La bobina espiral de transformador SGOB de 100 kVA con paso longitudinal de aceite es una solución de exportación a China. Ofrece una refrigeración interna superior y un funcionamiento de carga estable. La bobina en espiral y los conductos de aceite longitudinales reducen los puntos calientes y optimizan el equilibrio térmico para las redes de distribución comerciales e industriales.
A Bobina espiral del transformador 100kVA con paso longitudinal de aceitecon bobina LV enrollada en espiral y conductos de aceite longitudinales de 5 mm reduce ese punto caliente entre 9 y 12 °C. Verificado por sensores de fibra óptica integrados durante el funcionamiento de calefacción en fábrica. Fabricado por Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd.
Datos de pruebas de fábrica de 12 unidades estándar S11 de 100 kVA (devanadas en capas, sin conductos internos) producidas por Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. entre enero y diciembre de 2024:
Utilizando curvas de vida útil del aislamiento IEEE C57.91: a 108 °C continuos, la vida útil esperada es de 10 a 12 años. A 96°C, la vida esperada se duplica a 20-24 años. Esta diferencia de 12°C es el objetivo de ingeniería para el diseño de la bobina en espiral.
Esta bobina en espiral de transformador de 100 kVA con paso longitudinal de aceite reemplaza la bobina de baja tensión enrollada en capas convencional con un diseño enrollado en espiral. Dos cambios de ingeniería funcionan juntos según la producción real en Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. (fundada en 2007, fábrica de 40.000 m²).
El bobinado de capas se apila de 20 a 40 vueltas en cada capa horizontal. El calor de las vueltas internas debe pasar a través de múltiples capas de cobre y papel antes de llegar al aceite. El bobinado en espiral da una vuelta por capa en un patrón helicoidal. Cada vuelta está expuesta directamente al aceite en tres lados (superior, inferior y lateral). El área de superficie de contacto con el aceite aumenta aproximadamente un 35 % en comparación con el devanado de capas según cálculos de ingeniería internos.
Entre cada capa de la bobina en espiral, se insertan conductos de cartón prensado de 5 mm de espesor (que cumplen con IEC 60641-3-1). Estos conductos recorren verticalmente toda la altura del serpentín. El aceite entra por abajo, el aceite calentado sube y el aceite más frío lo reemplaza. La convección natural crea un flujo continuo a través de los conductos. En el diseño convencional devanado en capas, el aceite dentro del devanado está estancado.
El calor viaja cobre → papel → aceite en el conducto. Distancia: 1-2 mm. En diseño convencional: cobre → papel → cobre → papel → cobre → papel → aceite. Distancia: 8-12 mm. Un recorrido más corto más aceite en movimiento equivale a una temperatura medida más baja.
| Punto de medición | S11 enrollado en capas (producción estándar) |
Bobina espiral con conductos. (unidad de prueba #SP240804) |
Diferencia |
|---|---|---|---|
| Temperatura superior del aceite (termómetro) | 78ºC | 75°C | -3ºC |
| Temperatura del aceite inferior | 68ºC | 68ºC | 0ºC |
| Superficie de bobinado exterior (cámara térmica, Fluke Ti480) | 85ºC | 80°C | -5ºC |
| Bobinado interior (fibra óptica, 3 ubicaciones promedio) | 101ºC | 91ºC | -10°C |
| Punto de acceso (máximo de 3 ubicaciones de fibra) | 106ºC | 95ºC | -11ºC |
| gradiente de temperatura (de arriba a abajo del devanado) | 17ºC | 10ºC | -41% |
Durante el calentamiento de la fábrica en agosto de 2024, las imágenes térmicas (Fluke Ti480, emisividad establecida en 0,95 para acero pintado) de la superficie del tanque mostraron:
Todos los valores a continuación provienen de registros de producción de fábrica e informes de pruebas de tipo para el modelo S11-M-100/10 con opción de bobinado BT en espiral.
| potencia nominal | 100 kVA (continuo, 50 Hz) |
| voltaje primario | 10 ±2×2,5% / 20 kV |
| voltaje secundario | 400V / 230V trifásico |
| grupo de vectores | Dyn11 (estándar) |
| Tipo de bobinado BT | Enrollado en espiral, una vuelta por capa. |
| Conductos longitudinales | 6 conductos, 5 mm de ancho, material de cartón prensado según IEC 60641-3-1 |
| Pérdida sin carga (medida) | 0,20 kW (rango típico 0,198-0,202) |
| Pérdida de carga a 75°C | 1,15 kW (medido) |
| voltaje de impedancia | 4,0% (±10%) |
| Corriente sin carga | 1,6% máximo (típico 1,5-1,55%) |
| Peso total (seco + aceite) | 605 kg (aceite: 120 kg de aceite mineral, grado IEC 60296) |
| Dimensiones (largo x ancho x alto) | 890 × 520 × 1140 mm (solo tanque) |
| Clase de aislamiento | A (límite de punto caliente de 105 °C, medido a 95 °C máx.) |
| Método de enfriamiento | ONAN (Aceite Natural Aire Natural) |
| Número de serie | fecha de construcción | Destino | Temperatura del punto caliente al 100% de carga | Temperatura máxima del aceite | Ubicación de fibra óptica (temperatura máxima) |
|---|---|---|---|---|---|
| SP240301 | marzo de 2024 | Manila, Filipinas | 94ºC | 74°C | Medio interior |
| SP240502 | mayo 2024 | Yakarta, Indonesia | 96ºC | 75°C | Interior superior |
| SP240603 | junio de 2024 | Bangkok, Tailandia | 93ºC | 73ºC | Medio interior |
| SP240804 | agosto de 2024 | Unidad de prueba interna | 95ºC | 75°C | Interior superior |
| SP240905 | septiembre de 2024 | Ho Chi Minh, Vietnam | 94ºC | 74°C | Medio interior |
| SP241006 | octubre de 2024 | Lagos, Nigeria | 96ºC | 75°C | Interior superior |
| SP241107 | noviembre de 2024 | Manila, Filipinas | 93ºC | 74°C | Medio interior |
| SP241208 | diciembre de 2024 | Bandera de Indonesia | 95ºC | 75°C | Interior superior |
| SP250109 | enero de 2025 | Bangkok, Tailandia | 94ºC | 74°C | Medio interior |
| SP250110 | enero de 2025 | Cebú, Filipinas | 95ºC | 74°C | Medio interior |
| SP250211 | febrero de 2025 | Ho Chi Minh, Vietnam | 96ºC | 75°C | Interior superior |
| SP250212 | febrero de 2025 | Yakarta, Indonesia | 94ºC | 74°C | Medio interior |
El bobinado en espiral no se puede realizar en máquinas bobinadoras de capas estándar. Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. opera dos máquinas bobinadoras en espiral dedicadas (fabricante: Jiangxi Huadian, modelo: SK-1600, instaladas en 2019 y 2022). CadaBobina espiral del transformador 100kVA con paso longitudinal de aceiterequiere de 45 a 60 minutos de tiempo de bobinado (en comparación con los 20 minutos del bobinado de capas en equipos convencionales). Esto explica el mayor costo de fabricación y el mayor tiempo de entrega de las unidades de bobinas en espiral.
El devanado en espiral está disponible sólo para bobinas de BT (baja tensión, alta corriente). Las bobinas de alta tensión permanecen enrolladas en capas porque los requisitos de aislamiento de tensión de tensión son más críticos que la optimización térmica para los devanados de alta tensión.
Basado en datos de pruebas de fábrica (agosto de 2024), registros de lotes de producción (12 unidades, marzo de 2024 - febrero de 2025) y comentarios de campo de 23 unidades enviadas:
Especifique el diseño de la bobina en espiral cuando:la temperatura ambiente excede los 35°C regularmente, la instalación es en interiores con flujo de aire limitado, los ciclos de carga se realizan más de dos veces al día o el requisito de vida útil esperada excede los 15 años.
Especifique el bobinado en capas estándar S11 cuando:el ambiente está constantemente por debajo de 30 °C, el transformador está al aire libre con buena ventilación, el presupuesto es la principal limitación o la instalación es temporal (menos de 10 años).
Bobina espiral del transformador 100kVA con paso longitudinal de aceitereduce la temperatura medida del punto caliente de 106 °C a 95 °C (-11 °C), extiende la vida útil estimada del aislamiento de 11 a 22 años y agrega entre un 8 % y un 10 % al costo de fabricación. Para aplicaciones en climas cálidos, el período de recuperación es de aproximadamente 2 años gracias a la reducción del costo de reemplazo.
