Conservador de Aceite del Transformador: Tipos Estructura y Funciones Explicadas
Introducción al Conservador de Aceite del Transformador
El conservador de aceite es un dispositivo crucial para el almacenamiento de aceite en transformadores. Cuando la carga del transformador aumenta y la temperatura del aceite sube, el aceite aislante dentro del tanque se expande debido al calor, causando que el exceso de aceite fluya hacia el conservador. Por el contrario, cuando la temperatura disminuye, el aceite en el conservador vuelve a fluir hacia el tanque. Este proceso permite una regulación automática del nivel de aceite, permitiendo que el conservador cumpla funciones tanto de almacenamiento como de reabastecimiento, asegurando que el tanque esté siempre lleno de aceite.
Al mismo tiempo, el conservador reduce el área de contacto entre el aceite del transformador y el aire. La humedad, el polvo y los lodos de aceite oxidado absorbidos del aire se depositan en la trampa de sedimentos en la parte inferior del conservador, ralentizando significativamente la degradación del aceite del transformador.
Estructura del Conservador de Aceite
El cuerpo del conservador es un contenedor cilíndrico hecho de placas de acero soldadas, con un volumen aproximadamente del 10% de la capacidad total del tanque. Se monta horizontalmente en la parte superior del tanque y está conectado al tanque principal a través de un tubo por medio de un relé de gas, permitiendo que el nivel de aceite suba y baje libremente con los cambios de temperatura. En condiciones normales de operación, el nivel mínimo de aceite en el conservador debe ser mayor que el elevador del terminal de alta tensión; para terminales con estructura conectada, el nivel mínimo de aceite debe estar por encima de la parte superior del terminal. Un medidor de nivel de aceite de vidrio (o indicador de nivel de aceite) se instala en el lateral del conservador para el monitoreo en tiempo real de los cambios en el nivel de aceite.
Tipos de Conservadores de Aceite
Actualmente, existen tres tipos principales de conservadores de aceite de transformador:
Conservador de tipo cápsula: Cuenta con una cápsula de goma en su interior que aísla el aceite del transformador de la atmósfera externa mientras proporciona espacio para la expansión y contracción térmica.
Conservador de tipo diafragma: Utiliza un diafragma de goma para separar el aceite del aire y proporciona el volumen necesario para la expansión y contracción térmica.
Conservador de tipo corrugado: Emplea un dispositivo de expansión de fuelle metálico para aislar el aceite de la atmósfera y acomodar los cambios en el volumen de aceite. Los conservadores corrugados se dividen en tipos de aceite interno y externo, con el tipo de aceite interno ofreciendo mejor rendimiento pero mayor tamaño.
Métodos de Sellado de Conservadores de Aceite
Conservador de tipo abierto (no sellado): El aceite del transformador está expuesto directamente al aire externo. Este diseño tiene un mal sellado, lo que hace que el aceite sea propenso a la humedad y la oxidación, resultando en un contenido excesivo de humedad y gases, lo que afecta la operación segura del transformador. Este tipo ha sido en gran medida descontinuado y solo se encuentra en algunos transformadores de baja tensión y pequeña capacidad.
Conservador de tipo cápsula: Equipado con una cápsula de goma resistente al aceite en el interior del conservador para aislar el aceite del aire. La cápsula se comunica con la atmósfera a través de un tubo respiratorio y un desecante, expandiéndose y contrayéndose con los cambios en el nivel de aceite. Sin embargo, la cápsula es susceptible a la vejez y a las grietas, permitiendo que la humedad y el aire entren al aceite, lo que lleva a la degradación del aceite, la reducción del rendimiento aislante y el aumento de la pérdida dieléctrica. Se requiere el reemplazo regular de sílice, y en casos graves, puede ser necesario filtrar el aceite o realizar mantenimiento con apagado. Su aplicación está disminuyendo gradualmente.
Conservador de tipo diafragma: Utiliza una estructura de diafragma hecha de dos capas de tela de nailon con goma cloropreno en el medio y recubierta con goma nitrilo en el exterior. Sin embargo, tiene altos requisitos para los procesos de instalación y mantenimiento, con problemas como fugas de aceite y daños en componentes de goma que afectan la seguridad, confiabilidad y limpieza operativa del suministro de energía. Su uso también está disminuyendo gradualmente.
Conservador sellado de tipo corrugado metálico (aceite interno): Utiliza un elemento elástico metálico como compensador, una tecnología madura ampliamente utilizada en sistemas de energía durante más de 20 años, extendiendo la tecnología de expansores metálicos de placa utilizados en transformadores de instrumentos.
Conservador vertical de aceite interno: Utiliza fuelles como contenedores de aceite, con múltiples fuelles conectados en paralelo e instalados verticalmente en una base, con una cubierta antipolvo externa añadida, y la compensación del volumen de aceite lograda mediante el movimiento vertical de los fuelles, con una apariencia predominantemente rectangular.
Conservador horizontal de aceite externo: Utiliza fuelles como vejiga de aire, colocados horizontalmente dentro del cilindro del conservador, con aceite aislante llenado entre el lado exterior de los fuelles y el cilindro, y el interior de los fuelles conectado al aire externo. La compensación del volumen de aceite se logra mediante la expansión y contracción de los fuelles, cambiando el volumen interno del conservador, con una apariencia cilíndrica colocada horizontalmente.
Características del Conservador de Aceite Corrugado Metálico
La cavidad central está equipada con un amortiguador como dispositivo de protección contra la presión, que puede mitigar el impacto de los repentinos aumentos de la presión interna del aceite en el cuerpo del conservador. Cuando la presión alcanza el límite, el núcleo se rompe para liberar la presión, protegiendo el cuerpo del transformador y mejorando la confiabilidad operativa, una característica única no encontrada en otros conservadores.
El núcleo consta de uno o más unidades de fuelles, con una cubierta protectora externa. El exterior del núcleo está expuesto a la atmósfera, facilitando una buena disipación de calor y ventilación, promoviendo la circulación del aceite, reduciendo la temperatura interna del aceite y mejorando la confiabilidad operativa.
El indicador de nivel de aceite se mueve sincronizado con la expansión y contracción del núcleo, ofreciendo alta sensibilidad. Los cambios en el nivel de aceite pueden observarse directamente a través de una ventana de visualización en la cubierta protectora, proporcionando lecturas intuitivas y confiables. Un interruptor de límite para la alarma de nivel de aceite está instalado en la cubierta protectora, cumpliendo con los requisitos de operación sin supervisión.
No hay fenómeno de nivel de aceite falso: Los conservadores tradicionales tienen dificultades para expulsar completamente el aire, lo que puede causar niveles de aceite falsos. Este diseño, con su sensible movimiento del núcleo y una placa de equilibrio de acero que crea una ligera presión positiva, expulsa eficazmente el aire interno hasta alcanzar el nivel de aceite deseado, eliminando los niveles de aceite falso.
Los expansores de fuelles metálicos no son adecuados para los tanques de aceite de los cambia-tensión bajo carga: El cambia-tensión bajo carga, un componente clave del transformador, ajusta frecuentemente la tensión según las condiciones de carga durante la operación. Los arcos generados durante el ajuste llevan a la descomposición del aceite y la producción de gases. El volumen limitado de los expansores de fuelles metálicos totalmente sellados obstaculiza la liberación de gases, requiriendo venting frecuente en el sitio. Por lo tanto, los fabricantes y usuarios no recomiendan el uso de expansores de fuelles metálicos totalmente sellados para pequeños conservadores de cambia-tensión bajo carga.
