Desarrollo de un diseño mecánico y sistema de refrigeración para un transformador de potencia

Abstract

Los trasformadores de potencia actualmente no son fabricados en Ecuador por lo que es necesaria su importación. Frente a la posibilidad local de fabricar la parte activa para un transformador de 5MVA es vital el diseño mecánico de los exteriores del transformador (Cuba, Cobertor, Orejas de izado), el reservorio de aceite dieléctrico, la brida soporte para la parte activa, además de establecer un modelo de transferencia de calor para seleccionar la configuración de los radiadores. Se realizó un análisis de esfuerzos en la viga que actúa como prensa y soporte de la parte activa. Para la cuba se determinó la cantidad de refuerzos óptimos, y mediante un modelo analítico se optimizó la cantidad de material utilizado en la cuba tomando la pared del tanque y el refuerzo como una viga, de modo que la cuba pueda resistir una presión de 2,5 atm. El cálculo del reservorio de aceite que comprende el espesor de casco, cabeza y silletas se logró mediante el uso de un manual de recipientes a presión basado en la norma ASME VIII. Se utilizó un software CAE para el diseño de los demás elementos mecánicos, además de realizar un análisis de elementos finitos para comprobar cálculos teóricos. Tomando en cuenta que la importación del transformador es susceptible a otros factores como tasas arancelarias, tiempo y transporte, los precios de importación de transformadores con características similares rondan entre $ 60K y 80K y el costo de fabricación del transformador local es de $ 72K.