Análisis Termo-Fluido Dinámico de un Transformador de Potencia en Modo ONAN

Abstract

En este artículo se presenta un estudio termo-fluido dinámico sobre un transformador de potencia de 30MVA. El estudio incluye cálculos semi-analíticos, simulaciones numéricas y mediciones experimentales para validar los resultados obtenidos. Un banco de pruebas fue específicamente diseñado y construido para llevar a cabo las mediciones experimentales, permitiendo medir las diferentes variables que intervienen en la disipación de calor en el radiador, como ser los coeficientes de transferencia, caudal de aceite, la velocidad del flujo de aire entre las aletas del radiador, energía total disipada, entre otros. Los objetivos del estudio son analizar la capacidad de refrigeración de un radiador específico funcionando en modo ONAN (por Oil Natural Air Natural) y validar los procedimientos empleados en la simulación y los cálculos numéricos para una posterior optimización del diseño. Se llevaron a cabo simulaciones numéricas termo-hidráulicas acopladas para obtener distribuciones de temperatura en las aletas del radiador y coeficientes de transferencia. Estas simulaciones se realizaron en un cluster de computadoras debido al alto costo de cálculo de los modelos resultantes. Los resultados de las simulaciones muestran una buena correlación con las mediciones experimentales y con los valores obtenidos con el modelo semi-analítico, lo que confirma que éste modelo, junto con las simulaciones CFD, pueden ser empleadas como herramientas de análisis.