part 431 Appendix A. Por ello, el perfil de carga del proyecto debe indicarse por separado en la solicitud de cotización y no puede incorporarse al valor nominal de la placa de características.

La refrigeración por líquido no demuestra que todos los modelos sumergidos en aceite tengan menores pérdidas totales en cualquier condición de servicio. Muchos factores pueden afectar las pérdidas, como la selección del conductor, el diseño de los devanados, la temperatura, el flujo de aire, los accesorios y el perfil de carga. Por ello, se deben comparar las tablas de ensayos en vez de establecer clasificaciones generales.

Ejemplo de cobertura y base de ensayo de Estados Unidos

Estos valores federales —34,500 V, 600 V, 60 Hz, 35%, 50%, 20°C, 55°C y 75°C— ilustran por qué el alcance y la base de ensayo deben acompañar a toda cifra de eficiencia. No son valores nominales universales de transformadores, límites de códigos locales ni recomendaciones para un proyecto específico. El límite superior de tensión de entrada del DOE de 34,500 V, el límite superior de tensión de salida del DOE de 600 V y la frecuencia cubierta por el DOE de 60 Hz corresponden al criterio citado del DOE; por otra parte, la condición independiente de bóveda de OSHA se aplica a las clases de transformadores interiores enumeradas con valor nominal superior a 35 kV. Ninguno debe tratarse como un valor nominal intercambiable del producto.

Los controles contra incendios y ambientales y para líquidos forman un sistema

El uso de equipos sumergidos en aceite introduce un sistema de líquido que puede requerir detección de fugas, control de derrames, separación, drenaje, protección contra incendios y planificación para emergencias. Las disposiciones laborales de Estados Unidos sobre transformadores son un ejemplo específico de una jurisdicción; el proyecto real se rige por las normas aplicables a este. Al eliminar el medio aislante líquido, se puede reducir la posibilidad de exposición a líquidos. Los equipos de tipo seco también requieren una envolvente adecuada, circulación de aire, control de contaminación, monitoreo de temperatura y protección contra el sobrecalentamiento.

El término «aceite» abarca varias clases de líquidos, por lo que se debe pedir al proveedor que indique el líquido específico. El aceite mineral, el líquido de alto punto de inflamación y otros líquidos dieléctricos declarados pueden requerir distintos métodos de contención, manipulación y mantenimiento, lo que puede afectar el diseño de la instalación.

El mantenimiento es distinto, pero no necesariamente más sencillo

Las instrucciones de servicio de los modelos sumergidos en aceite pueden abarcar el estado del líquido, las fugas, los sellos, las boquillas o pasatapas, los indicadores, las superficies de refrigeración y los accesorios. En los modelos de tipo seco, el mantenimiento puede incluir la limpieza de los conductos de aire, la inspección de conexiones, sensores y superficies aislantes, la evaluación del estado de la resina y la revisión de la envolvente. Para conocer el contexto general del sistema en Estados Unidos, consulte la transcripción del seminario web del Departamento de Energía sobre transformadores de distribución; el manual del fabricante seleccionado sigue siendo la referencia para las tareas específicas.

No hay base para inventar una frecuencia de mantenimiento mensual o anual. La frecuencia se determina a partir del entorno de servicio, las condiciones de servicio, el historial de servicio, la criticidad del servicio y el manual del fabricante.

La tensión, la potencia en kVA, el espacio ocupado y la expansión deben especificarse en conjunto

La comparación de las tensiones primaria y secundaria, las fases, la frecuencia, los kVA, la impedancia, las tomas de regulación, las condiciones ambientales, la envolvente, el modo de refrigeración, los criterios de ruido y las condiciones futuras de servicio afecta tanto el diseño eléctrico como la ruta física para la entrega, la instalación, la inspección y el reemplazo del equipo. La definición de clases cubiertas por el DOE es un ejemplo de por qué la tensión, la frecuencia, la capacidad y la configuración deben considerarse en conjunto.

No hay un límite superior general de tensión o kVA para ninguna de las dos familias si no se especifica una norma y no se indica una serie de productos completa. El rango declarado por un proveedor no justifica el uso de ese producto para las condiciones de servicio.

Embudo de restricciones para decidir en un proyecto

Las cinco etapas abarcan el sitio y el acceso; las condiciones de servicio y el perfil de carga; los controles contra incendios y ambientales y para líquidos; el plan de mantenimiento y cortes de servicio; y el paquete de documentación. El aviso público de adquisición de SLAC ilustra la documentación específica de un proyecto; no es una especificación que pueda reutilizarse. El resultado debe ser «preseleccionar equipos sumergidos en aceite», «preseleccionar equipos de tipo seco» o «solicitar una oferta comparativa que cumpla con los requisitos», nunca «un tipo siempre es mejor».

Un tipo específico puede resolver un problema y causar otro. El líquido es un ejemplo: eliminarlo puede simplificar un problema de control de derrames, pero generar uno de circulación de aire o de envolvente. Una unidad llena de líquido puede cumplir ciertas condiciones térmicas de servicio, pero aun así requerir una bóveda o un sistema de contención que el sitio no pueda proporcionar.

Qué incluir en la solicitud de cotización antes de pedir el precio

No se puede comparar equitativamente una cotización con otra hasta establecer y documentar la base técnica de comparación. Al solicitar una cotización, presente un resumen del transformador de tipo aceite o seco y mantenga separados los campos específicos de la empresa eléctrica o del sitio de la solicitud básica del equipo.

Es probable que una especificación de adquisición real incluya numerosos valores nominales y valores de resistencia específicos del sitio; nunca deben copiarse en otra solicitud de cotización. Identifique la base, indique cada requisito específico del sitio y pida al proveedor que declare toda desviación, en vez de suponer que existe equivalencia.

Talite Transformer Co., Ltd. en la conversación sobre el suministro

Según la información de la empresa proporcionada para este artículo, Talite Transformer Co., Ltd. lleva más de 3 décadas activa en el sector de equipos eléctricos. El perfil de la empresa proporcionado identifica a Jiangsu Fangteng Industrial Co., Ltd. como su nombre anterior y sitúa a Talite en la Zona de Desarrollo Económico y Tecnológico de Hai’an, ciudad de Nantong, provincia de Jiangsu.

Talite puede evaluar los datos técnicos del sitio y elaborar una propuesta documentada dentro del alcance indicado. Esto no sustituye a la empresa eléctrica, la autoridad competente ni el ingeniero responsable. Para conocer productos relacionados, revise la gama de transformadores sumergidos en aceite, la página de transformadores de distribución sumergidos en aceite, la gama de transformadores de tipo seco y la página de transformadores de tipo seco de media tensión de Talite antes de finalizar una solicitud de cotización comparativa.

Lista final de verificación para la selección

La decisión estará lista solo cuando coincidan el sitio, las condiciones de servicio, los controles, el plan del ciclo de vida y el paquete de documentación. La orientación del DOE para edificios es contexto; prevalecen los documentos del proyecto y del fabricante. Antes de finalizar la preselección, realice seis verificaciones con respuesta afirmativa o negativa.

Elija la opción que cumpla las restricciones documentadas y cuente con una oferta verificable. Si alguna respuesta sigue siendo «no», solicite una aclaración en lugar de elegir solo por el tipo de transformador.

Preguntas frecuentes