A mesura que ens acostem als dies màxims d'estiu, les altes temperatures s'estan estenent per moltes regions. Sortir a l'exterior té la sensació d'entrar en una onada de calor, i no triga gaire abans que s'instal·li la sensació d'adherència. Les altes temperatures sostingudes durant l'estiu exerceixen una pressió considerable sobre el subministrament i la seguretat del sistema elèctric. Tenint en compte que els transformadors són dispositius clau per regular la tensió i transmetre potència, sorgeix la pregunta: s'escalfaran i explotaran durant un temps calorós prolongat?
Els perills del sobreescalfament del transformador
El sobreescalfament és un fenomen comú en el funcionament del transformador, que pot provocar diversos problemes com l'envelliment de l'aïllament, l'esgotament del bobinat i la degradació de l'oli en transformadors submergits en oli. Aquests problemes poden provocar fallades greus o fins i tot la destrucció del transformador.
Quan fa calor, les bobines d'un transformador són més propenses a sobreescalfar-se, cosa que pot reduir la seva eficiència. Si la calor no es dissipa a temps, les bobines poden cremar-se, possiblement provocar un incendi. Això no només afecta el funcionament normal del transformador, sinó que també comporta perills de seguretat per a l'entorn i l'equip.
Les altes temperatures també degraden el rendiment dels materials d'aïllament del transformador, afectant el seu rendiment elèctric. A mesura que augmenta la temperatura, la resistència d'aïllament disminueix, provocant un augment dels corrents de fuga, que poden provocar curtcircuits. A més, la vida útil dels materials d'aïllament s'escurça, augmentant el risc de fallada del transformador.
Com refredar els transformadors
Igual que la gent necessita ventiladors i aire condicionat a l'estiu abrasador, els transformadors també necessiten refrigeració. Aleshores, com podem refredar els transformadors de manera eficaç?
Els transformadors estan dissenyats amb sistemes de refrigeració per gestionar la calor. El sistema de refrigeració té dues parts: un sistema de refrigeració intern per garantir que la calor del nucli i els bobinatges es transfereix al medi circumdant, i un sistema de refrigeració extern per dissipar aquesta calor del medi a l'exterior del transformador. El sistema de refrigeració extern normalment inclou radiadors, ventiladors i bombes d'aigua.
Segons el mitjà de refrigeració i el mètode, els sistemes de refrigeració del transformador es poden classificar en diversos tipus. Els mètodes de refrigeració habituals inclouen:
Refredament natural: Utilitza la convecció de l'aire i la radiació per dissipar la calor a l'entorn. Aquest mètode és senzill i econòmic, però està molt influenciat per la temperatura i la humitat ambientals, el que el fa adequat per a transformadors de petita capacitat i baixa càrrega. No obstant això, la seva eficàcia és mínima en temps calorós.
Refrigeració immersa en oli: Utilitza oli aïllant dins del dipòsit del transformador com a mitjà de transferència de calor. L'oli circula, transferint la calor a l'exterior del dipòsit, on els radiadors dissipen la calor a l'aire. Aquest mètode és eficaç per a transformadors de gran capacitat i càrrega elevada, però requereix la substitució i el manteniment regulars de l'oli, amb la temperatura de l'oli augmentant també a alta calor, la qual cosa pot reduir l'eficiència de refrigeració.
Refrigeració per aire forçat (refrigeració per ventilador): Utilitza ventiladors per bufar aire sobre radiadors muntats fora del dipòsit d'oli del transformador. Aquest mètode és adequat per a transformadors més petits i està influenciat per les condicions ambientals, però els costos de manteniment són baixos.
Refrigeració per aigua: Utilitza radiadors refrigerats per aigua fora del dipòsit d'oli del transformador. La calor es transfereix a l'aigua mitjançant el contacte amb els radiadors. Aquest mètode és molt eficaç per a transformadors grans, però consumeix recursos hídrics i requereix una alta qualitat d'aigua.
Els mètodes de refrigeració dels transformadors solen indicar-se mitjançant una combinació de quatre codis, que reflecteixen les tècniques de refrigeració utilitzades. En les operacions diàries, el personal del sistema elèctric ha d'inspeccionar regularment les condicions del transformador, comprovar la temperatura superior de l'oli i assegurar-se que generalment no superi els 85 graus per evitar una degradació accelerada de l'aïllament. El control regular de la càrrega i el corrent és essencial, ja que els transformadors que funcionen amb sobrecàrregues a llarg termini a l'estiu són més propensos a sobreescalfar-se. Per a càrregues trifàsiques desequilibrades, s'han de fer ajustos oportuns per mantenir una font d'alimentació equilibrada.
Si el sistema de refrigeració integrat d'un transformador no aconsegueix l'efecte de refrigeració desitjat en condicions d'alta temperatura, és possible que el personal de la xarxa elèctrica hagi d'emprar mesures auxiliars com la refrigeració per evaporació o l'intercanvi de calor convectiu.
A més, optimitzar el sistema de refrigeració i adoptar nous mètodes de refrigeració pot millorar l'eficiència.
En conclusió, mitjançant l'ús del propi sistema de refrigeració del transformador, l'enfortiment del control i el manteniment i l'adopció de mètodes de refrigeració innovadors, es pot garantir de manera eficaç el funcionament segur dels transformadors en temps càlids.
