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Las principales formas de enfriarlos se reducen a un par de conceptos básicos. En primer lugar, está el enfriamiento por aire natural, que se conoce como AN por aire natural. Éste depende completamente de la convección natural y la radiación para alejar el calor.
El calor se acumula en los devanados y el núcleo, calentando el aire a su alrededor. Ese aire más cálido se vuelve más ligero y asciende por sí solo. Luego, el aire más frío fluye desde la parte inferior, mientras que el aire caliente sale a través de las rejillas de ventilación de la parte superior. Esto mantiene una corriente constante todo el tiempo.
Los diseñadores colocaron respiraderos y vías de aire en el interior en lugares inteligentes para aumentar el flujo. También agrandan el exterior con aletas o formas onduladas para ayudar a irradiar mejor el calor. Este método se ve mucho en unidades más pequeñas, digamos de hasta aproximadamente 2000 kVA. Se adapta a lugares con cargas constantes y no demasiado pesadas.
Luego está la refrigeración por aire forzado, conocida como AF por aire forzado. Esto se activa cuando las necesidades de energía son mayores o cuando las cosas se sobrecargan un poco. Utiliza ventiladores para empujar el aire más fuerte y más rápido.
Los ventiladores se ubican a lo largo del eje, apuntando directamente al núcleo y los devanados. Los sensores en los devanados observan la temperatura y la controlan. En condiciones normales de funcionamiento, si las temperaturas se mantienen por debajo de los 110 grados C, los ventiladores simplemente permanecen inactivos.
Cuando el calor sube, los ventiladores se ponen en marcha por pasos, uno o más a la vez. Eso aumenta mucho el enfriamiento. El transformador puede soportar sobrecargas del 125 al 150 por ciento de su capacidad nominal durante períodos breves. Lo hace sin dañar el aislamiento interior.
En comparación con el aire natural, esta configuración forzada aumenta la eliminación de calor entre un 30 y un 50 por ciento. Bastante útil para trabajos más duros.
Los diseñadores ahora también incorporan una gestión térmica completa. Eso significa sensores y controles todos unidos. Utilizan RTD PT100 o termopares pegados directamente en los devanados para lecturas de temperatura en vivo.
Los controladores inteligentes funcionan con microprocesadores. Vigilan el calor y ajustan la refrigeración por etapas. Recibes alarmas cuando las temperaturas alcanzan los puntos establecidos. Los ventiladores se encienden y apagan según sea necesario. Si hace demasiado calor, envían señales de disparo a los dispositivos de protección aguas arriba.
Estos también se conectan a través de Modbus o Ethernet para realizar comprobaciones desde lejos. Todo eso ayuda a que todo funcione sin problemas.
Los transformadores siguen clases de temperatura establecidas para el aislamiento. La clase B alcanza un máximo de 130 grados C, con un aumento de 80 grados K sobre una temperatura ambiente de 40 grados C. La clase F llega a 155 grados C, lo que permite un aumento de 100 grados K sobre el mismo ambiente.
La clase H alcanza los 180 grados C, con un aumento de 125 grados K sobre 40 grados C ambiente. Cada clase establece límites sobre la cantidad de calor que se acumula de forma segura.
La ingeniería cubre diferentes formas en que se mueve el calor. La conducción lo transporta desde los devanados de cobre a través del aislamiento hasta la carcasa exterior. La convección permite que el aire en movimiento extraiga el calor de las partes sólidas.
La radiación envía infrarrojos desde los puntos calientes a las zonas más frías de los alrededores. Los tres trabajan juntos en el diseño.
Algunos factores dependen de dónde coloques eltransformador. A grandes altitudes, el aire más fino reduce la potencia de refrigeración, por lo que se reduce o se añade más capacidad. Los entornos calurosos significan que necesita márgenes adicionales o mejores sistemas integrados.
El polvo o la contaminación requieren filtros o cajas selladas con un nivel IP54 o superior. Estos protegen pero pueden ralentizar un poco el flujo de aire.
La instalación es muy importante para mantener una refrigeración eficaz. Tienes que dejar las distancias adecuadas entre las paredes y el equipo para que el aire circule libremente. La configuración de la habitación necesita rejillas de ventilación que extraigan bien el calor, especialmente si hay más de una unidad.
Limpiar las vías de aire y las superficies de vez en cuando mantiene el rendimiento dentro de las especificaciones. Sáltate eso y las cosas se verán afectadas con el tiempo.
