{"id":10774,"date":"2026-08-29T23:43:17","date_gmt":"2026-08-29T15:43:17","guid":{"rendered":"https:\/\/q8bbzjnpm5.wpdns.site\/?p=10774"},"modified":"2026-08-29T23:43:17","modified_gmt":"2026-08-29T15:43:17","slug":"main-transformer-cooling-methods-a-variety-of-technologies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/es\/news\/main-transformer-cooling-methods-a-variety-of-technologies\/","title":{"rendered":"M\u00e9todos de Enfriamiento de Transformadores Principales: Una Variedad de Tecnolog\u00edas"},"content":{"rendered":"

A mediados de julio, un ingeniero de subestaci\u00f3n se encuentra en el patio de transformadores de una calurosa y polvorienta ciudad portuaria del Medio Oriente, monitoreando una se\u00f1al alarmante en la pantalla. La temperatura del devanado ha alcanzado los 118\u00baC y sigue aumentando en un transformador con un aumento de temperatura de 65 K y una capacidad de 50 MVA. Han pasado menos de dos a\u00f1os desde la instalaci\u00f3n y el transformador ha estado bajo alta carga durante un verano implacablemente caluroso y r\u00e9cord. Parece que el sistema de enfriamiento natural por aceite del transformador no puede eliminar el calor del tanque del transformador. El ingeniero se enfrenta al dilema que cualquier propietario de un gran transformador tiene que resolver alg\u00fan d\u00eda: podr\u00eda ya sea modernizar el sistema de enfriamiento del transformador, reducir su capacidad o estar preparado para una vida \u00fatil m\u00e1s corta de la unidad. Cabe se\u00f1alar que el enfriamiento no es un mero problema de mantenimiento. Es una consideraci\u00f3n de ingenier\u00eda que determina la capacidad del tanque del transformador y la vida \u00fatil del aislamiento el\u00e9ctrico.<\/p>\n

El art\u00edculo presenta todas las tecnolog\u00edas de enfriamiento de transformadores disponibles, incluyendo enfriamiento ONAN, enfriamiento ONAF, enfriamiento OFAF, enfriamiento ODWF y nuevas soluciones como soluciones de modernizaci\u00f3n de aire y tubos de calor.<\/p>\n

En pocas palabras: Los m\u00e9todos de enfriamiento para transformadores se definen por los c\u00f3digos de cuatro letras de la norma IEC: ONAN, ONAF, OFAF, OFWF y ODWF. El l\u00edmite t\u00e9rmico est\u00e1 determinado por el aumento promedio m\u00e1ximo en la temperatura del devanado, generalmente 65 K para transformadores sumergidos en aceite seg\u00fan IEC 60076-2 y IEEE C57.12.00. La instalaci\u00f3n de ventiladores de aire forzado en un transformador ONAN generalmente proporciona un aumento de capacidad continua de alrededor de 20-33%; la aplicaci\u00f3n completa de enfriamiento por aceite forzado puede aumentar el suministro de electricidad en 40-50% en comparaci\u00f3n con un dispositivo autocalentado.<\/p><\/blockquote>\n

\"M\u00e9todos<\/p>\n

\n

Por qu\u00e9 el enfriamiento determina la salida del transformador.<\/h2>\n

Los transformadores transforman la energ\u00eda el\u00e9ctrica de manera muy eficiente, pero incluso el 1 al 3 % de potencia que se convierte en calor implica una enorme cantidad de p\u00e9rdida. Por ejemplo, un transformador con una capacidad de 50 MVA y funcionando con una eficiencia del 99 % tiene una p\u00e9rdida de calor de aproximadamente 500 kW de manera continua, lo que es suficiente para calentar una casa peque\u00f1a. El calor generado solo tiene un camino por donde ir: es a trav\u00e9s del sistema de aislamiento hacia el aceite o aire, luego hacia la pared y los radiadores del tanque y finalmente hacia el agua o aire circundante. Este proceso de eliminaci\u00f3n de calor establece un l\u00edmite superior en el rendimiento continuo del transformador medido en kVA.<\/p>\n

El calor es un enemigo de los transformadores. La principal causa del envejecimiento del aislamiento sigue el principio de Arrhenius: cada aumento de la temperatura de 6-10 K por encima de la temperatura esperada del punto caliente reduce a la mitad la vida \u00fatil esperada del aislamiento. Un transformador dise\u00f1ado para un aumento promedio de temperatura de 65 K y que trabaja a 80 K no solo empeorar\u00e1 significativamente su rendimiento, sino que tambi\u00e9n consumir\u00e1 su vida \u00fatil de dise\u00f1o muy r\u00e1pidamente, causando que pierda a\u00f1os de vida cada mes.<\/p>\n

Decodificando el c\u00f3digo de enfriamiento y los principales m\u00e9todos de enfriamiento.<\/h2>\n

El proceso de enfriamiento se identifica de acuerdo con la nomenclatura est\u00e1ndar de cuatro letras definida en IEC 60076-2 e IEEE C57.12.00: la primera letra indica el medio extremadamente importante que entra en contacto con los devanados (o = aceite, k = l\u00edquido con punto de inflamaci\u00f3n superior a 300\u00b0, a = aire), la segunda letra nos informa sobre la forma en que se circula este medio (n = naturalmente, f = circulaci\u00f3n forzada artificialmente, d = circulaci\u00f3n dirigida), la tercera letra se refiere al medio con el que el aparato interact\u00faa (a = aire, w = agua) y la letra final se refiere a la forma en que se lleva a cabo la circulaci\u00f3n (n = naturalmente, f = artificialmente).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
C\u00f3digo de Enfriamiento<\/th>\nC\u00f3mo Funciona<\/th>\nAumento de Calificaci\u00f3n T\u00edpico vs. ONAN<\/th>\nTama\u00f1o T\u00edpico del Transformador<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
ONAN<\/td>\nEl aceite circula por convecci\u00f3n natural; el calor se irradia al aire quieto<\/td>\nL\u00ednea base<\/td>\nHasta ~5 MVA (una etapa); las unidades grandes est\u00e1n clasificadas como ONAN a carga reducida<\/td>\n<\/tr>\n
ONAF<\/td>\nAgrega ventiladores de radiador; aire soplado a trav\u00e9s de las superficies de enfriamiento<\/td>\n+20 a +33%<\/td>\n5-100 MVA<\/td>\n<\/tr>\n
OFAF<\/td>\nLas bombas de aceite fuerzan la circulaci\u00f3n; los ventiladores fuerzan el aire sobre los radiadores<\/td>\n+40 a +50%<\/td>\n50-300 MVA<\/td>\n<\/tr>\n
OFWF<\/td>\nAceite bombeado a trav\u00e9s de un intercambiador de calor enfriado por agua<\/td>\n+40 a +50%, huella compacta<\/td>\nUnidades grandes donde el agua est\u00e1 disponible<\/td>\n<\/tr>\n
ODWF \/ ODAN \/ ODAF<\/td>\nFlujo de aceite dirigido a trav\u00e9s de los canales de devanado; ventiladores o agua externamente<\/td>\nHasta +60% en el dise\u00f1o dirigido<\/td>\n100 MVA y m\u00e1s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Las calificaciones de m\u00faltiples etapas se utilizan rutinariamente en la compra de transformadores de potencia, por ejemplo, ONAN\/ONAF\/ONAF o la combinaci\u00f3n de ONAN\/ONAF\/ONAF\/ONAF, y permiten a los operadores encender los ventiladores a medida que aumenta la carga. Por ejemplo, un transformador con una potencia de 60 MVA puede estar clasificado en 40 MVA como ONAN, en 50 MVA como ONAF, y en 60 MVA, con todos los ventiladores activos. Los ventiladores utilizados son generalmente ventiladores axiales que consumen de 0.75 kW a 3 kW de potencia, una cantidad negligible dada las cargas que soportan, que ascienden a varios cientos a miles de d\u00f3lares por instalaci\u00f3n, ventilador incluido.<\/p>\n

\"ONAN<\/p>\n

ONAN vs. ONAF vs. OFAF vs. ODWF<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Caracter\u00edstica<\/th>\nONAN<\/th>\nONAF<\/th>\nOFAF<\/th>\nODWF<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Partes m\u00f3viles<\/td>\nNinguno<\/td>\nSolo ventiladores<\/td>\nBombas + ventiladores<\/td>\nBombas + sistema de agua<\/td>\n<\/tr>\n
Rango de clasificaci\u00f3n t\u00edpico<\/td>\nHasta 5-10 MVA<\/td>\n5-100 MVA<\/td>\n50-300 MVA<\/td>\n100 MVA y m\u00e1s<\/td>\n<\/tr>\n
Costo por MVA<\/td>\nM\u00e1s bajo<\/td>\nModerado<\/td>\nMayor<\/td>\nM\u00e1s alto<\/td>\n<\/tr>\n
Fiabilidad \/ mantenimiento<\/td>\nM\u00e1s alto; nada que fallar<\/td>\nLos motores de los ventiladores necesitan atenci\u00f3n<\/td>\nSellos y motores de bombas a\u00f1adidos<\/td>\nRiesgo de fugas de agua y ensuciamiento<\/td>\n<\/tr>\n
Huella<\/td>\nGrandes bancos de radiadores<\/td>\nRadiadores compactos + ventiladores<\/td>\nCompacto con bombas<\/td>\nM\u00e1s compacto<\/td>\n<\/tr>\n
Ruido<\/td>\nM\u00e1s bajo<\/td>\nRuido del ventilador<\/td>\nRuido de bomba + ventilador<\/td>\nRuido de bomba + agua<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Es simple entender los compromisos de ingenier\u00eda aqu\u00ed: cada etapa de enfriamiento forzado adicional proporciona MVA adicional por unidad de volumen del tanque, pero resulta en la adici\u00f3n de equipos que pueden fallar, consumir energ\u00eda o producir ruido. ONAN sigue siendo la opci\u00f3n m\u00e1s com\u00fan, ya que no tiene modos de falla adem\u00e1s del transformador, mientras que ONAF es la opci\u00f3n predeterminada debido a ventiladores asequibles, probados y f\u00e1cilmente adaptables; OFAF y ODWF solo se utilizan para transformadores grandes, cuando los tanques y la densidad de calor no dejan otra opci\u00f3n.<\/p>\n

Clases y L\u00edmites de Aumento de Temperatura<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Par\u00e1metro<\/th>\nIEC 60076-2 Valor T\u00edpico<\/th>\nIEEE C57.12.00 Valor T\u00edpico<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Aumento m\u00e1ximo promedio del devanado (inmerso en aceite)<\/td>\n65 K<\/td>\n55 K (OA), 65 K (FA)<\/td>\n<\/tr>\n
Aumento m\u00e1ximo del punto caliente del devanado<\/td>\n78 K (85\u00b0C punto caliente, 7 K de tolerancia ambiental)<\/td>\n80 K<\/td>\n<\/tr>\n
Aumento m\u00e1ximo del aceite superior<\/td>\n60 K<\/td>\n55-65 K por clase<\/td>\n<\/tr>\n
Temperatura ambiente de dise\u00f1o<\/td>\nPromedio 30\u00b0C, m\u00e1ximo 40\u00b0C<\/td>\nPromedio 30\u00b0C, m\u00e1ximo 40\u00b0C<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00edmite de temperatura del punto caliente m\u00e1ximo<\/td>\n98\u00b0C (devanado), 105\u00b0C (aceite)<\/td>\n110\u00b0C continuo<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Estas cifras son parte de un acuerdo o contrato con un formato. Si un transformador no pasa la prueba de evaluaci\u00f3n del aumento de temperatura en la f\u00e1brica, entonces no ha seguido las condiciones de la especificaci\u00f3n y la certificaci\u00f3n debe incluir el aumento de temperatura medido. Cuando se tiene en cuenta la altitud (1,000 m o m\u00e1s) o la alta temperatura ambiente (m\u00e1s o menos 40 grados Celsius), entonces los factores deben ser verificados en IEC 60076-2, la raz\u00f3n de lo cual es que los dispositivos tendr\u00e1n que ser desclasificados en el clima m\u00e1s c\u00e1lido y, por lo tanto, ser\u00e1n diferentes de los dispositivos que se utilizar\u00e1n en un clima moderado.<\/p>\n

Para entender c\u00f3mo las diferentes etapas de enfriamiento influyen en el proceso | se ha considerado el mismo transformador de 25 MVA con diferentes condiciones y procesos, de modo que se pueda realizar la peculiaridad cuando los proveedores ofrecen ofertas poco realistas:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Modo de Enfriamiento<\/th>\nClasificaci\u00f3n Continua (Tanque de 25 MVA)<\/th>\nAumento a 25\u00b0C Ambiente<\/th>\nAumento a 40\u00b0C Ambiente<\/th>\nDesclasificaci\u00f3n Necesaria a 40\u00b0C<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
ONAN (natural)<\/td>\n~15 MVA<\/td>\n52 K aceite superior<\/td>\n67 K aceite superior<\/td>\n~12%<\/td>\n<\/tr>\n
ONAF (ventiladores encendidos)<\/td>\n~20 MVA<\/td>\n48 K aceite superior<\/td>\n63 K aceite superior<\/td>\n~8%<\/td>\n<\/tr>\n
OFAF (bombas + ventiladores)<\/td>\n~25 MVA<\/td>\n44 K aceite superior<\/td>\n59 K aceite superior<\/td>\n~5%<\/td>\n<\/tr>\n
ODWF (dirigido + agua)<\/td>\n~30 MVA<\/td>\n40 K aceite superior<\/td>\n55 K aceite superior<\/td>\n~5%<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Modernizaci\u00f3n y Aumento de Unidades Existentes<\/h2>\n

Convertir de servicio ONAN a ONAF es a menudo el m\u00e9todo de actualizaci\u00f3n preferido porque generalmente es m\u00e1s barato que comprar un transformador m\u00e1s grande.<\/p>\n

Verificar el dise\u00f1o t\u00e9rmico. Obtener confirmaci\u00f3n del fabricante sobre si los radiadores y el punto caliente en los devanados pueden soportar el calor adicional. Algunos tanques requerir\u00e1n una superficie de radiador adicional incluso con la instalaci\u00f3n de ventiladores.<\/p>\n