Comprensión de los transformadores que cambian de tap, por carga y descarga: diferencias y aplicaciones clave

Los transformadores son componentes fundamentales en los sistemas de energía eléctrica, lo que garantiza una regulación de voltaje eficiente para satisfacer las diferentes demandas de carga. Un aspecto crítico de la operación del transformador es la capacidad de ajustar los niveles de voltaje, que se logra a través de mecanismos de cambio de tap. Estos mecanismos se clasifican en dos tipos principales: transformadores de cambio de tap (OLTC) en carga (OLTC) y transformadores de cambio de tap (NLTC). Comprender las distinciones entre estos dos puede ayudar a seleccionar el transformador apropiado para aplicaciones específicas.

1. Mecanismos de cambio de grifo: On-Load versus descarga

• Transformador de cambio de tap (OLTC) en carga:
  un OLTC permite ajustes de voltaje mientras el transformador está energizado y suministra energía a la carga. Esto se logra sin interrumpir la corriente de carga, utilizando mecanismos que evitan el arco durante la conmutación.

• Transformador de cambio de tap (NLTC) de descarga (NLTC):
  un NLTC requiere que el transformador se desenergice antes de que se puedan realizar ajustes de voltaje. Estos ajustes son típicamente manuales e implican cambiar las conexiones de grifo cuando el transformador no está bajo carga.

2. Diferencias estructurales y operativas

3. Aplicaciones e idoneidad

• Transformadores de cambio de tap (OLTC) en carga (OLTC):
  los OLTC son ideales para aplicaciones que requieren una regulación de voltaje continuo sin interrumpir la fuente de alimentación. Se usan comúnmente en:

• Substaciones urbanas donde las demandas de carga fluctúan durante todo el día.

• Plantas industriales con diferentes requisitos de energía.

• Integración de energía renovable, como conectar granjas eólicas o solares a la red.

• Transformadores de cambio de tap (NLTC) de descarga:
  los NLTC son adecuados para aplicaciones donde las condiciones de carga son estables, y los ajustes de voltaje ocasionales son suficientes. Se usan comúnmente en:

• Áreas rurales con perfiles de carga consistentes.

• Las aplicaciones donde las consideraciones de costo superan la necesidad de una regulación de voltaje continuo.

• Sistemas donde la intervención manual para el ajuste de voltaje es aceptable.

4. Ventajas y desventajas

5. Eficiencia y pérdidas

• Transformadores que cambian de grifo (OLTC) en carga (
  si bien las OLTC introducen pérdidas menores de conmutación debido a la complejidad de sus mecanismos, contribuyen a la eficiencia general del sistema al mantener niveles de voltaje óptimos durante las diferentes condiciones de carga.

• Transformadores de cambio de tap (NLTC) de descarga (NLTC):
  los NLTC no incurren en pérdidas de conmutación durante la operación. Sin embargo, los períodos prolongados de los niveles de voltaje subóptimo pueden conducir a una mayor pérdida del sistema y una eficiencia reducida.

6. Tipos de transformadores y mecanismos de cambio de toque

Los transformadores son componentes esenciales en los sistemas eléctricos, y su diseño a menudo incorpora mecanismos de cambio de grifo para regular los niveles de voltaje. Estos mecanismos se pueden clasificar ampliamente en transformadores de cambio de tap (OLTC) en carga (OLTC) y transformadores de cambio de tap (NLTC), en función de sus características operativas.

Transformadores de aceite de petróleo

Los transformadores inmersos en aceite están comúnmente equipados con mecanismos de cambio de grifos. Estos transformadores utilizan el aceite mineral como medio aislante y de enfriamiento, lo que facilita la operación OLTC. El OLTC permite ajustes de voltaje, mientras que el transformador permanece energizado, asegurando la fuente de alimentación continua sin interrupción. Esta característica es particularmente beneficiosa en las aplicaciones donde el mantenimiento de un voltaje estable es crucial, como en subestaciones urbanas y sistemas de energía industrial.

Transformadores de tipo seco

Los transformadores de tipo seco, por otro lado, generalmente se diseñan con mecanismos de cambio de grifos. Estos transformadores no usan aceite como medio aislante; En cambio, confían en el aire o los materiales de aislamiento sólido. El NLTC requiere que el transformador se desenergice antes de que se puedan realizar ajustes de voltaje. Si bien este diseño es más simple y seguro en ciertos entornos, requiere un apagado de energía durante los cambios de toque, que puede no ser adecuado para todas las aplicaciones.

7. Conclusión

La elección entre los transformadores que cambian el cambio de grifo en la carga y la carga depende de requisitos de aplicación específicos, incluida la necesidad de una regulación de voltaje continuo, consideraciones de costo y la naturaleza de la carga. Los OLTC ofrecen características avanzadas para el control de voltaje dinámico, lo que las hace adecuadas para escenarios de carga complejos y variables. En contraste, los NLTC proporcionan una solución rentable para condiciones de carga estables donde los ajustes de voltaje ocasionales son suficientes. Comprender estas diferencias es crucial para seleccionar el transformador apropiado para garantizar una distribución de energía eficiente y confiable.