viernes, 7 de agosto de 2015

Hoja de cálculo Excel sobre la evolución de la temperatura con la carga en Transformadores secos (versión campo)



Esta versión campo difiere de la versión laboratorio publicada también en este blog, en esta versión la hoja de cálculo tiene habilitadas unas celdas de color verde donde deberán disponerse las pérdidas del transformador y la temperatura ambiente del lugar donde está ubicado, concretamente:

Celda E5: Potencia del Transformador en kVA,
Celda D7: Temperatura ambiente del local o envolvente donde se encuentra el transformador,
Celda D9: Pérdidas en vacío del Transformador en W,
Celda D10: Pérdidas en carga del Transformador en W y a 120 ºC,
Celda D11: Representa la diferencia de temperatura existente entre el punto más caliente de los bobinados (donde están situadas las sondas de temperatura) con la temperatura media de los mismos, está diferencia suele ser de 15 ºC y puede variar algún grado dependiendo de la situación de las sondas en el bobinado o lo que es lo mismo, dependiendo del fabricante del transformador, normalmente no será necesario cambiar este valor.

Con estos datos es suficiente para obtener de forma muy aproximada los valores de la temperatura que deben indicar las sondas dependiendo de la carga del transformador y de la temperatura ambiente, no se tienen en cuenta otros factores que pueden alterar estos valores de temperatura, tales como, los producidos por la existencia de corrientes armónicas en la instalación, sobrecargas o sobreexcitación del núcleo magnético, para evitar este último problema verificar que la toma de regulación del transformador se corresponde con la tensión de la red de MT, (es preferible que la tensión de toma sea algo superior a la tensión de red que a la inversa, para evitar el calor producido por sobreflujo y ruidos excesivos en el transformador).

Datos que calcula la hoja, ejemplo de aplicación:

La hoja toma como ejemplo un transformador de 2500 kVA (celda verde E5) seco encapsulado refrigeración AN, según norma UNE 21 538.

Debemos consultar las pérdidas en el protocolo de ensayos entregado por el fabricante junto con el transformador; en el caso que el transformador esté fabricado según la norma UNE 21538 se pueden obtener estas pérdidas de la tabla que se dispone en la hoja de cálculo.

De dicha tabla se han tomado las pérdidas en vació del transformador de 2500 kVA serie 24 kV que corresponden a:

-          Pérdidas en vacío de 5000 W (celda D9),  
-          Pérdidas en carga (celda D10),
-          Temperatura ambiente (celda D7) en la que hemos tomado 20 ºC

Normalmente, no tendremos que cambiar el valor de 15 ºC de la celda D11.

La columna de la celda B14 da los porcentajes de carga del transformador que quieren consultarse.

La temperatura que marcaran las sondas cuando el transformador trabaje, por ejemplo, al 70% de carga (celda B 22), nos vendrá dada en la celda E 22 que indica 96 ºC de temperatura en las sondas. Si variamos la temperatura ambiente de 20 ºC a 40 ºC en la casilla D7 observamos que las sondas ahora marcan 116 ºC en la misma casilla E 22.

De igual forma procederemos para el resto de porcentajes de carga.

Obsérvese que la columna correspondiente a la celda C14 nos indica las pérdidas totales del transformador al porcentaje de carga elegido, por ejemplo, el transformador tiene unas pérdidas totales de 16270 W cuando trabaja al 70% de carga (celda C 22).

La columna de la celda D14 Kmedio, da los valores del calor medio de los devanados en valor absoluto.

Y por último la columna de la celda D14 nos da la temperatura que indicarán las sondas en el punto más caliente de los devanados del transformador, donde están instaladas.

El error posible se encuentra en el tramo de 0% a 20% que puede variar hasta en + 3ºC, en el tramo de 30 a 40% puede variar en + 2 ºC y ninguna desviación apreciable debe encontrarse entre el 50 y el 100% de la carga.

Por último, la hoja muestra la curva que relaciona la temperatura de las sondas con la carga del Transformador.

 Estas instrucciones están disponibles en pdf en la siguiente URL:


La hoja de cálculo Excel puede descargarse en la siguiente URL:




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