Los
transformadores tienen una capacidad intrínseca de soportar sobrecargas que
conviene que sea conocida y aprovechada. Esta depende esencialmente de la
condición de carga previa, de su duración, de la temperatura ambiente, no
obstante no resulta fácil precisar exactamente cuáles son estas posibilidades
de sobrecarga.
La norma UNE 60076-7 para transformadores de distribución en aceite, y la UNE 60076-12 para transformadores secos, hacen referencia a cargas con variaciones cíclicas (habitualmente la duración del ciclo es de un día), teniendo en consideración el envejecimiento promedio que se tiene durante el ciclo.
La base de los cálculos viene condicionada por el envejecimiento de los aislantes o la temperatura asignada del PUNTO CALIENTE DEL ARROLLAMIENTO (punto no detectable por los dispositivos térmicos de protección).
Este límite de temperatura es función de la clase térmica del sistema de aislamiento. Es de 98 ºC para los transformadores en aceite y de 145 ºC para los secos encapsulados. A partir de este límite, el aislamiento pierde sus cualidades de manera exponencial en función de la temperatura, esta pérdida de las cualidades aislantes se divide por 2 cada 6 ºC para los transformadores sumergidos (10 ºC para los secos encapsulados).
Por ejemplo: Si la duración de vida “normal” de un transformador es de aproximadamente 30 años, si se utiliza con una temperatura asignada del punto caliente del arrollamiento de 104 ºC = 98 + 6 en vez de 98 ºC, el transformador durará 30/2 = 15 años.
Si funciona a 110 ºC = 98 + 2 x 6, durará 30/2x2 = 7,5 años
Estos ejemplos simplistas muestran la importancia de un buen dimensionamiento del Transformador y de su correcta utilización.
Sin embargo, estas consideraciones, tienen un límite importante: si la temperatura del PUNTO MÁS CALIENTE DEL ARROLLAMIENTO excede un valor máximo admisible establecido en 140 ºC para transformadores sumergidos (190 ºC para los secos encapsulados), el aislamiento se vuelve quebradizo y puede inmediatamente producirse la avería del transformador.
Por lo tanto, en el cálculo del consumo de duración de vida intervienen la temperatura ambiente y la carga para determinar la temperatura del punto más caliente. Dichos cálculos permiten establecer curvas de carga que figuran en las guías de carga de la norma UNE 60076-7.
Estas curvas indican el grado de sobrecarga posible durante un tiempo determinado sin pérdida de vida en el transformador, dejando patente que un transformador que trabaja a plena carga no podrá sobrecargarse, y si se hace, será limitando su vida.
Como hemos visto, nuestro transformador trabaja con el 24 % de sobrecarga a una temperatura ambiente de 35 ºC por lo que las curvas nos indican que el tiempo máximo que puede trabajar en tales condiciones es de 2 horas, (4 horas con el 10% de sobrecarga y 8 h con el 5% de sobrecarga), transcurridos este tiempo de sobrecarga debemos volver a la carga inicial de 700 kVA (o menor), en caso contrario estaremos disminuyendo su vida.
Veámoslo de otra forma, si nuestro transformador funciona 4 horas a 104 °C estas equivalen a 8 horas de funcionamiento normal, y si funciona 8 horas a 92 °C estas equivalen a 4 horas. Si en las 12 horas restantes funciona a 98 °C estas equivalen a 12 horas y entonces cada 24 horas se habrán utilizado 24 horas de vida.
Si el transformador funciona todo el día a 104 °C su día de uso equivale a dos días de vida.
La metodología con la que se puede estudiar el consumo de vida se basa en conoce
- la
temperatura ambiente de hora en hora
- la
carga de hora en hora
Partiendo de estos datos se puede determinar la temperatura del aceite y del punto caliente, el paso siguiente es calcular el consumo de vida de hora en hora e integrarlo.
Artículo completo disponible en pdf en la siguiente URL:
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