Tipos de devanado de transformadores y sus aplicaciones Guía integral

Los transformadores son componentes esenciales en los sistemas eléctricos, lo que facilita la conversión de voltaje para una distribución de energía eficiente. Un aspecto crítico del diseño del transformador es la configuración de la devisión, que influye significativamente en el rendimiento, la eficiencia y la gestión térmica. Esta guía profundiza en los diversos tipos de devanado de transformadores, sus características estructurales, mecanismos de enfriamiento y aplicaciones prácticas.

Comprensión de los devanados del transformador

Los devanados del transformador son bobinas conductoras que generan campos magnéticos cuando están energizados, lo que permite la transferencia de energía eléctrica entre los circuitos. El tipo de devanado afecta factores como:

• Capacidad de manipulación de voltaje y corriente

• Resistencia mecánica e integridad estructural

• Eficiencia de enfriamiento

• Complejidad y costo de fabricación

Los devanados se clasifican en función de su disposición y la configuración central del transformador. Los dos tipos principales de núcleo son:

• Transformador de tipo núcleo : los devanados rodean el núcleo magnético.

• Transformador de tipo Shell : el núcleo magnético rodea los devanados.

Devanados de transformador de tipo núcleo

1. Bobinado helicoidal

Los devanados helicoidales consisten en múltiples conductores paralelos en una configuración espiral. Se usan comúnmente en aplicaciones de bajo voltaje y alta corriente debido a sus:

• Alta capacidad de transporte de corriente : adecuado para transformadores con calificaciones actuales de hasta 2,000 A.

• Enfriamiento eficiente : los conductos axiales entre giros facilitan la circulación del aceite, mejorando la disipación de calor.

• Robustez mecánico : ofrece fuerza estructural para resistir las tensiones operativas.

Los devanados helicoidales prevalecen en transformadores que van de 150 kVA a 30 MVA, que funcionan a voltajes entre 400 V y 33 kV.

2. Bobinado cilíndrico

Los devanados cilíndricos están construidos por conductores rectangulares de devanado en capas concéntricas alrededor del núcleo. Se caracterizan por:

• Diseño compacto : adecuado para transformadores con clasificaciones de potencia de hasta 6.6 kV.

• Enfriamiento efectivo : los conductos de aceite entre capas permiten una eliminación de calor eficiente.

• Facilidad de mantenimiento : la estructura simplificada facilita la inspección y la reparación.

Estos devanados se usan comúnmente en transformadores de tamaño mediano, proporcionando un equilibrio entre el rendimiento y la capacidad de fabricación.

3. Bobino de disco

Los devanados de disco implican apilar múltiples discos de conductores en serie, con cada disco que comprende varios turnos. Esta configuración ofrece:

• Manejo de alto voltaje : preferido para transformadores clasificados por encima de 25 kV.

• Resistencia mecánica : capaz de resistir altas tensiones mecánicas.

• Aislamiento eficiente : el diseño del disco permite un aislamiento efectivo entre giros.

Los devanados de disco son ideales para aplicaciones de alto voltaje, lo que garantiza un rendimiento confiable en condiciones exigentes.

Devanados de transformador de tipo concha

1. Bobinado de sándwich

En los devanados de sándwich, los devanados primarios y secundarios están en capas alternativamente, que se asemejan a una estructura de sándwich. Las ventajas clave incluyen:

• Flujo de fuga reducido : el flujo magnético se limita dentro del núcleo, lo que mejora la eficiencia.

• Aislamiento mejorado : las capas alternativas proporcionan un aislamiento robusto entre los devanados.

• Resistencia mecánica mejorada : adecuada para transformadores sometidos a tensiones mecánicas.

Los devanados sándwich se usan comúnmente en transformadores de alto voltaje, que ofrecen un rendimiento y confiabilidad superiores.

Descripción comparativa

Conclusión

Seleccionando el apropiado El tipo de devanado del transformador de alto rendimiento es crucial para optimizar el rendimiento, la eficiencia y la durabilidad. Al comprender las características y aplicaciones de varias configuraciones de devanado, los ingenieros pueden diseñar transformadores que cumplan con requisitos operativos específicos. Ya sea para aplicaciones de bajo voltaje y alta corriente o entornos de alto voltaje y exigentes mecánicamente, la elección correcta de devanado garantiza una transformación de potencia confiable y eficiente.

Si necesita más información sobre Diseño o asistencia del transformador de potencia para seleccionar el tipo de devanado apropiado para su aplicación, no dude en comunicarse.