En funcionamiento, un transformador es el asiento de pérdidas en vacío y de pérdidas en carga.
Esta energía provoca la elevación de temperatura de la parte activa del transformador, es decir del circuito magnético y de los arrollamientos.
Es normal que el aparato se caliente estando en funcionamiento.
Este calentamiento se tiene en cuenta en la concepción del transformador y está por otro lado normalizado.
Para paliar las situaciones de calentamiento excesivo vinculadas a condiciones de funcionamiento y/o anómalas, pueden instalarse ventiladores bajo los arrollamientos del transformador, a petición del cliente.
Esta petición debe ser solicitada en el momento del pedido, porque no siempre es posible satisfacerla cuando el transformador este instalado.

Razón de ser de los ventiladores :

Los ventiladores permiten sobrecargar el transformador sin que éste experimente sobre calentamientos.
Estas sobrecargas pueden ser generadas por:

- La temperatura ambiente alrededor del transformador

En un local mal ventilado donde el ambiente está anormalmente por encima de los valores normalizados durante un periodo corto, los ventiladores pueden puntualmente refrigerar el transformador.
El problema ambiental no estará resuelto pero el funcionamiento de los ventiladores impedirá el disparo de la protección térmica y por tanto, la parada del transformador.

- La corriente de carga o la tensión aplicada al transformador

Hay que tener en cuenta que las pérdidas debidas a la carga son proporcionales al cuadrado de la corriente que circula por el transformador.
Es a veces necesario aumentar la potencia del transformador durante periodos cortos, sin que esto signifique sobredimensionar el aparato en su fabricación, ya que no tendrá que soportar esta sobrecarga en permanencia.
Los ventiladores, mantienen los calentamientos del transformador por debajo de los límites normalizados, permitiendo incrementar su potencia sin disminuir la vida del aparato.

Dimensionamiento del transformador

El transformador se dimensiona teniendo en cuenta:
-   su potencia nominal,
- con temperatura ambiente nominal, en permanencia con ventilación natural, es decir sin la intervención de ventiladores.

El consumo de los ventiladores, que influye sobre su tamaño, está determinado según las sobrecargas estipuladas por el cliente.
Cuando en la instalación, la carga o la temperatura ambiente llegan a ser excesivas, los ventiladores se ponen en funcionamiento para impedir la subida de temperatura, como consecuencia de la sobrecarga ocasionada.

La protección térmica

Se basa en el principio siguiente:

• las sondas de temperatura están situadas en los puntos más calientes de la parte activa de cada columna; están conectadas en serie y aumentan fuertemente su resistencia si una de ellas se expone a una temperatura límite fijada por construcción,
• un convertidor electrónico vigila permanentemente la resistencia de las sondas; si detecta una resistencia muy elevada, abre un contacto para dar una orden,
• 2 rampas de ventiladores tangenciales, fijados a ambas partes de cada columna, arrancan por orden del convertidor para inyectar aire ambiente a través de los arrollamientos.

Esta protección está dimensionada para funcionamiento permanente en régimen nominal del transformador, de tal forma que los ventiladores no funcionan en permanencia ya que se paran tan pronto como la temperatura alcance un nivel por debajo del umbral de alarma. .
A potencia nominal, el nivel de alarma se activa para temperatura ambiente diaria (30 ºC si en el pedido se especifica ambiente máximo 40 ºC) y el nivel de disparo se activa para temperatura ambiente máxima (40 ºC si en el pedido se especifica ambiente máximo 40 ºC).

Los ventiladores arrancan a potencia nominal a una temperatura ambiente correspondiente a la ambiente anual (si en el pedido se especifica ambiente máximo 40 ºC), con el fin de que el nivel de alarma no se active antes de la puesta en marcha de los ventiladores.
Los ventiladores funcionan durante 20 minutos después que la temperatura haya disminuido 20 ºC. En la práctica, la disminución de temperatura es superior a 20 ºC (hasta 50 ºC).

Funcionamiento del transformador y los ventiladores.

Cualquiera que sea el nivel de la sobrecarga ocasionada, los ventiladores funcionan siempre a plena potencia en relación con la sobrecarga máxima solicitada por el cliente.


El funcionamiento de la ventilación se adapta al perfil de la sobrecarga, según su duración y su importancia.

Sobrecarga puntual :
Si la sobrecarga es puntual, los ventiladores funcionan aproximadamente ½ h.

Sobrecarga prolongada
Si la sobrecarga perdura, no se paran ya que la temperatura no disminuye lo bastante para alcanzar el umbral de parada de los ventiladores.
En cambio, si la potencia de los ventiladores es importante, puede suceder lo siguiente:

• la potencia de los ventiladores es tal que la temperatura alcanza su nivel de parada
• A la parada de estos, la temperatura aumenta de nuevo porque el transformador continua en sobrecarga.
• Tan pronto como el nivel de alarma conmuta de nuevo, los ventiladores arrancan otra vez y el ciclo vuelve a comenzar indefinidamente si nada modifica las condiciones de funcionamiento.

El transformador experimenta entonces ciclos térmicos de temperatura muy importantes.
Esta frecuencia de choques térmicos no es deseable para el arrollamiento encapsulado de MT, porque puede dar lugar a grietas en el material sólido aislante..
Con el fin de evitar este problema, el nivel de puesta en marcha de los ventiladores deberá disminuirse y la temporización debe prolongarse.

Publicado para:Schneider Electric Peru