En el diseño de transformadores de potencia, la refrigeración no es solo una función de apoyo; es un factor crítico que influye directamente en el rendimiento, la eficiencia y la vida útil. A medida que aumenta la capacidad del transformador, gestionar el calor se vuelve más desafiante, lo que hace indispensable la selección de un método de refrigeración adecuado.

Entre los tipos de enfriamiento más utilizados se encuentran ONAN, ONAF y OFAF. Cada uno representa un nivel diferente de capacidad de enfriamiento y está adaptado a condiciones de operación específicas.

ONAN: Simplicidad y confiabilidad

ONAN (Aceite Natural, Aire Natural) es el método de enfriamiento más básico utilizado en los transformadores sumergidos en aceite. En este sistema, el aceite aislante circula de manera natural debido a las diferencias de temperatura, transfiriendo el calor desde los devanados al tanque y a los radiadores. A continuación, el calor se disipa en el aire ambiente mediante convección natural.

Este método ofrece varias ventajas, entre ellas una estructura sencilla, bajos requisitos de mantenimiento y alta confiabilidad, gracias a la ausencia de equipos auxiliares como ventiladores o bombas. El sistema ONAN suele ser adecuado para transformadores de tamaño pequeño a mediano que operan en condiciones de carga relativamente estables.

ONAF: Refrigeración mejorada con aire forzado

A medida que aumentan las clasificaciones de los transformadores, la refrigeración natural por aire puede dejar de ser suficiente para controlar la temperatura del aceite. En este punto, el sistema ONAF (Aceite Natural con Aire Forzado) se convierte en una solución práctica.

En los sistemas ONAF, la circulación del aceite sigue siendo natural, pero se instalan ventiladores externos para forzar el paso del aire a través de los radiadores, lo que mejora significativamente la disipación del calor. Estos ventiladores suelen alimentarse mediante una fuente de baja tensión externa y pueden ponerse en marcha cuando se presentan cargas más elevadas o condiciones de máxima demanda.

En comparación con ONAN, ONAF permite que los transformadores operen a niveles de carga más altos sin superar los límites de temperatura. Se utiliza ampliamente en aplicaciones en las que se prevén fluctuaciones de la carga, ofreciendo un equilibrio entre el rendimiento y la complejidad del sistema.

OFAF: Refrigeración de alta capacidad para transformadores EHV

En el caso de los transformadores de potencia de gran tamaño, especialmente en aplicaciones de extraalta tensión (EHV), incluso la refrigeración por aire forzado puede no ser suficiente. Debido al gran volumen de aceite y a la considerable cantidad de calor generada, suele requerirse un sistema de refrigeración OFAF (aceite con aire forzado).

En los sistemas OFAF, tanto la circulación del aceite como la del aire son forzadas. Las bombas hacen circular activamente el aceite a través del sistema de refrigeración, mientras que los ventiladores aumentan el flujo de aire sobre los intercambiadores de calor. Esta combinación incrementa de manera considerable la eficiencia de la refrigeración y permite que el transformador soporte cargas térmicas muy elevadas.

Aunque los sistemas OFAF son más complejos y requieren un mantenimiento adicional, son esenciales para garantizar una operación segura y estable en las redes de transmisión de alta capacidad.

Conclusión

Seleccionar el método de refrigeración adecuado no consiste en elegir la opción más avanzada, sino en ajustar la capacidad de refrigeración a las exigencias operativas del transformador.

ONAN ofrece sencillez y fiabilidad para cargas moderadas.
ONAF ofrece una mayor capacidad y flexibilidad para cargas más altas o variables.
OFAF ofrece el rendimiento necesario para aplicaciones de gran escala y alta demanda.

Un sistema de refrigeración bien diseñado no solo garantiza un funcionamiento eficiente, sino también una confiabilidad a largo plazo y un menor riesgo de sobrecalentamiento, lo que lo convierte en un aspecto clave a considerar en cualquier proyecto de transformador.