¿Cuál es la diferencia entre un transformador de aceite y uno seco?

Los transformadores desempeñan un papel vital en todo el sistema eléctrico. Potentes y versátiles, desempeñan numerosas funciones, como la conversión de tensión, la transmisión de energía y el funcionamiento estable de la red. los transformadores sumergidos en aceite y de tipo seco son los tipos más comunes y utilizados, y se encuentran actualmente en grandes centrales eléctricas y sistemas de distribución urbana.

Con la tendencia hacia redes eléctricas inteligentes, ecológicas y energéticamente eficientes, los transformadores sumergidos en aceite y secos se han convertido en la opción preferida. Este artículo se centrará en las diferencias entre los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores de tipo seco, ayudándole a evitar errores en la selección, comparación y aplicación, y a comprender realmente sus diferencias y su valor.

¿Qué es un transformador sumergido en aceite?

En transformador sumergido en aceite es un transformador de potencia que utiliza aceite aislante como medio aislante y refrigerante. Sus componentes internos consisten principalmente en un núcleo de hierro, bobinados, estructura de aislamiento, depósito de aceite y accesorios. Durante el funcionamiento, la corriente que circula por los devanados genera calor. El aceite aislante no sólo proporciona aislamiento eléctrico, sino que también disipa el calor, disipándolo por convección o circulación natural, manteniendo así un funcionamiento estable.

Los transformadores sumergidos en aceite son una tecnología madura con una larga historia de aplicaciones. Actualmente son el tipo de transformador más utilizado en todo el mundo y desempeñan un papel insustituible en los sistemas de redes eléctricas de media, alta tensión y gran capacidad.

¿Qué es un transformador de tipo seco?

Transformadores de tipo seco utilizan aire u otros materiales aislantes sólidos como refrigeración y aislamiento en lugar de aceite aislante líquido. Entre las estructuras más comunes se encuentran el aislamiento por colada de resina epoxi y el aislamiento por impregnación a presión de vacío (VPI).

Los transformadores de tipo seco carecen de medio oleoso, lo que elimina los riesgos de fugas de aceite, combustión y contaminación ambiental. Son más respetuosos con el medio ambiente y más seguros, lo que los hace especialmente adecuados para su uso en edificios públicos, espacios subterráneos y zonas densamente pobladas. Su desventaja es su capacidad y niveles de tensión relativamente limitados. Sin embargo, con los avances tecnológicos, el rendimiento de los transformadores de tipo seco sigue mejorando, y su aplicación en el mercado se está ampliando gradualmente.

Tipos de transformadores sumergidos en aceite y secos

1. Tipos de transformadores sumergidos en aceite

Inmersión convencional en aceite: Depende de la circulación natural del aceite para disipar el calor.

Totalmente sellado: Evita que el aceite entre en contacto con el aire, minimizando su degradación.

Circulación forzada de aceite con refrigeración por aire: Adecuado para equipos de gran capacidad, ofrece una disipación del calor más rápida.

Circulación forzada de aceite con refrigeración por agua: Se utiliza en aplicaciones de capacidad ultraelevada, como las redes eléctricas UHV.

2. Tipo seco Tipos de transformadores

Fundición de resina epoxi: Los bobinados están completamente encapsulados en resina, lo que proporciona resistencia a la humedad y al polvo.

Impregnación por presión al vacío VPI: Aumenta la permeabilidad de la resina, lo que mejora el aislamiento.

No encapsulado: Refrigerado por convección de aire, adecuado para aplicaciones con requisitos medioambientales menos estrictos.

Gama de tamaños y características de diseño

El tamaño de los transformadores varía considerablemente en función de la capacidad, el nivel de tensión y el método de refrigeración.

Transformadores sumergidos en aceite: Suelen ser más grandes, requieren un depósito de aceite, tubos de refrigeración o un radiador y ocupan un espacio mayor. Las capacidades oscilan entre decenas de kilovoltios-amperios y cientos de megavoltios-amperios.

Transformadores de tipo seco: Al eliminar el depósito de aceite, son más compactos y adecuados para instalaciones interiores donde el espacio es limitado. Sin embargo, sus capacidades suelen oscilar entre varios cientos de kilovoltios-amperios y decenas de megavoltios-amperios.

Los transformadores de tipo seco ofrecen ventajas significativas en entornos de instalación restringidos, mientras que los transformadores sumergidos en aceite son más económicos y fiables para la transmisión y distribución de alta potencia.

Ventajas e inconvenientes de los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores de tipo seco

1. Transformador sumergido en aceite

Ventajas:

Excelente disipación del calor: El aceite para transformadores disipa eficazmente el calor, por lo que es adecuado para aplicaciones de gran capacidad y alta tensión.

Excelente rendimiento eléctrico: El aceite tiene una alta resistencia dieléctrica, lo que mejora la capacidad general de tensión soportada del equipo.

Larga vida útil: Con un mantenimiento adecuado, puede funcionar de forma estable durante 20-30 años.

Gran capacidad de sobrecarga: La refrigeración por aceite es eficiente, lo que permite una buena adaptabilidad a las fluctuaciones de carga de la red.

Amplia gama de capacidades: Capaz de capacidades ultra grandes (de cientos de kVA a cientos de MVA).

Desventajas:

Riesgo de fuga de aceite e incendio: El aceite aislante es un medio inflamable, lo que supone un riesgo potencial de contaminación ambiental durante el funcionamiento.

Gran tamaño y peso: Requiere un gran espacio de instalación.

Elevados requisitos de mantenimiento: Es necesario comprobar periódicamente la calidad del aceite para evitar el envejecimiento y la humedad.

No apto para interiores o zonas concurridas: La mayoría se instalan en exteriores o en subestaciones independientes.

2. Transformador seco

Ventajas:

Seguro y respetuoso con el medio ambiente: El diseño sin aceite elimina el riesgo de fugas de aceite, incendios y contaminación ambiental.

Instalación flexible: Puede instalarse directamente en interiores, sótanos o edificios altos. Fácil mantenimiento: Prácticamente sin mantenimiento, no requiere cambios regulares de aceite.

Excelente resistencia al choque por cortocircuito: La estructura de resina fundida puede soportar importantes tensiones eléctricas y mecánicas.

Gran resistencia al fuego: La resina epoxi es autoextinguible, por lo que es adecuada para lugares con estrictos requisitos de protección contra incendios.

Desventajas:

Mala disipación del calor: La eficiencia de la refrigeración por aire es baja, lo que la hace inadecuada para un funcionamiento de gran capacidad y corriente.

Ruido de funcionamiento relativamente alto: Puede afectar negativamente a los entornos silenciosos.

Capacidad limitada: Generalmente se utiliza por debajo de 2500kVA.

Mayor coste: Los costes de fabricación y adquisición son superiores a los de los tipos sumergidos en aceite.

Se ve afectado significativamente por el medio ambiente: El rendimiento del aislamiento puede degradarse en condiciones de humedad elevada.

¿Por qué utilizar transformadores sumergidos en aceite y de tipo seco?

Los transformadores sumergidos en aceite presentan las siguientes ventajas: alta fiabilidad, gran capacidad, larga vida útil y alta rentabilidad.

Los transformadores de tipo seco presentan las siguientes ventajas: seguridad, protección del medio ambiente, excelente resistencia al fuego e idoneidad para zonas densamente pobladas.

Los distintos tipos de transformadores satisfacen las necesidades energéticas de diferentes escenarios, razón fundamental por la que ambos pueden coexistir durante mucho tiempo.

Comparación de las aplicaciones de los transformadores sumergidos en aceite y secos

1. Transformadores sumergidos en aceite Aplicaciones

Grandes centrales eléctricas y subestaciones

Redes de transmisión de alta tensión

Distribución de energía en exteriores para empresas industriales y mineras

Nuevas instalaciones energéticas, como centrales eólicas y fotovoltaicas

2. Transformador seco Aplicaciones

Complejos comerciales y edificios de oficinas

Lugares públicos como hospitales, escuelas y metros

Edificios altos y zonas residenciales

Centros de datos y talleres de fabricación de productos electrónicos

Se puede observar que los transformadores sumergidos en aceite son más adecuados para aplicaciones exteriores de alta potencia, mientras que los transformadores de tipo seco son más adecuados para aplicaciones interiores de seguridad crítica.

Cómo utilizar un megóhmetro para medir el rendimiento de aislamiento de transformadores sumergidos en aceite y de tipo seco？

1. Transformador sumergido en aceite

Desconecte la fuente de alimentación y confirme que el transformador está totalmente descargado. Seleccione un megaóhmetro con una tensión adecuada (normalmente 500 V o 1000 V).

Compruebe la resistencia de aislamiento de los devanados de alta y baja tensión a tierra y entre devanados.

Registra los valores de aislamiento y compáralos con una norma.

2. Transformador seco

Además, desconecte la fuente de alimentación y asegúrese de que está descargada.

Utilice un megóhmetro para comprobar el aislamiento entre los devanados y tierra y entre los devanados.

Los transformadores de tipo seco suelen tener una mayor resistencia de aislamiento. Tenga en cuenta los efectos de la temperatura y la humedad al realizar mediciones.

Cómo elegir un transformador sumergido en aceite o de tipo seco？

En función de las necesidades de capacidad: Los transformadores sumergidos en aceite se prefieren para grandes capacidades, mientras que los transformadores de tipo seco se prefieren para pequeñas capacidades.

En función del entorno de instalación: Los transformadores sumergidos en aceite son preferibles para uso exterior y los transformadores de tipo seco para uso interior.

En función de los requisitos de seguridad: Los transformadores de tipo seco son preferibles para zonas densamente pobladas.

En función del presupuesto: Los transformadores sumergidos en aceite son más baratos, mientras que los de tipo seco son más caros.

En función de la vida útil y el mantenimiento: Los transformadores sumergidos en aceite tienen una vida útil más larga, pero requieren un mantenimiento de calidad del aceite. Los transformadores de tipo seco son más fáciles de mantener, pero tienen una vida útil algo más corta.

Principales diferencias entre los transformadores sumergidos en aceite y los de tipo seco

Método de refrigeración: Petróleo vs. Aire

Medio aislante: Aceite aislante frente a resina sólida/aire

Entorno de instalación: Exterior vs. Interior

Método de mantenimiento: Inspección de la calidad del aceite frente a una simple limpieza

Vida útil: Los transformadores sumergidos en aceite suelen tener una vida útil más larga

Análisis comparativo de transformadores sumergidos en aceite y de tipo seco

Recomendaciones de uso

Empresas industriales y compañías eléctricas: Recomendamos los transformadores sumergidos en aceite por su eficiencia económica y su funcionamiento estable.

Hospitales, centros comerciales, metro, etc: Recomendamos los transformadores de tipo seco por su seguridad y protección del medio ambiente.

Centros de datos de gama alta: Elija transformadores de tipo seco, silenciosos y respetuosos con el medio ambiente.

Análisis del tamaño del mercado

Nota：Este es un gráfico lineal de la cuota de mercado de los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores de tipo seco de 2018 a 2024. Se puede ver claramente que la cuota de los transformadores sumergidos en aceite está disminuyendo año tras año, mientras que la de los transformadores de tipo seco está aumentando gradualmente. La tendencia del mercado se inclina hacia los productos de tipo seco, seguros y respetuosos con el medio ambiente.

Mercado mundial: Para 2030, se espera que el mercado mundial de transformadores supere los 140.000 millones de dólares, con los transformadores sumergidos en aceite representando aproximadamente 60% y los transformadores de tipo seco aproximadamente 40%, con la diferencia reduciéndose gradualmente.

Mercado chino: Como mayor consumidor de electricidad del mundo, los transformadores sumergidos en aceite siguen dominando el mercado chino, pero la demanda de transformadores de tipo seco está creciendo rápidamente en la urbanización, los edificios inteligentes y el tránsito ferroviario.

Futuras tendencias de desarrollo

Alta eficiencia y ahorro energético: Aplicación de láminas de acero al silicio de bajas pérdidas y nuevos núcleos.

Materiales respetuosos con el medio ambiente: Sustituya el aceite mineral por aceite vegetal aislante.

Supervisión inteligente: Equipado con sensores y el Internet de las Cosas para la supervisión del estado.

Optimización del mercado: La cuota de transformadores de tipo seco aumenta año tras año, adaptándose al desarrollo urbano ecológico.

Conclusión

Los transformadores sumergidos en aceite son adecuados para sistemas de transmisión y distribución de alta tensión de gran capacidad en exteriores, mientras que los transformadores de tipo seco son más adecuados para aplicaciones en interiores con mayores requisitos de seguridad.

Con la creciente tendencia hacia la protección del medio ambiente y la tecnología inteligente, el mercado de los transformadores de tipo seco crece rápidamente y se hace más popular en el mercado de consumo. Sin embargo, los transformadores sumergidos en aceite siguen desempeñando un papel vital en las redes troncales de energía y en los proyectos energéticos a gran escala. Ambos se complementan y contribuyen conjuntamente al funcionamiento seguro y estable de los sistemas eléctricos mundiales.