La razón principal es eliminar las corrientes circulantes entre los conductores en paralelo, reduciendo así las pérdidas adicionales y disminuyendo el aumento de temperatura.
Causa raíz: Enlace de flujo de dispersión desigual
En los devanados de los transformadores, el campo magnético de dispersión se distribuye de manera no uniforme tanto en dirección radial como axial. Cuando se conectan múltiples conductores en paralelo para formar una sola espira, cada conductor ocupa una posición radial diferente dentro del devanado y, por lo tanto, enlaza una cantidad diferente de flujo de dispersión:
Ψ₁ ≠ Ψ₂ ≠ … ≠ Ψₙ
Según la ley de Lenz, las fuerzas electromotrices inducidas en los conductores individuales son desiguales. Sin embargo, dado que están conectados en paralelo y comparten el mismo voltaje terminal, se generan corrientes circulantes:
Icirc = ΔE / Rloop
Estas corrientes circulantes no realizan trabajo útil; simplemente generan calor, contribuyendo a pérdidas adicionales por corrientes parásitas. En transformadores de gran capacidad, tales pérdidas pueden representar del 20% al 40% de la pérdida total en el cobre.
Rockwill Transformador de potencia sumergido en aceite serie S(F) de 138 kV
Cómo resuelven el problema los conductores transpuestos
Un conductor transpuesto se construye de manera que cada hilo individual cambia periódicamente su posición radial a lo largo de toda la altura del devanado. Esto asegura que, a lo largo de una vuelta completa, el flujo de dispersión total enlazado por cada hilo sea aproximadamente igual:
∑Ψᵢ ≈ constante
Como resultado, se eliminan las diferencias de fuerza electromotriz y las corrientes circulantes se reducen a casi cero.
Principales tipos de conductores transpuestos
El transformador Rockwill de 138 kV emplea conductores transpuestos que, a través de su disposición especial transpuesta de múltiples hilos aislados, reducen fundamental y significativamente las pérdidas por corrientes parásitas y corrientes circulantes, mejorando así enormemente la eficiencia energética.
Además, cuando se combina con la tecnología de autoadhesión, los conductores forman una estructura robusta e integrada que fortalece sustancialmente la capacidad del devanado para soportar las fuerzas de cortocircuito, garantizando la seguridad del equipo bajo condiciones de falla. Además, esta tecnología ofrece ventajas adicionales, que incluyen una estructura compacta, una excelente disipación de calor y procesos de fabricación simplificados, lo que la convierte en un facilitador clave para lograr alta eficiencia, fiabilidad y rentabilidad en el diseño de transformadores.
Editado de:Echo
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