Diferencias entre transformadores herméticamente sellados y tipo conservador

Introducción

En el ámbito de la distribución de energía y la infraestructura energética, El diseño del transformador juega un papel crucial en la eficiencia operativa, la longevidad y el mantenimiento. Entre los tipos de transformadores sumergidos en aceite más comúnmente utilizados se encuentran los transformadores sellados herméticamente  (también conocidos como transformadores completamente sellados ) y los transformadores tipo conservador  (también llamados transformadores no completamente sellados ).

Este artículo ofrece una comparación técnica completa entre estos dos diseños, incluida la construcción, las características de rendimiento, las aplicaciones y las ventajas. 

¿Qué son los transformadores sellados herméticamente?

Definición y estructura

A El transformador herméticamente sellado  está diseñado con un sistema de tanque completamente cerrado que evita que entre aire o humedad al transformador. El aceite aislante está protegido por un tanque de acero soldado y un sistema de expansión interno, como una vejiga de caucho , de acero corrugado o un fuelle flexible , que absorbe la expansión del aceite causada por las fluctuaciones de temperatura.

Refrigeración y aislamiento

• Medio aislante : aceite mineral o aceite de éster sintético

• Método de enfriamiento : ONAN (Oil Natural Air Natural), opcionalmente ONAF (Oil Natural Air Forced)

• Control de expansión : El fuelle o la membrana sellados evitan la exposición al aire ambiente.

Características de rendimiento

• Clasificación de voltaje : Hasta 36 kV (comúnmente usado en aplicaciones de voltaje medio)

• Capacidad de potencia : normalmente oscila entre 50 kVA y varios MVA.

• Clasificación BIL : Hasta 95 kV para clase de 36 kV

• Aumento de temperatura : 55°C (promedio), 65°C (punto caliente máximo)

Ventajas

• Sin entrada de humedad : el diseño hermético garantiza una mayor vida útil del aislamiento.

• Mantenimiento mínimo : Sin respiradero, sin tanque conservador, servicio reducido

• Adecuado para ambientes hostiles : ideal para condiciones costeras, subterráneas o húmedas

• Opción a prueba de fuego : Compatible con aceites éster retardantes de fuego

Limitaciones

• Mayor costo de fabricación : los diseños sellados implican una fabricación más compleja

• Volumen de expansión de petróleo restringido : puede limitar el rendimiento ante aumentos extremos de temperatura

• Reparaciones desafiantes : Al abrir el tanque se rompe el sello, lo que requiere purga de nitrógeno y tratamiento de vacío.

¿Qué son los transformadores tipo conservador?

Definición y estructura

Transformador tipo conservador , utilice un tanque conservador que respire aire para gestionar la expansión del aceite. A este depósito de aceite está conectado el tanque principal, que intercambia aire con el ambiente a través de un respiradero de gel de sílice que filtra la humedad.

Refrigeración y aislamiento

• Medio aislante : aceite mineral.

• Método de enfriamiento : ONAN u ONAF con radiadores externos

• Sistema de respiración : el aire ingresa a través de una cámara desecante, controlando la humedad.

Características de rendimiento

• Clasificación de voltaje : hasta 220 kV y más

• Capacidad de Potencia : Desde 100 kVA hasta más de 500 MVA

• Clasificación BIL : Hasta 550 kV para aplicaciones EHV

• Aumento de temperatura : 55°C o 65°C según el diseño

Ventajas

• Rentable : una construcción más simple reduce la inversión inicial

• Mayor manejo de la expansión del aceite : Conservator ofrece más flexibilidad para la variación térmica

• Inspección y mantenimiento más sencillos : componentes accesibles del conservador y del respiradero

Limitaciones

• Exposición al aire y la humedad : con el tiempo, la eficacia del respiradero se reduce, lo que corre el riesgo de contaminación por aceite.

• Mantenimiento regular requerido : reemplazo de gel de sílice, controles de aceite, limpieza del conservador

• No es ideal para ambientes contaminados : susceptible a contaminantes en el aire.

Tabla de comparación técnica

Escenarios de aplicación

Los transformadores sellados herméticamente son ideales para:

• Subestaciones subterráneas y túneles.

• Regiones marinas, costeras o tropicales con alta humedad

• Instalaciones urbanas o interiores donde la seguridad contra incendios y el bajo mantenimiento son cruciales

• Aplicaciones de energía renovable donde se prefieren los diseños sellados y llenos de aceite de éster

Los transformadores tipo conservador son los más adecuados para:

• Subestaciones a nivel de red para exteriores

• Transmisión y distribución de alta tensión.

• Centrales eléctricas industriales con equipos de mantenimiento accesibles

• Activos de larga vida en entornos controlados

Conclusión

Elegir entre un transformador sellado herméticamente ( transformador completamente sellado ) y un transformador tipo conservador ( transformador no completamente sellado ) requiere una evaluación cuidadosa de su entorno operativo, capacidad de mantenimiento y requisitos de voltaje/potencia. Si bien los diseños sellados ofrecen una protección superior y un mantenimiento mínimo, los transformadores conservadores siguen siendo la opción más rentable y escalable para grandes subestaciones e instalaciones de alto voltaje.