Caracterización fluido-térmica de líquidos alternativos en un transformador de potencia con refrigeración zig-zag

Abstract

El presente trabajo consiste en un estudio numérico de la capacidad de refrigeración de aceites dieléctricos en transformadores de potencia mediante una simulación basada en elementos finitos, con el objetivo de determinar las distribuciones de temperaturas y velocidades y los puntos de máxima temperatura (hot spots) en el interior de una sección 3D del devanado de baja tensión de un transformador de potencia. Para ello se utiliza la herramienta informática COMSOL ® mediante la cual se simula una determinada geometría de transformador formada por discos de cobre y canales verticales y horizontales por los que pasa el fluido refrigerante, dispuestos de tal forma que el paso del fluido se realice en zig – zag. Los resultados de la simulación permiten determinar las características del flujo a partir del número de Reynolds, la ubicación y magnitud de los puntos calientes, las velocidades medias de paso del flujo o la distribución de temperaturas del refrigerante, en función del fluido utilizado. En este caso se han realizado simulaciones para cuatro refrigerantes: un aceite mineral tradicional y otros tres que actualmente están siendo utilizados como sustitutos: aceite de silicona, éster natural y éster sintético.