Análisis Termo-Fluido Dinámico del Canal de Aceite de un Radiador Utilizado en Transformadores de Potencia

Abstract

En un transformador de potencia eléctrica, las pérdidas de energía causan calentamiento en los devanados y núcleo del transformador. Este calor se transfiere al aceite que se encuentra en la cuba y de allí circula por los radiadores, donde es disipado al medio ambiente. El diseño térmico de un transformador de potencia debe mantener la temperatura máxima del aceite y la temperatura máxima de los puntos más calientes (hotspots) dentro de los límites establecidos por normas internacionales. La temperatura en ellos es el factor principal que determina su vida útil (longevidad determinada por el envejecimiento de los aislantes). En este trabajo se realiza un estudio numérico mediante CFD (Computational Fluid Dynamics) para analizar la capacidad de enfriamiento de un canal del radiador de aceite de un transformador de potencia funcionando en modo ONAN (Oil Natural-Air Natural). Se evalúa el comportamiento que introducen flujos de aceite transversales secundarios, para lo cual se incorporan fuerzas de cuerpo a la ecuación de momentos de Navier-Stokes incompresible. Se considera una porción de longitud reducida del canal y periodicidad en las condiciones de borde para el flujo de aceite.