Indicadores de que es necesario mantenimiento en transformadores de potencia
De manera general, un transformador requiere menos mantenimiento comparado con otro equipo eléctrico; sin embargo, una falla puede causar un gran problema en el sistema de energía, ya que se trata de un elemento importante que puede tardar algo de tiempo en ser reemplazado.
Causas de fallas en un transformador
Hallar la causa de la falla en un transformador es el primer paso para poder solucionar el problema. Generalmente, se trata de la combinación de muchos factores que pueden ser clasificados de la siguiente manera:
1. Imperfecciones en las especificaciones:
- Error en la elección del tipo de aislamiento.
- Capacidad no apropiada.
- Falta de atención de las condiciones del lugar de la instalación.
2. Imperfecciones en las instalaciones:
- Instalación equivocada.
- Capacidad y alcance de protección del pararrayos no apropiados.
- Switch y relé de protección no adecuados.
3. Imperfecciones en las operaciones y mantenimiento en transformadores de potencia:
- Partes sueltas de la conducción externa.
- Deterioro del aceite aislante.
- Carga excesiva o errores en la conexión de los cables.
- Errores en la operación y negligencia en el acomodo de la protección de circuitos.
- Inspección insuficiente en las válvulas y juntas.
- Pobre mantenimiento de los accesorios
4. Desgaste normal.
5. Desastres naturales.
Tipos de fallas
Las fallas en los transformadores producidas por las causas previamente mencionadas crean fallas secundarias y hasta terciarias que pueden ser difíciles de detectar.
Sin embargo, las condiciones de operación al momento de la falla, los registros de inspección del relé de protección de varias partes y el mantenimiento regular de transformadores de potencia pueden ayudar a detectar la causa.
Los defectos de un transformador pueden ser clasificados de la siguiente manera:
1. Fallas internas, en el núcleo y en la bobina:
- Interrupción dieléctrica.
- Ruptura del devanado.
- Errores en la toma de tierra.
- Conexión abierta del cambiador de tomas
- Aceite aislante.
2. Defectos externos, en el tanque:
- Debido a filtraciones de aceite en las juntas, válvulas o cordón de soldadura.
- Debido a los bushings en los respiradores, un exceso de presión en las válvulas, termómetros, indicadores de nivel de aceite, etc.
- Defectos en los ventiladores de enfriamiento forzado, relé de Buchholz, salida del transformador actual de los bushing.
Descubrimiento temprano de las fallas
Entre más rápido sea encontrada la falla, mejor para el transformador. Se requiere de un mantenimiento e inspección detallados y cuidadosos.
Existen varios procedimientos de rutina que pueden llevarse a cabo. Algunos defectos van más allá del control humano, como aquellos que son súbitos o que se desarrollan poco a poco. A continuación, se enlistan algunos de ellos:
Fallas súbitas del transformador
La mayoría de las interrupciones dieléctricas ocurren por un rayo o una tensión anormal, causando una falla directa. Corriente excesiva por un cortocircuito externo o un golpe mecánico son también algunas de las causas.
Terremotos e incendios pueden dañar igualmente al transformador de forma accidental.
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Defectos que se desarrollan lentamente
- Estos están relacionados con factores externos y es difícil poder anticiparlos.
- La deformación de los materiales aislantes y los devanados del transformador pueden ser causados por golpes mecánicos producto de un cortocircuito externo. El transformador está diseñado para resistir el calor y un golpe como este; sin embargo, si este se expone a una gran cantidad de ellos, incluso una pequeña deformación puede convertirse en un serio defecto interno.
- Aislamiento del núcleo. Pude existir un aislamiento deficiente entre las láminas del núcleo, como el tornillo para apretar y el tubo de aislamiento. Esto puede causar un cortocircuito en la corriente magnética, lo que daría como resultado más de estos en la afluencia y un excesivo calentamiento.
- Aislamiento deficiente debido a duras condiciones de operación, como una carga excesiva. Según lo que dice el manual instructivo, el aislamiento del transformador se deteriora por el incremento en la temperatura. Esto se acentúa con el paso del tiempo y se puede convertir en una falla muy seria.
- Deterioro de los materiales aislantes, como aceite, bushings, etc., debido a la absorción de la humedad, oxidación y a la formación de una descarga parcial.
- Deterioro del aislamiento externo del transformador causado por el viento, nieve, sal y polvo. Esto puede ser prevenido con la correcta inspección y mantenimiento en transformadores de potencia.
- Defectos en los accesorios y filtraciones de gas y aceite.
Defectos internos en el transformador
Defectos en el devanado
- Cortos circuitos. Estos pueden ocurrir entre las vueltas, fases y devanados. La mayoría de las fallas por cortocircuito son causadas por una tensión anormal en el descargador de sobretensiones debido al deterioro del aceite aislante y la penetración de la lluvia. Otros cortocircuitos se deben al deterioro por el calor, resultado de una fuerza mecánica electromagnética o una carga excesiva.
- Rotura de las terminales del devanado. Las terminales sufren daño por un exceso de corriente o por un rayo. De igual manera, los accidentes de cortocircuito en el sistema que se acumulan causan daños en el soporte del devanado debido a su repetitiva y destructiva fuerza mecánica, la cual termina por romper las terminales.
- Cortocircuito en el piso. La tensión de impulso o el deterioro del aislamiento pueden derivar en un cortocircuito en la toma de tierra del devanado, la terminal del núcleo o el tanque. Estos defectos pueden ser detectados fácilmente a través de un diagnóstico externo o un monitoreo eléctrico.
Defectos en el núcleo
Hay defectos por un mal aislamiento del tornillo para apretar del núcleo o un conducto de aceite refrigerante obstruido que pueden causar un calentamiento excesivo en el núcleo. Estos se desarrollan poco a poco.
Un mal apriete entre el núcleo y las abrazaderas del devanado pude generar vibraciones perjudiciales.
Fuente: Electrical Engineering Portal
