Simulación Numérica De Transferencia De Calor En Transformadores De Potencia.

Abstract

En este trabajo se estudia el flujo fluidodinámico y el proceso de transferencia
de calor en el fluido, núcleo y arrollamientos de transformadores eléctricos de distribución
de mediana potencia.
Las simulaciones se llevan a cabo con un programa de elementos finitos desarrollado en
CIMEC,1 el cual resuelve numéricamente un modelo matemático basado en las ecuaciones
de Navier-Stokes incompresible y la ecuación de transporte de energía térmica, ambas
acopladas mediante un término de flotación proporcional a la temperatura incorporado a
la ecuación de momento.
El alto número de Prandtl del aceite de transformadores obliga a utilizar mallas muy
refinadas en las interfaces sólido-fluido. Por otra parte, la constante de tiempo térmica de
la máquina es grande con lo que se requieren largos tiempos de simulaci_on para alcanzar
las condiciones de régimen térmico estacionario.
Los resultados obtenidos en la simulación son comparables a los determinados experimentalmente
durante el ensayo de calentamiento2 de un transformador de distribución de
13.2/0.4 kV 315 kVA de la firma Tadeo Czerweny S.A.
El objetivo final de esta investigación es la optimización del diseño de los arrollamientos
de transformadores de gran potencia.