Las pérdidas totales de un transformador de 1000 kVA son la suma de las pérdidas en el hierro (1700 W), más las pérdidas en el cobre a plena carga (10500 W), lo que supone un total de 12200 W.
La cantidad de aire necesaria para evacuar el calentamiento
del transformador es:
Siendo:
ce el
calor específico del aire, en J/kg. K
W la
potencia de pérdidas del transformador en W
t0 la
temperatura del aire de entrada
t1 la
temperatura del aire de salida
Utilizaremos
el calor específico del aire seco, 0,238 kcal / kg . K, ó 994,84 J / kg . K, y
un salto térmico entre el aire de entrada y el de salida correspondiente a 15
ºC.
La densidad del aire se obtiene por la fórmula:
donde:
γ: densidad
del aire en kg / m3
p: presión
de la mezcla de aire en atm.
h1:
presión parcial del vapor de agua contenido en la mezcla, en atm.
T:
temperatura absoluta del aire en K
φ: grado de
humedad del aire
y considerando aire seco:
El caudal de
aire a la salida del transformador será:
y sustituyendo W por las pérdidas
totales del transformador, 12200 W, T1 por la temperatura absoluta
correspondiente a 50 ºC (323,15 ºK), temperatura de salida del aire, a la que estará el
caudal que deberá trasegar el extractor, y p
por 1 atm, tenemos:
Se utilizan para ello dos ventiladores HCGB/2-355/J de marca
S&P para asegurar la extracción en el CT de manera redundante, capaces de
desalojar cada uno de ellos un caudal máximo Cmax = 4000 m3/h = 1,11
m3/s, caudal suficiente para la ventilación del CT con un transformador de 1000
kVA.
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Ventilación de Centros de Transformación
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Si el caudal resultante es de 0,844m3/s por qué usa dos ventiladores de 1,11?
ResponderEliminarCon uno solo no bastaría? o dos más pequeños
El texto no indica que se usen los dos ventiladores.
ResponderEliminarSegún indica el texto 1,11 m3/s es caudal suficiente para la ventilación del CT con un transformador de 1000 kVA.
El texto indica también que el otro ventilador es redundante.
Una buena pregunta hubiera sido: ¿por qué tal redundancia?.
Saludos
¿Por qué 1 ventilador, redundante?
EliminarEn las condiciones indicadas en el texto con un solo ventilador sería suficiente. Pero estas condiciones no son reales ya que los datos de pérdidas (12200 W a plena carga) y factor de potencia, son dados por el fabricante a 20 ºC, como es sabido, las pérdidas se elevan con la temperatura ambiente (que es el caso del ejemplo), en tal supuesto el transformador estaría trabajando sobrecargado.
Por tanto, no estaría de más un ventilador redundante en el CT si tenemos en cuenta detalles, muy comunes, que no se han se han tenido en cuenta en este ejemplo. Por ejemplo detalles tales como:
El factor de carga del propio CT
Armónicos de la red
El detrimento del factor de potencia
Resistencia al flujo de aire de las rejillas de ventilación, paredes, techo, etc.
ETC.
Para más detalles, ver los siguiente posts de este blog
Ventilación de centros de Transformación
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/07/ventilacion-de-centros-de-transformacion.html
Factores de carga de los transformadores instalados en CT’s prefabricados
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2016/08/factores-de-carga-de-los.html
Mi transformador se calienta mucho y está trabajando a menos del 75% de carga (1º escenario)
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/06/mi-transformador-se-calienta-mucho.html
Iden (2º escenario):
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/06/mi-transformador-se-calienta-mucho_30.html
Iden (3º escenario):
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/06/mi-transformador-se-calienta-mucho_77.html
Iden (4º escenario):
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/06/mi-transformador-se-calienta-mucho_56.html
Saludos
Respecto a la temperatura absoluta en kelvin, no acabo de ver de donde sale el valor 353.15 kelvin, no serían 273.15+50 = 323.15 kelvin??
ResponderEliminarEfectivamente, tiene Vd razón, existe un error de transcripción que ya está corregido, debe decir 323,15 en lugar de 353,15.
ResponderEliminarGracias
Buenas tardes:
ResponderEliminarMuchas gracias por hacer públicos sus conocimientos. En estos momentos estoy trabajando con las mismas hipótesis de partida en un CT subterráneo, de ahí que deba ventilarlo de forma forzada.
Mi pregunta es la siguiente, cómo ha obtenido las pérdidas en W, están normalizadas o se calculan de alguna manera?. En mi caso estoy trabajando con un transformador de 630 kVA.
Un saludo y gracias otra vez.
Las pérdidas de los transformadores de distribución están normalizadas, ademas, los fabricantes las exponen en sus catálogos y en el caso de transformadores ya fabricados se obtienen por medidas en sus laboratorios de ensayo y las reflejan en el correspondiente protocolo de ensayos de cada transformador.
EliminarMuchas gracias! Duda resuelta. Un saludo!
EliminarBuenas Tardes, como seria el calculo para un transformador en aceite, donde las perdidas totales suman 4500 W , se considera las perdidas como en los transformadores secos? o hay un factor de enfriamiento por los radiadores y el aceite.
ResponderEliminarsaludos
EliminarLos valores de pérdidas en los transformadores trifásicos en baño de aceite y secos para distribución en baja tensión hasta 2500 kVA, deben ser como máximo los indicados en las normas de obligado cumplimiento EN 21428 y EN 21538 para transformadores en baño de aceite y secos respectivamente.
Los fabricantes exponen en sus catálogos tablas para las diferentes potencias de estas pérdidas máximas descritas en las mencionadas normas.
Al margen de lo descrito en las normas, el usuario puede optar por pérdidas inferiores a las descritas en las normas, con costes lógicamente superiores.
Para una misma potencia e iguales pérdidas, un transformador de aceite se calentara mucho menos que uno seco debido a la refrigeración por aceite y mayor superficie de radiación del calor a la atmósfera exterior gracias a los radiadores. Por ello la clase térmica de sus aislantes es suficiente con que sea de la clase A cuyo límite de calentamiento está en los 105 ºC, en cambio en los transformadores secos encapsulados en resina epoxi, al calentarse más y no disponer de líquidos refrigerantes ni radiadores, sus aislantes corresponden a la clase térmica F que soportan mucho más el calor y cuyo límite está en los 155 ºC.
Son tecnologías muy distintas, tanto en su proyecto en donde la disipación del calor debido a las pérdidas son un factor determinante para su rendimiento y dimensionado.
Saludos