ES2983210T3 - Sistema de enfriamiento de transformadores e instalación de transformadores - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de refrigeración de transformador (100). El sistema de refrigeración de transformador (100) incluye un transformador seco (1) y una carcasa (50) para el transformador seco. El transformador seco incluye un núcleo (10) que incluye una pata (11). Además, el transformador seco incluye un cuerpo de bobinado (14) dispuesto alrededor de la pata (11). Además, se proporciona un canal de refrigeración (25) que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de bobinado (14). Además, el sistema de refrigeración de transformador (100) incluye un intercambiador de calor (60) adaptado para disipar el calor de la carcasa (50). Además, el sistema de refrigeración de transformador (100) incluye un dispositivo de generación de flujo (30) dispuesto en la carcasa (50) para proporcionar un flujo de refrigeración en el canal de refrigeración (25). El dispositivo de generación de flujo (30) está conectado al intercambiador de calor (60). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de enfriamiento de transformadores e instalación de transformadores

Campo técnico

Las realizaciones de la presente invención se refieren a sistemas para enfriar dispositivos de energía eléctrica, en particular, transformadores de potencia. En particular, las realizaciones de la presente invención se refieren a sistemas para enfriar transformadores secos, particularmente, transformadores de tipo seco en carcasas no ventiladas, con enfriamiento por aire forzado dentro de la carcasa.

Antecedentes

Se han propuesto diversas técnicas para mejorar el enfriamiento de transformadores secos. Las mismas incluyen conductos de aire de enfriamiento dentro del núcleo para mejorar la disipación térmica. Típicamente, con un ventilador, se genera una sobrepresión en la parte inferior de la carcasa del transformador, mientras que se crea una presión inferior en una parte superior de la carcasa al extraer el aire de la parte superior. De este modo, se genera un flujo de aire que fluye desde la zona inferior del transformador hacia arriba. Sin embargo, se ha encontrado que una gran cantidad de aire no fluye a través de los conductos de enfriamiento dentro de los devanados, como se desea, sino que fluye alrededor del exterior de las bobinas. Una razón para esto es que el área en sección transversal de los canales de enfriamiento, dentro de los devanados, es de manera usual considerablemente menor que el área en sección transversal entre la pared de carcasa y las bobinas. El documento DE 102017 102436 A1 divulga un transformador de tipo seco enfriado por aire, que comprende un canal de enfriamiento que tiene aberturas en sus dos extremos y una sección transversal sustancialmente similar a un anillo. Al menos un ventilador con anillo, que comprende un anillo y un soplador, está previsto para crear un flujo de aire de enfriamiento en el canal de enfriamiento. El documento JP 2015228442 A divulga un dispositivo estacionario aislado por gas, que tiene un depósito lleno de un gas aislante, un núcleo alojado en el depósito, un devanado arrollado alrededor del núcleo, un enfriador previsto sobre el exterior del depósito y que enfría el gas aislante, y un soplador previsto sobre el exterior del depósito. El documento US 2011/221554 A1 divulga un sistema de enfriamiento para un transformador, que comprende una carcasa de protección de transformadores que tiene una primera abertura para suministrar un medio de enfriamiento de transformadores y una segunda abertura para descargar el medio de enfriamiento de transformadores. Además, un primer sistema de canales suministra el medio de enfriamiento de transformadores a la carcasa de protección de transformadores. Un segundo sistema de canales descarga el medio de enfriamiento de transformadores de la carcasa de protección de transformadores. El documento US 2853540 A divulga un aparato eléctrico encerrado, que contiene un medio aislante gaseoso en el que el contenido de nitrógeno es del 5 al 85%.

En el estado de la técnica, se trata este problema situando placas de guía de aire en la proximidad inmediata de las bobinas para mejorar la resistencia al flujo del área exterior a las bobinas para que sea mayor que la resistencia al flujo de los canales de enfriamiento. Sin embargo, para ser suficientemente eficaces, las placas de guía de aire se deben adaptar individualmente a los contornos de las bobinas, lo que implica una considerable cantidad de trabajo. Además, debido al hecho de que las placas de guía de aire generan también una considerable turbulencia adicional del flujo, el sistema de ventilación funciona con un rendimiento global inferior.

Por consiguiente, en vista de lo anterior, existe una demanda de sistemas mejorados de enfriamiento de transformadores que superen al menos algunos de los problemas del estado de la técnica.

Compendio

A la luz de lo anterior, se proporcionan un sistema de enfriamiento de transformadores y una instalación de transformadores según las reivindicaciones independientes. Los aspectos, ventajas y características adicionales son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos que se acompañan.

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de enfriamiento de transformadores. El sistema de enfriamiento de transformadores incluye un transformador seco. El transformador seco incluye un núcleo, que incluye una rama. Además, el transformador seco incluye un cuerpo de devanado dispuesto alrededor de la rama. Se prevé un canal de enfriamiento, que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado. El canal de enfriamiento está dispuesto entre una parte interior del cuerpo de devanado y una parte exterior del cuerpo de devanado. El canal de enfriamiento tiene una primera abertura prevista en un primer extremo del canal de enfriamiento y una segunda abertura prevista en un segundo extremo del canal de enfriamiento. Adicionalmente, el sistema de enfriamiento de transformadores incluye una carcasa para el transformador seco. Además, el sistema de enfriamiento de transformadores incluye un intercambiador de calor adaptado para disipar calor de la carcasa. Además, el sistema de enfriamiento de transformadores incluye un dispositivo de generación de flujo dispuesto en la carcasa para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento, en el que el dispositivo de generación de flujo está conectado al intercambiador de calor.

Por consiguiente, el sistema de enfriamiento de transformadores de la presente invención está mejorado en comparación con un sistema de enfriamiento de transformadores convencional, particularmente, con respecto al rendimiento de enfriamiento. En particular, proporcionar un dispositivo de generación de flujo, que está conectado al intercambiador de calor, tiene la ventaja de que el aire enfriado desde el intercambiador de calor puede ser guiado directamente hasta el dispositivo de generación de flujo y soplado entonces hacia dentro del canal de enfriamiento. Por ello, se puede evitar el intercambio de calor ventajosamente innecesario entre el aire enfriado y el entorno exterior al cuerpo de devanado. Además, en comparación con el estado de la técnica, se pueden eliminar placas de guiado de aire, así como otras partes similares a estructuras de soporte, conexiones, zonas recortadas correspondientes, etc. Así, el sistema de enfriamiento de transformadores, como se describe en este documento, proporciona ventajosamente un diseño menos complejo, dando como resultado una reducción de costes.

Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una instalación de transformadores. La instalación de transformadores incluye un primer transformador seco y un segundo transformador seco. Cada uno del primer transformador seco y del segundo transformador seco incluyen un núcleo, que incluye una rama, un cuerpo de devanado dispuesto alrededor de la rama y un canal de enfriamiento, que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado. El canal de enfriamiento está dispuesto entre una parte interior del cuerpo de devanado y una parte exterior del cuerpo de devanado. El canal de enfriamiento tiene una primera abertura prevista en un primer extremo del canal de enfriamiento y una segunda abertura prevista en un segundo extremo del canal de enfriamiento. Adicionalmente, la instalación de transformadores incluye una primera carcasa para el primer transformador seco y una segunda carcasa para el segundo transformador seco. Además, la instalación de transformadores incluye un aparato de enfriamiento en comunicación de fluido con la primera carcasa y la segunda carcasa. El aparato de enfriamiento está adaptado para disipar calor de la primera carcasa y de la segunda carcasa. Adicionalmente, un primer dispositivo de generación de flujo está dispuesto en la primera carcasa para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento del primer transformador seco. El primer dispositivo de generación de flujo está conectado al aparato de enfriamiento. Además, un segundo dispositivo de generación de flujo está dispuesto en la segunda carcasa para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento del segundo transformador seco. El segundo dispositivo de generación de flujo está conectado al aparato de enfriamiento.

Por consiguiente, la instalación de transformadores de la presente invención está mejorada en comparación con las instalaciones convencionales de transformadores, particularmente, con respecto al tamaño de la instalación y al rendimiento de enfriamiento. En particular, al proporcionar un aparato de enfriamiento conectado a un primer dispositivo de generación de flujo para enfriar un primer transformador seco, así como a un segundo dispositivo de generación de flujo para enfriar un segundo transformador seco, se puede proporcionar una instalación de transformadores con un aparato compartido de enfriamiento, dando como resultado una reducción del tamaño total de la instalación de transformadores. Además, se puede reducir ventajosamente el número de aparatos de enfriamiento, p. ej., intercambiadores de calor. Por consiguiente, la instalación de transformadores, como se describe en este documento, proporciona ventajosamente un diseño menos complejo, dando como resultado una reducción de costes.

Breve descripción de los dibujos

De la manera en la que se pueden entender con detalle las características enumeradas anteriormente de la presente invención, se puede tener, con referencia a las realizaciones, una descripción más particular de la invención, resumida brevemente en lo anterior. Los dibujos que se acompañan se refieren a realizaciones de la invención y se describen en lo que sigue

La Fig. 1 muestra una vista esquemática de un sistema de enfriamiento de transformadores según las realizaciones descritas en este documento;

La Fig. 2a muestra una vista en sección esquemática de un transformador seco según las realizaciones descritas en este documento;

La Fig. 2b muestra una vista desde arriba esquemática del transformador seco de la Fig. 2a;

La Fig. 3 muestra una vista esquemática de un sistema de enfriamiento de transformadores según las realizaciones adicionales descritas en este documento;

La Fig. 4 muestra una vista esquemática de un sistema de enfriamiento de transformadores según más realizaciones adicionales descritas en este documento;

Las Fig. 5a y 5b muestran realizaciones a modo de ejemplo de un dispositivo de guiado de flujo de un sistema de enfriamiento de transformadores según las realizaciones descritas en este documento;

La Fig. 6 muestra una vista esquemática de un sistema de enfriamiento de transformadores para un transformador seco trifásico según las realizaciones adicionales descritas en este documento;

La Fig. 7 muestra una vista esquemática de un sistema de enfriamiento de transformadores según las realizaciones adicionales descritas en este documento, que incluye una cámara de presión;

La Fig. 8 muestra una vista esquemática de otra configuración de un sistema de enfriamiento de transformadores, que incluye una cámara de presión según las realizaciones adicionales descritas en este documento;

La Fig. 9 muestra una vista esquemática de un transformador seco, que tiene segmentos de devanado según algunas realizaciones descritas en este documento; y

La Fig. 10 muestra una instalación de transformadores según las realizaciones descritas en este documento.

Descripción detallada de las realizaciones

A continuación, se hará referencia con detalle a las diversas realizaciones, de las que uno o más ejemplos se ilustran en cada figura. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación y no se entiende como una limitación. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización se pueden usar en o junto con otra realización cualquiera para producir incluso una realización adicional. Se pretende que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones.

Dentro de la siguiente descripción de los dibujos, los mismos números de referencia se refieren al mismo o a componentes similares. En general, se describen solamente las diferencias con respecto a las realizaciones individuales. A menos que se especifique de otro modo, la descripción de una parte o aspecto en una realización se puede aplicar también a una parte o aspecto correspondiente en otra realización.

Con referencia a modo de ejemplo a la Fig. 1, se describe un sistema de enfriamiento de transformadores 100 según la presente invención. Según realizaciones que se pueden combinar con otra realización cualquiera descrita en este documento, el sistema de enfriamiento de transformadores 100 incluye un transformador seco 1. El transformador seco incluye un núcleo 10, que tiene una rama 11, así como un cuerpo de devanado 14 dispuesto alrededor de la rama 11.

Adicionalmente, como se muestra a modo de ejemplo en las Fig. 2a y 2b, el transformador seco incluye un canal de enfriamiento 25, que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado 14. El canal de enfriamiento 25 está dispuesto entre una parte interior 15 del cuerpo de devanado 14 y una parte exterior 20 del cuerpo de devanado 14. Típicamente, la parte interior 15 del cuerpo de devanado 14 es un devanado de bajo voltaje (LV) y la parte exterior 20 del cuerpo de devanado 14 es un devanado de alto voltaje (HV). Además, el canal de enfriamiento 25 tiene una primera abertura 40 prevista en un primer extremo 25a del canal de enfriamiento y una segunda abertura 42 prevista en un segundo extremo 25b del canal de enfriamiento 25. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2b, el canal de enfriamiento 25 tiene de modo típico, pero no necesario, una sección transversal esencialmente similar a un anillo o anular. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2a, típicamente, el canal de enfriamiento 25 tiene un diámetro interno d1 del canal de enfriamiento y un diámetro externo d2 del canal de enfriamiento.

Se ha de entender que un transformador que incluye un canal de enfriamiento puede incluir uno o más canales de enfriamiento. Típicamente, un canal entre el devanado de bajo voltaje (LV) y el de alto voltaje (HV) se denomina canal de enfriamiento. Sin embargo, un canal de enfriamiento puede hacer referencia también a otros canales previstos en el cuerpo de devanado, p. ej., dentro del devanado de alto voltaje (HV) y/o dentro del devanado de bajo voltaje (LV).

Además, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 1, el sistema de enfriamiento de transformadores 100 incluye una carcasa 50 para el transformador seco y un intercambiador de calor 60 adaptado para disipar calor de la carcasa 50. Adicionalmente, el sistema de enfriamiento de transformadores 100 incluye un dispositivo de generación de flujo 30 dispuesto en la carcasa 50. El dispositivo de generación de flujo 30 está configurado y dispuesto para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento 25. Además, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 1, el dispositivo de generación de flujo 30 está conectado al intercambiador de calor 60, particularmente, a través de un tubo.

Por consiguiente, la instalación de transformadores de la presente invención está mejorada en comparación con instalaciones convencionales de transformadores, particularmente, con respecto al tamaño de la instalación y al rendimiento de enfriamiento. En particular, proporcionar un dispositivo de generación de flujo, que está conectado al intercambiador de calor, tiene la ventaja de que el aire enfriado desde el intercambiador de calor puede ser guiado directamente hasta el dispositivo de generación de flujo y soplado entonces hacia dentro del canal de enfriamiento. Por ello, se puede evitar el intercambio de calor ventajosamente innecesario entre el aire enfriado y el entorno exterior al cuerpo de devanado. Además, en comparación con el estado de la técnica, se pueden eliminar placas de guiado de aire, así como otras partes similares a estructuras de soporte, conexiones, zonas recortadas correspondientes, etc. Así, el sistema de enfriamiento de transformadores, como se describe en este documento, proporciona ventajosamente un diseño menos complejo, dando como resultado una reducción de costes.

Con referencia a modo de ejemplo a la Fig. 1, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, el dispositivo de generación de flujo 30 incluye una primera unidad de generación de flujo 30a dispuesta debajo del transformador seco 1. Más específicamente, la primera unidad de generación de flujo 30a puede estar situada directamente debajo del cuerpo de devanado 14 para proporcionar el flujo de aire de enfriamiento hacia dentro de los canales de enfriamiento 25. En particular, típicamente, la primera unidad de generación de flujo 30a está conectada, a través de un primer tubo 36a, a una parte a baja temperatura 60L del intercambiador de calor 60.

Por consiguiente, ventajosamente, el aire de enfriamiento desde la parte a baja temperatura del intercambiador de calor se puede soplar hacia dentro de los canales de enfriamiento, como se indica a modo de ejemplo por las flechas representadas en la zona inferior de la Fig. 1. En particular, una entrada de aire de la primera unidad de generación de flujo 30a puede estar conectada, a través del primer tubo 36a, con una salida de aire prevista en la parte a baja temperatura del intercambiador de calor, de manera que la primera unidad de generación de flujo 30a puede aspirar el aire de enfriamiento del intercambiador de calor. Después de haber pasado el canal de enfriamiento, el aire de enfriamiento caldeado o calentado sale típicamente del transformador seco en la zona superior y entra en el intercambiador de calor 60, a través de una abertura prevista en una parte a alta temperatura 60H del intercambiador de calor 60, como se indica a modo de ejemplo por las flechas en la zona superior de la Fig. 1.

Adicional o alternativamente, el dispositivo de generación de flujo 30 puede incluir una segunda unidad de generación de flujo 30b dispuesta encima del transformador seco 1, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 3. Por ejemplo, la segunda unidad de generación de flujo 30b puede estar conectada, a través de un segundo tubo 36b, a una parte a alta temperatura 60H del intercambiador de calor 60. Por consiguiente, la segunda unidad de generación de flujo 30b puede estar configurada para aspirar el aire de enfriamiento a través de los canales de enfriamiento 25.

Se ha de entender que el dispositivo de generación de flujo puede incluir solamente una primera unidad de generación de flujo 30a (como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 1), o solamente una segunda unidad de generación de flujo 30b (como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 3) o una combinación de una primera unidad de generación de flujo 30a y la segunda unidad de generación de flujo 30b.

Con referencia a modo de ejemplo a la Fig. 4, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, el dispositivo de generación de flujo 30 incluye una primera abertura de flujo 37a y una segunda abertura de flujo 37b. En particular, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 4, la primera abertura de flujo 37a puede estar dispuesta en un lado opuesto del núcleo 10 del transformador seco 1 con relación a la segunda abertura de flujo 37b. Además, se ha de entender que la configuración del dispositivo de generación de flujo 30 previsto debajo del transformador seco, como se muestra en la Fig. 4, se puede aplicar también a una configuración en la que el dispositivo de generación de flujo 30 esté previsto encima del transformador seco 1, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 3.

Con referencia a modo de ejemplo a las Fig. 5a y 5b, el sistema de enfriamiento de transformadores según la presente invención comprende un dispositivo de guiado de flujo 31 para guiar el flujo generado por el dispositivo de generación de flujo 30 para mejorar el flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento 25. En particular, el dispositivo de guiado de flujo 31 es un recinto del dispositivo de generación de flujo 30. El dispositivo de guiado de flujo 31 está configurado como recinto y tiene una abertura hacia el canal de enfriamiento 25.

Por ejemplo, para un dispositivo de generación de flujo 30 que tiene una primera unidad de generación de flujo 30a, la abertura principal del dispositivo de guiado de flujo 31 está dispuesta en la zona superior del dispositivo de guiado de flujo a fin de guiar el aire de enfriamiento desde la zona inferior hacia dentro de los canales de enfriamiento. Además, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 5a, típicamente, una abertura de conexión 32 está prevista en una pared lateral del dispositivo de guiado de flujo a fin de establecer una conexión al intercambiador de calor, p. ej., a través del primer tubo 36a, como se muestra en la Fig. 1. Por consiguiente, como se muestra en la Fig. 5b, para un dispositivo de generación de flujo 30 que tiene una segunda unidad de generación de flujo 30b dispuesta encima del transformador seco, la abertura principal del dispositivo de guiado de flujo 31 está dispuesta en la zona inferior del dispositivo de guiado de flujo para mejorar el comportamiento de aspiración de la segunda unidad de generación de flujo 30b. En las Fig. 5 y 5b, el flujo de aire está indicado por las flechas de puntos.

Con referencia a modo de ejemplo a las Fig. 8 y 9, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, el cuerpo de devanado 14 del transformador seco 1 puede incluir dos segmentos de cuerpo de devanado 70, 75 dispuestos separadamente en la dirección longitudinal de la rama 11. Como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 9, cada segmento de cuerpo de devanado tiene una parte interior 15, 15a y una parte exterior 20, 20a. Además, como se puede ver en la Fig. 9, se prevén canales de enfriamiento de segmentos entre las partes interiores 15, 15a y las partes exteriores 20, 20a de los segmentos de cuerpo de devanado 70, 75. Tal configuración es ventajosa para proporcionar una unidad de generación de flujo entre los dos segmentos de cuerpo de devanado. Por consiguiente, como se muestra a modo de ejemplo en las Fig. 8 y 9, el dispositivo de generación de flujo puede incluir una tercera unidad de generación de flujo 30c dispuesta entre los dos segmentos de cuerpo de devanado 70, 75.

En la presente invención, el dispositivo de generación de flujo 30 puede incluir al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en: un ventilador, un ventilador de flujo cruzado, una bomba y una cámara de presión 34. En otras palabras, al menos una de las unidades de generación de flujo descritas en este documento (es decir, la primera unidad de generación de flujo 30a y/o la segunda unidad de generación de flujo 30b y/o la tercera unidad de generación de flujo 30c) pueden estar configuradas como un ventilador, un ventilador de flujo cruzado, una bomba o una cámara de presión 34.

Con referencia a modo de ejemplo a la Fig. 7, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, la segunda unidad de generación de flujo 30b es una cámara de presión 34 que está prevista sobre una parte superior del transformador seco. En particular, típicamente, la segunda unidad de generación de flujo 30b, que es una cámara de presión 34, está conectada a una bomba 55, a través de un tubo de conexión 38, como se muestra en la Fig. 7.

Según un ejemplo, la tercera unidad de generación de flujo 30c, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 8, es una cámara de presión 34 que está conectada a una bomba 55, a través de un tubo de conexión 38. Como se indica por las flechas de puntos en la realización a modo de ejemplo de la Fig. 8, el aire de enfriamiento se puede aspirar hacia dentro del canal de enfriamiento desde la parte inferior del transformador seco, p. ej., a través de la primera abertura 40 (mostrada en la Fig. 9), así como desde la zona superior del transformador seco, p. ej., a través de la segunda abertura 42 (mostrada en la Fig. 9).

En particular, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, el dispositivo de generación de flujo 30 no es un ventilador con anillo, particularmente, no es un ventilador con anillo sin aspas.

Como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 6, según algunas realizaciones, que se pueden combinar con otras realizaciones descritas en este documento, el transformador seco 1 puede ser un transformador trifásico, que incluye tres ramas 11a, 11b, 11c y tres devanados 14a, 14b, 14c. En particular, las tres ramas 11a, 11b, 11c y los tres devanados 14a, 14b, 14c pueden estar configurados como se ha explicado para el transformador seco mostrado en las Fig. 2a y 2b.

Con referencia a modo de ejemplo a la Fig. 10, se describe una instalación de transformadores 200 según la presente invención. Según realizaciones, que se pueden combinar con otra realización cualquiera descrita en este documento, la instalación de transformadores 200 incluye un primer transformador seco 1a y un segundo transformador seco 1b. Cada uno del primer transformador seco 1a y del segundo transformador seco 1b incluyen un núcleo 10, que tiene una rama 11, un cuerpo de devanado 14 dispuesto alrededor de la rama 11, y un canal de enfriamiento 25, que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado 14. El canal de enfriamiento 25 está dispuesto entre una parte interior 15 del cuerpo de devanado 14 y una parte exterior 20 del cuerpo de devanado 14, como se describe a modo de ejemplo con referencia a la Fig. 2a. Además, el canal de enfriamiento 25 tiene una primera abertura 40 prevista en un primer extremo del canal de enfriamiento y una segunda abertura 42 prevista en un segundo extremo del canal de enfriamiento.

Adicionalmente, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 10, la instalación de transformadores 200 incluye una primera carcasa 51 para el primer transformador seco 1a y una segunda carcasa 52 para el segundo transformador seco 1b. Además, la instalación de transformadores 200 incluye un aparato de enfriamiento 80 en comunicación de fluido con la primera carcasa 51 y con la segunda carcasa 52. En particular, el aparato de enfriamiento 80 está adaptado para disipar calor de la primera carcasa 51 y de la segunda carcasa 52.

Además, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 10, un primer dispositivo de generación de flujo 30A está dispuesto en la primera carcasa 51 para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento 25 del primer transformador seco 1 a. El primer dispositivo de generación de flujo 30A está conectado al aparato de enfriamiento 80, particularmente, a través de un tubo. En particular, el primer dispositivo de generación de flujo 30A puede ser cualquier dispositivo de generación de flujo como se describe en este documento, p. ej., con referencia a las Fig. 1 a 8. En particular, el primer dispositivo de generación de flujo 30A puede incluir una primera unidad de generación de flujo 30a y/o una segunda unidad de generación de flujo 30b y/o una tercera unidad de generación de flujo 30c, como se describe en este documento.

Adicionalmente, un segundo dispositivo de generación de flujo 30B está dispuesto en la segunda carcasa 52 para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento 25 del segundo transformador seco 1b. El segundo dispositivo de generación de flujo 30B está conectado al aparato de enfriamiento 80, particularmente, a través de un tubo. En particular, el segundo dispositivo de generación de flujo 30B puede ser cualquier dispositivo de generación de flujo como se describe en este documento, p. ej., con referencia a las Fig. 1 a 8. En particular, el segundo dispositivo de generación de flujo 30B puede incluir una primera unidad de generación de flujo 30a y/o una segunda unidad de generación de flujo 30b y/o una tercera unidad de generación de flujo 30c, como se describe en este documento.

Según algunas realizaciones que se pueden combinar con otra realización cualquiera descrita en este documento, el aparato de enfriamiento 80 es un intercambiador de calor autónomo o un Sistema HVAC (de calentamiento, ventilación y aire acondicionado). En particular, el aparato de enfriamiento 80 puede ser un intercambiador de calor como se describe en este documento.

Por consiguiente, la realización de la instalación de transformadores, como se describe en este documento, proporciona ventajosamente una instalación con un intercambiador de calor autónomo compartido o un HVAC, que puede ser ventajoso para el caso en el que varios transformadores del mismo tipo están colocados dentro de un edificio. El intercambiador de calor autónomo proporciona el aire requerido de enfriamiento para todos los transformadores, que están conectados al intercambiador de calor.

En vista de lo anterior, se ha de entender que las realizaciones de la presente invención tienen una o más de las siguientes ventajas. En comparación con el estado de la técnica, se pueden eliminar placas de guiado de aire (incluso estructuras de soporte, conexiones, zonas recortadas). El aire enfriado puede ser guiado directamente hasta el dispositivo de generación de flujo, p. ej., un ventilador, a través de un tubo y soplado entonces hacia dentro de los canales de enfriamiento. Esto evita intercambio de calor innecesario entre el aire enfriado y el entorno exterior a las bobinas y mantiene el aire enfriado en la tubería fría. La mayor parte del aire de enfriamiento fluye a través de los canales de enfriamiento en las bobinas/devanados con mucho menos esfuerzo en comparación con el estado de la técnica. Además, las unidades de generación de flujo pueden estar colocadas dentro de los transformadores, p. ej., la tercera unidad de generación de flujo 30c, como se describe con referencia a la Fig. 8. Tal configuración tiene la ventaja de que puede reducirse el tamaño total del sistema de transformadores. Además, se ha de entender que el intercambiador de calor puede estar colocado en cualquier lado del transformador como una unidad autónoma. La instalación de transformadores con un intercambiador de calor autónomo compartido reduce el tamaño del sistema de transformadores, al reducir además el número de intercambiadores de calor requeridos. De modo similar, la instalación de transformadores, en relación con el HVAC, reduce el tamaño del sistema de transformadores, al reducir el número de intercambiadores de calor requeridos. Además, la instalación de transformadores, en relación con el HVAC, reduce el coste de producción del sistema de transformadores, al eliminar los intercambiadores de calor requeridos.

Aunque lo anterior está dirigido a las realizaciones, se pueden concebir otras realizaciones adicionales sin salirse del alcance básico, y el alcance está determinado por las reivindicaciones que siguen.

Números de referencia

I transformador seco

10 núcleo

I I ramas

11a, 11b, 11c ramas del transformador trifásico

14 cuerpo de devanado

14a, 14b, 14c devanados del transformador trifásico

15 parte interior del cuerpo de devanado

20 parte exterior del cuerpo de devanado

25 canal de enfriamiento

25a primer extremo del canal de enfriamiento

25b segundo extremo del canal de enfriamiento

30 dispositivo de generación de flujo

30A primer dispositivo de generación de flujo

30B segundo dispositivo de generación de flujo

30a primera unidad de generación de flujo

30b segunda unidad de generación de flujo

30c tercera unidad de generación de flujo

31 dispositivo de guiado de flujo

32 abertura de conexión

33 abertura de guiado de flujo

34 cámara de presión

35 flujo anular de aire de enfriamiento

36a primer tubo

36b segundo tubo

37a primera abertura de flujo

37b segunda abertura de flujo

38 tubo de conexión

40 primera abertura

42 segunda abertura

50 carcasa

55 bomba

60 intercambiador de calor

60L parte a baja temperatura del intercambiador de calor

60H parte a alta temperatura del intercambiador de calor

70, 75 segmentos de devanado

80 aparato de enfriamiento

d1 diámetro interno del canal de enfriamiento

d2 diámetro externo del canal de enfriamiento

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de enfriamiento de transformadores (100), que comprende:

- un transformador seco (1), que comprende:

un núcleo (10), que comprende una rama (11),

un cuerpo de devanado (14) dispuesto alrededor de la rama (11),

un canal de enfriamiento (25), que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado (14), en el que el canal de enfriamiento (25) está dispuesto entre una parte interior (15) del cuerpo de devanado (14) y una parte exterior (20) del cuerpo de devanado (14), y en el que el canal de enfriamiento (25) tiene una primera abertura (40) prevista en un primer extremo (25a) del canal de enfriamiento y una segunda abertura (42) prevista en un segundo extremo (25b) del canal de enfriamiento (25),

- una carcasa (50) para el transformador seco (1),

- un intercambiador de calor (60) adaptado para disipar calor de la carcasa (50),

- un dispositivo de generación de flujo (30) dispuesto en la carcasa (50) para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento (25), en el que el dispositivo de generación de flujo (30) está conectado al intercambiador de calor (60), y

un dispositivo de guiado de flujo (31) para guiar el flujo generado por el dispositivo de generación de flujo (30) para mejorar el flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento (25), en el que el dispositivo de guiado de flujo es un recinto del dispositivo de generación de flujo (30), teniendo el recinto una abertura hacia el canal de enfriamiento (25).

2. El sistema de enfriamiento de transformadores (100) de la reivindicación 1, en el que el dispositivo de generación de flujo (30) comprende una primera unidad de generación de flujo (30a) dispuesta debajo del transformador seco (1), y en el que la primera unidad de generación de flujo (30a) está conectada, a través de un primer tubo (36a), a una parte a baja temperatura (60L) del intercambiador de calor (60).

3. El sistema de enfriamiento de transformadores (100) de la reivindicación 1 o 2, en el que el dispositivo de generación de flujo (30) comprende una segunda unidad de generación de flujo (30b) dispuesta encima del transformador seco (1), y en el que la segunda unidad de generación de flujo (30b) está conectada, a través de un segundo tubo (36b), a una parte a alta temperatura (60H) del intercambiador de calor (60).

4. El sistema de enfriamiento de transformadores (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo de generación de flujo (30) comprende una primera abertura de flujo (37a) y una segunda abertura de flujo (37b), en el que la primera abertura de flujo (37a) está dispuesta en un lado opuesto del núcleo (10) del transformador seco (1) con relación a la segunda abertura de flujo (37b).

5. El sistema de enfriamiento de transformadores (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el cuerpo de devanado (14) comprende dos segmentos de cuerpo de devanado (70, 75) dispuestos separadamente en la dirección longitudinal de la rama (11), teniendo cada segmento de cuerpo de devanado una parte interior (15, 15a) y una parte exterior (20, 20a), en el que unos canales de enfriamiento de segmentos (25a, 25b) están previstos entre las mismas, y en el que el dispositivo de generación de flujo comprende una tercera unidad de generación de flujo (30c) dispuesta entre los dos segmentos de cuerpo de devanado (70, 75).

6. El sistema de enfriamiento de transformadores de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el dispositivo de generación de flujo (30) incluye al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en: un ventilador, un ventilador de flujo cruzado, una bomba y una cámara de presión (34).

7. El sistema de enfriamiento de transformadores de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el transformador seco (1) es un transformador trifásico, que comprende tres ramas (11a, 11b, 11c) y tres devanados (14a, 14b, 14c).

8. Una instalación de transformadores (200), que comprende:

- un primer transformador seco (1a) y un segundo transformador seco (1b), comprendiendo cada uno:

un núcleo (10), que comprende una rama (11),

un cuerpo de devanado (14) dispuesto alrededor de la rama (11), y

un canal de enfriamiento (25), que se extiende en una dirección de un eje longitudinal del cuerpo de devanado (14), en la que el canal de enfriamiento (25) está dispuesto entre una parte interior (15) del cuerpo de devanado (14) y una parte exterior (20) del cuerpo de devanado (14), y en la que el canal de enfriamiento (25) tiene una primera abertura (40) prevista en un primer extremo del canal de enfriamiento y una segunda abertura (42) prevista en un segundo extremo del canal de enfriamiento,

- una primera carcasa (51) para el primer transformador seco (1a),

- una segunda carcasa (52) para el segundo transformador seco (1 b),

- un intercambiador de calor (80) en comunicación de fluido con la primera carcasa (51) y con la segunda carcasa (52), en la que el intercambiador de calor (80) está adaptado para disipar calor de la primera carcasa (51) y de la segunda carcasa (52),

en la que un primer dispositivo de generación de flujo (30A) está dispuesto en la primera carcasa (51) para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento (25) del primer transformador seco (1a), estando conectado el primer dispositivo de generación de flujo (30A) al intercambiador de calor (80),

en la que un segundo dispositivo de generación de flujo (30B) está dispuesto en la segunda carcasa (52) para proporcionar un flujo de enfriamiento en el canal de enfriamiento (25) del segundo transformador seco (1b), estando conectado el segundo dispositivo de generación de flujo (30B) al intercambiador de calor (80), y

en la que la instalación de transformadores (200) incluye además unos dispositivos de guiado de flujo (31) para guiar el flujo generado por los dispositivos de generación de flujo (30A, 30B) para mejorar el flujo de enfriamiento en los canales de enfriamiento (25), en la que los dispositivos de guiado de flujo (31) son recintos de los dispositivos de generación de flujo (30A, 30B), teniendo los recintos unas aberturas hacia los canales de enfriamiento (25) respectivos.