Transformadores en dieléctrico líquido, ¿cómo funcionan?

Los transformadores sumergidos en dieléctrico líquido se conforman como la tecnología más económica, segura y sostenible para la red eléctrica

Los transformadores son un elemento clave de la red eléctrica que, según su tipología, ofrecen una serie de ventajas para modificar la energía eléctrica de la manera más eficiente posible. Si hace poco conocimos cómo funcionaban estos elementos, hoy vamos a adentrarnos en el funcionamiento y ventajas de uno de las alternativas más conocidas: los transformadores sumergidos en dieléctrico líquido, también llamados transformadores sumergidos. Y es que las comprobaciones técnicas erigen a este tipo de trafos como los más competitivos, pero ¿por qué? Primero vamos a hacer una pequeña parada para ver cuál es su funcionamiento y características principales.

La principal característica que define a esta maquinaria eléctrica es que gran parte de los elementos internos de la pieza se encuentran totalmente sumergidos en dieléctrico líquido (en algunos casos puede ser un tipo de aceite orgánico), que actúa como uno de los materiales aislantes para transferir la energía en el proceso de inducción electromagnética mediante el que se transforma la electricidad según las necesidades de la red. Así, este líquido cumple tres principales propiedades de aislante:

• Aislamiento eléctrico: El dieléctrico líquido incorporado a los elementos del trafo tiene propiedades dieléctricas de alta rigidez que ayudan a evitar cortocircuitos al hacer de elemento separador entre los devanados (circuito de hilos eléctricos) y el núcleo del transformador. Además, al no contar con azufres corrosivos o ácidos inorgánicos, se evita el desgaste de los conductores y elementos metálicos de la pieza.
• Aislamiento térmico: Otra de sus funciones aislantes es la de actuar como un refrigerante para disipar el calor generado durante su funcionamiento, disminuyendo los riesgos provocados por un sobrecalentamiento de este elemento. esto se debe a su baja viscosidad, lo que permite una correcta transferencia del calor hacia el exterior.
• Aislamiento ambiental: Además, el dieléctrico líquido actúa como un perfecto aliado para aumentar la vida útil del trafo, y por tanto la operatividad de la red eléctrica, protegiendo las bobinas de este contra elementos ambientales como la humedad y el polvo; y es que su resistencia a las emulsiones con agua previene la oxidación y facilita la formación de lodos internos. Unido a esto, el aceite se erige como un aliado para la prevención de las afecciones provocadas por el frío en la red eléctrica, y es que este tipo de líquido aislante cuenta con un bajo punto de congelación.

Dentro de los tipos de dieléctricos líquidos, se distinguen compuestos de silicona, minerales, éster o orígenes vegetales; algo que variará según los requisitos técnicos de la instalación en varios sentidos. Por lo tanto, es bastante habitual referirse a ellos como transformadores sumergidos; dada la amplia variedad de líquidos aislantes que utilizan.

Principales ventajas de los transformadores sumergidos

Pues bien, ahora que ya conocemos qué distingue a este tipo de trafos, vamos a pasar a analizar cuáles son su principales ventajas -ya hemos podido observar algunas- según los criterios más relevantes a la hora de elegir una tecnología u otra para dar servicio a la red.

Trafos en dieléctrico líquido y criterios de seguridad

Uno de los criterios más relevantes desde el punto de vista de operatividad de la red eléctrica es el de la seguridad, tanto desde el punto de vista de la propia red como de aquellas personas que trabajan con ella, y es que la electricidad es un elemento cotidiano de nuestra vida que requiere de medidas de seguridad muy importantes. En ese sentido, los transformadores sumergidos en dieléctrico líquido se han demostrado como la mejor solución posible en ambos sentidos, tal y como podemos ver en la siguiente infografía.

Y es que los transformadores en aceite cuentan con un mejor funcionamiento en cargas eléctricas elevadas, permitiendo que estos respondan pese a sobretensiones que puedan existir en la red. Además, estos tienen, por su tipo de aislamiento, una mayor resistencia a los sobrecalentamientos propios de situaciones de estrés térmico; algo que también se traduce en una mayor durabilidad al soportar mejor tanto las sobrecargas como los transitorios de tensión.

Trafos en dieléctrico líquido y costes de instalación y mantenimiento

Tan importante como el punto anterior resulta el coste que la instalación y el mantenimiento que un elemento crítico de la red, como un transformador, supone para los operadores de red y usuarios de esta. En este sentido, los transformadores sumergidos en dieléctrico líquido resultan claramente más competitivos con respecto a su homólogos secos. No en vano, el hecho de que no requieran una envolvente de protección disminuye significativamente, de entrada, su coste; algo que también se extrapola a que, al no necesitar accesorios para refrigeración -debido a las propiedades térmicas del aceite-, estos logran una mejor refrigeración y disipación del calor a un menor coste.

Por otro lado, esta tipología de trafos resultan tremendamente fáciles de instalar y mantener en condiciones de intemperie, donde tampoco requiere envolventes adicionales para protegerles de los elementos, lo que también se traduce en una mayor vida útil al sustituir su líquido dieléctrico (en los modelos de alta potencia) y en un menor mantenimiento debido al bajo índice de pérdidas de aislante durante su servicio.

Por todo esto, el TCO -total cost of ownership- de un transformador aislado en líquido dieléctrico es mucho menor que el de sus homólogos secos, que acaban por ser más caros y más costosos de mantener.

Trafos en líquido dieléctrico y criterios de sostenibilidad

Sin embargo, si hablamos de criterios relevantes, el de sostenibilidad o medioambiental resulta ser uno de los más importantes. Y es que la electrificación de nuestra economía ha de sustentarse en redes eléctricas sostenibles y eficientes, algo en lo que contribuye la tipología constructiva de los transformadores.

Así, observamos que los transformadores sumergidos cuentan con un menor impacto acústico durante su uso gracias al menor nivel de inducción necesario por medio del aceite, afectando en menor medida a la vida a su alrededor. De igual manera, y relacionado con los fenómenos climáticos agudos provocados por el cambio climático, este tipo de trafos tienen una menor sensibilidad al ambiente, por lo que el riesgo de afección por inundaciones o tormentas se ve significativamente reducido. Un punto que los hace especialmente competitivos en aquellas zonas con elevado riesgo de inundación.

Si nos detenemos en analizar el ciclo de vida del producto, algo que nos va a permitir conocer si la solución tecnológica va a acompañarnos de manera sostenible, los trafos sumergidos cuentan con un ACV (análisis de ciclo de vida) con menor impacto en la categoría principal Potencial de calentamiento Global (Huella de Carbono). Además, cuenta con una mayor eficiencia durante la fase de uso que supone el principal impacto del ACV (90%) y unos registros de carga superiores a los que indica el propio índice, lo que se traduce en un desempeño aún mayor desde el punto de vista de eficiencia energética.

Es por todo esto que los transformadores sumergidos se han convertido en la referencia mayoritaria dentro de la red eléctrica. ¿Estás interesado en profundizar en las ventajas técnicas de este tipo de aislamiento? Ponte en contacto con nosotros para que te ayudemos con tu proyecto: