La gradiente de temperatura y su relación con las características operativas del transformador de distribución

Abstract

El mantenimiento y la operación de los transformadores consisten en un conjunto de procedimientos que están relacionados con sus circuitos eléctricos, magnéticos, mecánicos y principalmente dieléctrico y en este último la presencia del aceite como elemento aislante y refrigerante que se encarga de intercambiar temperaturas ocasionadas por las pérdidas en el material magnético y los devanados principalmente. Esta tesis presentada en primer lugar analiza mediante el enfoque de sistemas las causas y los efectos ocasionadas por las pérdidas en el núcleo y en el cobre del transformador y que se relacionan directamente con la gradiente de temperatura; es decir, el incremento de la temperatura en las componentes del transformador en los circuitos dieléctricos especialmente; en segundo lugar se determina la correlación que tiene la transferencia de calor con las características operativas del transformador, siendo el objetivo determinar la correlación de la gradiente de temperatura con las características operativas del transformador de distribución. Se demuestra que existe alta correlación r y positiva entre la gradiente de temperatura y la variabilidad de carga, así como el coeficiente de determinación. También se diseñó los modelos gráficos de distribución de temperatura para diferentes casos, precisando los valores de la gradiente de temperatura; en el modelo están señalados entre otros la temperatura de los puntos críticos importantes como son: Temperatura del aceite en la parte inferior y superior del tanque, temperatura en el nivel inferior y superior los devanados, temperatura del punto más caliente del devanado, temperatura del medio ambiente y temperaturas promedio. Se diseñó un programa en Matlab para el dimensionamiento del transformador, especialmente para determinar las pérdidas en el núcleo y en el cobre, así como determinar la transferencia de calor y la eficiencia del transformador. El programa utiliza como datos de entrada las “variables de dimensionamiento” y tiene como contenido: 4 tablas de apoyo; 80 ecuaciones de cálculo; manual de características de material magnético con equivalencias de marcas, normas y dimensiones.