¿Por qué utilizar placas guía (deflectores de flujo de aceite) para la refrigeración en las bobinas de transformador con circulación natural de aceite?

En los transformadores de circulación natural de aceite (ONAN/ONAF, etc.), las placas guía (también llamadas deflectores de aceite) se instalan ampliamente en los devanados como estructura de refrigeración, principalmente para abordar el problema del cortocircuito del flujo de aceite dentro del transformador. Obligan al aceite refrigerante a fluir a través de los conductos horizontales entre las bobinas de disco, reduciendo así significativamente la "temperatura de punto caliente" de los devanados.

Las razones específicas y los mecanismos de refrigeración son los siguientes:

1. Abordar el "cortocircuito del flujo de aceite" bajo convección natural

En las estructuras de bobinas convencionales sin placas guía (como los devanados de disco continuos o entrelazados), el aceite refrigerante depende principalmente de la flotabilidad (efecto de termosifón) generada por la expansión térmica para elevarse de forma natural.

• Disparidad de resistencia: Los conductos verticales de aceite en los lados interior y exterior del devanado tienen grandes áreas de sección transversal y, por lo tanto, baja resistencia al flujo, mientras que los conductos horizontales entre bobinas de disco adyacentes son estrechos y ofrecen una alta resistencia al flujo.

• Fenómeno de cortocircuito: A medida que el aceite refrigerante asciende, tiende naturalmente a seguir el camino de menor resistencia —los conductos verticales—, evitando efectivamente los pasos horizontales. Como resultado, el flujo de aceite dentro de las bobinas de disco (especialmente en el interior de los conductos horizontales) se vuelve extremadamente lento o incluso estancado. El calor no puede ser disipado eficazmente, creando un alto riesgo de puntos calientes locales peligrosos.

Vziman Transformador de circulación natural de aceite Serie SZ

2. Desviación de flujo forzado por placas guía (flujo de aceite en forma de S o Z)

Para superar este régimen de flujo ineficiente, se colocan deflectores aislantes (placas guía) de forma alternada en los conductos verticales a intervalos regulares a lo largo de la altura del devanado.

• Alteración de la trayectoria del flujo: Las placas guía bloquean el paso vertical directo, obligando al aceite ascendente impulsado por la flotabilidad a cambiar de dirección. Debe fluir horizontalmente a través de los conductos horizontales entre las bobinas de disco y luego desviarse hacia el conducto vertical del lado opuesto para continuar su ascenso.

• Creación de un flujo serpenteante: Al disponer alternadamente placas guía en los conductos verticales interior y exterior, el aceite se ve obligado a seguir una trayectoria en zigzag en forma de "Z" o "S", eliminando eficazmente las zonas muertas de flujo.

3. Ventajas clave de ingeniería obtenidas

• Reducción significativa de la temperatura de punto caliente: Forzar al aceite a fluir transversalmente a través de las superficies de las bobinas disipa rápidamente el calor desde el interior de los devanados, suprimiendo eficazmente el sobrecalentamiento local y protegiendo la vida útil del papel aislante.

• Coeficiente de transferencia de calor por convección mejorado: Las placas guía reducen la sección transversal de flujo, aumentando la velocidad del aceite a través de los conductos horizontales. Esto fortalece el intercambio de calor por convección entre el aceite y las superficies de las bobinas, mejorando la disipación de calor general.

• Distribución de temperatura más uniforme: El gradiente de temperatura general desde la parte inferior hasta la superior del devanado se vuelve más suave, reduciendo la tensión térmica.

• Aumento de la capacidad y vida útil del transformador: Sin añadir potencia externa (es decir, sin bombas de aceite para circulación forzada) ni aumentar el tamaño del transformador, esta optimización estructural interna por sí sola mejora significativamente la eficiencia de refrigeración, aumentando directamente la capacidad de sobrecarga y la vida útil del aislamiento.

Resumen: La instalación de placas guía en transformadores de circulación natural de aceite equivale a lograr una "guía de flujo dirigido interno" dentro de un sistema pasivo de convección natural. Esta mejora estructural de bajo costo y alto beneficio se ha convertido en una característica estándar indispensable en el diseño de refrigeración de bobinas de transformadores modernos de media y gran capacidad.

Sobre la base de la eficiente disipación de calor de la circulación natural de aceite con placas guía, el transformador Vziman incorpora además un diseño sellado integrado (reducción del 15% en volumen) y un núcleo de bajas pérdidas, logrando una notable mejora de la eficiencia energética de más del 8% tanto en las pérdidas en vacío como en carga.

Equipado con un módulo de regulación de voltaje inteligente de alta precisión integrado (≤±0.5%) y un sistema de monitoreo avanzado, garantiza una alta fiabilidad y un funcionamiento de bajo ruido (≤55 dB) al tiempo que reduce significativamente los costos de mantenimiento a largo plazo. Este producto es una opción ideal para centrales eléctricas, subestaciones y empresas industriales/mineras que buscan tanto un alto rendimiento como beneficios económicos.
Editado desde: Echo