Métodos de análisis y solución de problemas en transformadores

 

TransformersLos transformadores, como componentes esenciales de los sistemas eléctricos, desempeñan funciones críticas, como la transformación de voltaje, la regulación de corriente y el aislamiento eléctrico. Su funcionamiento estable es fundamental para garantizar la seguridad y la eficiencia de las redes eléctricas. Las siguientes secciones ofrecen un análisis detallado de la gestión operativa de los transformadores, las metodologías comunes de detección de fallas y los procedimientos de resolución de problemas.

 

 

Procedimientos de preparación e inspección para la puesta en marcha de transformadores

 

Antes de poner en funcionamiento un transformador, se debe realizar una inspección exhaustiva para verificar que esté listo para un funcionamiento óptimo:

 

Inspección de fijaciones y conexiones: Realice una inspección exhaustiva de todas las fijaciones dentro y fuera del transformador, especialmente en los puntos de conexión críticos, como los terminales de cableado y las barras colectoras. Asegúrese de aplicar el par de apriete adecuado para evitar daños en la rosca y prevenir el agarrotamiento causado por la incompatibilidad de materiales entre los pernos y las tuercas.

 

Verificación de la instalación de componentes: Validar la correcta reinstalación de todos los componentes desmontados durante el transporte o la instalación, inspeccionar los conductos de refrigeración internos para comprobar que no haya residuos y confirmar la ausencia de herramientas residuales dentro de la carcasa del transformador.

 

Inspección del dispositivo de control de temperatura: Verifique que los cables de control de los controladores e indicadores de temperatura estén alejados de las superficies de las bobinas y de las partes con tensión. Vuelva a fijarlos según sea necesario para evitar interferencias.

 

Sistema de refrigeraciónInspección de equipos auxiliares: Verifique el correcto funcionamiento de los ventiladores de refrigeración, los dispositivos de control de temperatura y los sistemas auxiliares. Confirme específicamente el sentido de giro del ventilador para asegurar que el flujo de aire se dirija hacia arriba desde la base de los devanados del transformador.

 

Pruebas de precomisionamiento de transformadores

 

Para validar el cumplimiento de las especificaciones de diseño, se deberán realizar las siguientes pruebas obligatorias antes de la puesta en servicio del transformador:

 

Medición de la resistencia de CC: Realice mediciones de la resistencia del bobinado en todas las posiciones de derivación para verificar el cumplimiento de las especificaciones de diseño.

 

Medición de la relación de voltaje: verifique la precisión detransformación de voltajecompara las proporciones y confirma la corrección de la designación del grupo vectorial mediante comprobaciones de polaridad y secuencia de fases.

 

Prueba de resistencia de aislamiento: Realice una prueba dieléctrica entre el núcleo y las estructuras de sujeción para verificar la integridad del aislamiento.

 

Prueba de resistencia de aislamiento del bobinado: Mida la resistencia de aislamiento de los bobinados para verificar el cumplimiento de las normas de seguridad eléctrica.

 

Prueba de resistencia a la frecuencia industrial: Para los transformadores reparados en campo que vuelven a ponerse en servicio, la prueba de tensión de resistencia dieléctrica se realizará al 80 % del nivel de tensión de prueba original de fábrica, de acuerdo con los requisitos de la cláusula 10 de la norma IEC 60076-3.

 

Precauciones para el funcionamiento seguro de los transformadores

 

Inspección del sistema de puesta a tierra: Realice una inspección rigurosa del sistema de puesta a tierra después de la instalación para verificar su funcionamiento seguro y fiable.

 

Barreras de seguridad: Los transformadores que carezcan de protección de envolvente deberán estar equipados con barreras de aislamiento para evitar el contacto directo con partes con tensión y mitigar los riesgos de electrocución.

 

Operación por personal cualificado: La instalación, puesta en marcha y mantenimiento de los transformadores deberán ser realizados exclusivamente por profesionales certificados para garantizar el cumplimiento de las normas operativas y los protocolos de seguridad.

 

Precauciones para la puesta en funcionamiento de un transformador

 

Activación del sistema de control de temperatura: Antes de la puesta en marcha, calibre y pruebe el controlador de temperatura o la unidad de visualización de temperatura para verificar su correcto funcionamiento.

 

Procedimiento de energización: Cierre los interruptores automáticos con el transformador en vacío. Active el relé de protección instantánea contra sobrecorriente durante la energización para mitigar los efectos de la corriente de irrupción.

 

Aumento gradual de la carga: Una vez puesta en funcionamiento, la carga debe aumentarse gradualmente y controlarse para detectar cualquier ruido o vibración anormal y evitar aumentos repentinos de la carga.

 

Protocolo de mitigación de la humedad: Para transformadores desenergizados expuestos a una humedad ambiental superior al 80 % HR.

 

Fallos comunes en transformadores y medidas correctivas

 

Fallo por sobrecalentamiento: Esto incluye sobrecalentamiento localizado y aumento excesivo de la temperatura general. Inspeccione la carga, la corriente y las condiciones de disipación de calor.

 

Fallos de descarga: Pueden manifestarse como descarga parcial, descarga de arco o descarga de chispa; generalmente están asociados con problemas de aislamiento.

 

Fallo de aislamiento: como por ejemplo, rotura del aislamiento o degradación de su rendimiento; los materiales aislantes dañados deben inspeccionarse y sustituirse de inmediato.

 

Otras fallas: Incluyen ruido anormal, mal funcionamiento de la protección, fugas de aceite, etc.

 

Métodos de detección de fallas:

 

Inspección visual: Compruebe la corriente de carga, los cambios de color del aceite y el aspecto externo en busca de anomalías (por ejemplo, fugas de aceite, decoloración).

 

Monitorización auditiva: Preste atención a los ruidos anormales durante el funcionamiento (por ejemplo, zumbidos irregulares, crujidos o silbidos).

 

Medición eléctrica: Mida la resistencia de CC trifásica y la resistencia de aislamiento para evaluar si los valores se encuentran dentro del rango normal.

 

 

Corrección de fallos en el rendimiento del aislamiento

 

La disminución del rendimiento del aislamiento es una falla común en los transformadores, especialmente en ambientes húmedos. La prueba de resistencia de aislamiento debe realizarse en condiciones adecuadas, con los siguientes valores estándar:

 

Alta tensión a baja tensión y a tierra: ≥ 300 MΩ (10 kV), ≥ 1000 MΩ (35 kV).

Alta tensión a tierra: ≥100 MΩ.

Para la conexión a tierra del núcleo/accesorios, consulte la documentación del fabricante.

 

Si un transformador presenta filtraciones de humedad o condensación (por ejemplo, gotas visibles en las superficies de resina epoxi o en los componentes del núcleo), es necesario un secado inmediato para restaurar la integridad del aislamiento, independientemente de su valor actual de resistencia de aislamiento.

 

 

Protocolo de mitigación de ruido anormal en transformadores

 

El funcionamiento normal de un transformador produce un zumbido que varía según la carga. Si se detecta un sonido anormal, es necesario realizar un análisis más detallado.

 

Aflojamiento del núcleo: Produce ruidos metálicos o zumbidos debido a laminaciones sueltas o a un par de apriete insuficiente de los pernos.

 

Núcleo sin conexión a tierra: Genera chasquidos de descarga debido a la acumulación electrostática entre el núcleo y el tanque.

 

Defectos en los contactos del interruptor: Provocan chirridos o crujidos debido a arcos eléctricos en cambiadores de tomas o juntas de barras colectoras.

 

Descarga en el cable/bobinado: Emite arcos audibles que producen chasquidos debido a la ruptura del aislamiento en regiones de alta tensión.

 

Bujes contaminados: Provocan una descarga de corona sibilante debido a la acumulación de aceite/partículas en la superficie.

 

Solución de problemas de mal funcionamiento del control de temperatura.

 

Fallo al encender: Compruebe la fuente de alimentación, los fusibles, las conexiones de los terminales y el estado del interruptor.

 

No se muestra la temperatura: compruebe la conexión y la resistencia del sensor.

 

Desviación de temperatura: Compruebe la instalación de los sensores y las fuentes de interferencia.

 

Fallo de comunicación: Compruebe la línea de comunicación y póngase en contacto con el soporte técnico del proveedor.

 

Soluciones para la mitigación del desequilibrio de voltaje trifásico

 

El desequilibrio de voltaje trifásico suele estar causado por fallas de puesta a tierra o desequilibrio de carga. Las soluciones incluyen:

 

Conexión a tierra multipunto para la reducción de pérdidas en la línea neutra: Implemente la conexión a tierra multipunto en redes de distribución de baja tensión para reducir las pérdidas de potencia en la línea neutra optimizando las rutas de retorno de corriente y minimizando la impedancia.

 

Transformador monofásico Implementación: Utilice transformadores monofásicos en áreas con cargas monofásicas predominantes (por ejemplo, zonas residenciales) para aislar las corrientes desequilibradas y evitar interferencias armónicas.

 

Monitorización y equilibrio de carga: Realizar mediciones periódicas de carga utilizando pinzas amperimétricas para cuantificar las desviaciones de corriente entre fases.

 

Tratamiento para la gestión de fugas y variaciones del color del aceite

 

Oscurecimiento del aceite: El oscurecimiento del aceite (por ejemplo, del ámbar a marrón/negro) indica absorción de humedad y degradación por oxidación, lo que reduce la rigidez dieléctrica y aumenta la acidez. Reemplace el aceite degradado de inmediato para evitar el envejecimiento acelerado del aislamiento y posibles fallas en el equipo.

 

Fuga de aceite: determine si debe continuar operando y programar el mantenimiento en función de la situación de la fuga de aceite, o si debe detener inmediatamente y reabastecer de aceite.

 

En conclusión, el funcionamiento estable de los transformadores es la piedra angular de la fiabilidad del sistema eléctrico. Mediante inspecciones minuciosas, un diagnóstico y resolución de fallos rápidos y un mantenimiento proactivo, se puede prolongar eficazmente la vida útil de los transformadores, minimizar las tasas de fallos y garantizar la seguridad y la eficiencia de los sistemas eléctricos.