Componentes clave de los transformadores sumergidos en aceite

1. Núcleo (Núcleo del Transformador o Electroimán)

El núcleo es la parte más importante del circuito equivalente de un transformador sumergido en aceite. Normalmente está hecho de acero laminado en caliente o en frío, núcleo magnético de óxido de hierro, con un contenido de silicio de aproximadamente 5%, un grosor de 0,35 mm o 0,5 mm y un recubrimiento superficial para resistir la corrosión. Estos núcleos se fabrican apilando láminas magnéticas de acero con silicio u óxido de hierro. El núcleo consta de dos partes: la columna del núcleo y el yugo. Las bobinas se enrollan en la columna del núcleo, mientras que el yugo se utiliza para cerrar el circuito equivalente. La forma básica de la estructura del núcleo es en forma de corazón o de carcasa.

2. Devanados

Los devanados son parte del circuito de un transformador sumergido en aceite. Normalmente se fabrican enrollando alambre de cobre plano o alambre de núcleo de cobre redondo envuelto con una capa aislante en un molde de devanado. La funda del devanado se coloca en la columna del núcleo del transformador sumergido en aceite. El devanado de baja tensión se encuentra en la capa interna, mientras que el devanado de alta tensión se coloca en la capa superficial del devanado de baja tensión. Se utilizan tapas roscadas hechas de material aislante para el aislamiento entre el devanado de baja tensión y el núcleo, y entre el devanado de alta tensión y el devanado de baja tensión, lo que ayuda a mejorar el rendimiento del aislamiento.

3. Aceite del Transformador

La composición del aceite del transformador en los transformadores sumergidos en aceite es bastante compleja. Normalmente está compuesto por cicloalcanos, etano e hidrocarburos alifáticos. En los transformadores sumergidos en aceite utilizados en equipos de distribución de energía, el aceite del transformador desempeña dos funciones clave: primero, actúa como una capa aislante entre los devanados y el núcleo, entre los devanados y el núcleo, y dentro del tanque. Segundo, cuando el aceite se calienta, genera convección térmica, lo que ayuda a conducir el calor al núcleo del transformador y a los devanados. Los grados comunes de aceite para transformadores sumergidos en aceite incluyen 10#, 25# o 45#. La temperatura indicada por este grado se refiere a la temperatura a la que el aceite comienza a solidificarse a cero grados Celsius. Por ejemplo, "25#" de aceite del motor significa que este grado de aceite del motor comienza a solidificarse a -25°C. El grado adecuado de aceite del motor debe seleccionarse según las condiciones naturales locales.

4. Tanque de Aceite 

El conservador de aceite se instala en la tapa del tanque de aceite del motor. El volumen del conservador de aceite es aproximadamente el 10% del peso del tanque de aceite del motor. Está conectado al tanque de aceite del motor mediante tuberías. Cuando el aceite en el transformador sumergido en aceite se expande o contrae con los cambios de temperatura, el conservador actúa como un depósito de aceite y lo repone, asegurando que el núcleo y los devanados siempre estén sumergidos. Además, el área reducida de contacto entre el aceite y el aire ralentiza la degradación del aceite.

Un indicador de nivel de aceite se encuentra en el lateral del tanque. Cerca del tubo de vidrio hay líneas de referencia que indican el nivel relativo de aceite a -30℃, +20℃ y +40℃. Estas líneas indican el nivel relativo de aceite adecuado para transformadores sumergidos en aceite no utilizados y reflejan efectivamente si hay suficiente aceite restante bajo diversas condiciones de funcionamiento.

Se proporciona un respiradero en el conservador para permitir que la cámara superior circule con la atmósfera. Cuando el aceite en el transformador se expande o contrae debido al calor, el gas puede entrar o salir a través del respiradero, haciendo que el nivel de aceite suba o baje, evitando la deformación o daño del tanque.

5. Buje Aislante

Este es un dispositivo importante de capa aislante en el tanque de un transformador sumergido en aceite. La mayoría de los transformadores sumergidos en aceite utilizan bujes aislantes de porcelana para el aislamiento. A través de los bujes aislantes de alta y baja tensión, los devanados de alta y baja tensión del transformador sumergido en aceite se conectan desde el interior del tanque al exterior, proporcionando protección de aislamiento para el voltaje de devanado a tierra (carcasa exterior y núcleo). Además, es un componente principal que conecta los cables fijos al circuito externo. Los bujes de porcelana de alta tensión son relativamente altos y grandes, mientras que los bujes de porcelana de baja tensión son relativamente cortos.

6. Conmutador de Derivaciones

Para los transformadores sumergidos en aceite, al cambiar el conmutador de derivaciones en el devanado de alta tensión y ajustar la posición de la derivación, se puede aumentar o disminuir el número de vueltas en parte de la bobina del devanado primario, cambiando así la relación de voltaje y logrando la regulación de voltaje. Para los transformadores sumergidos en aceite que se sacan de servicio y se desconectan de la red, el voltaje se puede regular cambiando manualmente el área del conmutador de derivaciones; esta operación se llama cambio de derivaciones sin carga.

7. Relé de Gas

El relé de gas se conecta en el medio del tubo de goma entre el tanque de aceite y el conservador de aceite del transformador sumergido en aceite y está conectado al circuito de control, formando un dispositivo de protección de gas. El contacto superior del relé de gas forma un circuito de control independiente con la señal de gas ligero, mientras que el terminal inferior del relé de gas está conectado al circuito externo, constituyendo la protección de gas pesado. La ubicación de gas pesado activa una señal de disparo de gas pesado desde el interruptor universal de circuito de alta tensión.

8. Tubo Antiexplosión 

El tubo antiexplosión es un dispositivo de protección de seguridad para transformadores sumergidos en aceite. Está conectado a la parte superior de la tapa del tanque de aceite del transformador sumergido en aceite y está abierto a la atmósfera. Cuando el transformador falla y genera calor, el aceite en el transformador sumergido en aceite se vaporiza, lo que hace que el relé de gas emita una señal de alarma o corte la energía para evitar que el tanque de aceite se rompa.