Los transformadores son equipos de alta capacidad de voltaje que facilitan la transmisión y distribución de energía eléctrica. Su objetivo principal es reducir los niveles de voltaje en un sistema de energía determinado. Pero a pesar de ser dispositivos cerrados y sin piezas giratorias, no son totalmente inmunes a los fallos. Si estas fallas surgieran, no controlarlas podría conducir a resultados desastrosos al dañar el transformador e impedir las operaciones diarias.

Para evitar esto, primero hay que estar familiarizado con las fallas más comunes en los transformadores y cómo diagnosticarlas y protegerse contra ellas.

1. Fallo de sobrecalentamiento

El sobrecalentamiento en un transformador a menudo surge debido a sobrecargas más allá de las sobrecargas permitidas indicadas por el fabricante según las normas IEC y fallas externas como cortocircuitos en instalaciones aguas abajo o fallas en el sistema de enfriamiento. Afortunadamente, la mayoría de las fallas por sobrecalentamiento se pueden prevenir fácilmente realizando un mantenimiento adecuado del transformador. Sin embargo, si se descuida el problema, el sobrecalentamiento normalmente provoca que se rompa el aislamiento de los devanados.

Los pasos generales para diagnosticar este problema son:

Compruebe si los ventiladores de refrigeración funcionan correctamente, junto con el estado de los ventiladores y las bombas de aceite.

Inspeccione el radiador y asegúrese de que esté limpio. De lo contrario, limpie el polvo, la suciedad y otros contaminantes que puedan haberse adherido.

Determine si hay algún tipo de sobrecorriente verificando la corriente del transformador y reduciendo la carga si es necesario para mantenerse en línea con la corriente nominal de la unidad.

La temperatura ambiente puede afectar al transformador cuando funciona en días especialmente calurosos. Para estas situaciones, considere encender las estaciones de enfriamiento.

El aceite sirve principalmente para enfriar el transformador. Así, comprueba si los niveles de aceite se han agotado y sustitúyelo cuando sea necesario. Además, no olvide comprobar si hay posibles fugas que causen el problema.

2. Fallos de aislamiento de aceite y devanados.

Los aceites para transformadores están fabricados específicamente para proporcionar aislamiento eléctrico bajo campos eléctricos intensos. Por tanto, una disminución sustancial de su rigidez dieléctrica podría significar que el aceite ya no es apto para su uso. Algunos factores que podrían provocar el deterioro de la rigidez dieléctrica de un aceite incluyen contaminantes polares como el agua y la descomposición del papel de celulosa.

En caso de fallas menores, como daños al aislamiento de los pernos centrales, sobrecalentamiento local, etc., el arco hace que se genere gas lentamente en el aceite y se eleve hacia el conservador.

Por otro lado, una falla importante que produce arcos severos liberará rápidamente un gran volumen de vapores de gas y petróleo que no tienen tiempo suficiente para escapar. Este movimiento violento desplaza físicamente el petróleo y aumenta la presión que fuerza el aumento de petróleo hacia el conservador.

Esencialmente, la falla localizada y el calentamiento del aceite son los principales culpables de prácticamente todas las fallas que afectan el núcleo y los devanados del transformador.

3. Fallo central

Se produce un sobrecalentamiento grave si alguna parte del aislamiento del núcleo se daña o si la estructura de laminación del núcleo queda puenteada por un material conductor que permite que fluya suficiente corriente parásita. Además, preste atención a los pernos aislados que se utilizan para apretar el núcleo. Un fallo en su aislamiento puede facilitar el paso de corrientes parásitas, que también contribuirán al sobrecalentamiento.

4. Falla entre fases

También conocidas como fallas trifásicas, estas fallas no fluyen a través de la conexión a tierra y, por lo tanto, se limitan solo a la impedancia del devanado. El valor de esta impedancia está diseñado intencionalmente en la unidad del transformador para restringir la corriente máxima de cortocircuito. Esto se logra haciendo que el flujo de reactancia de fuga genere el nivel de cortocircuito requerido al no vincular los devanados primario y secundario. Los relés diferenciales y los relés Buchholz son las principales formas de resolver esta falla.

Para diagnosticar una falla entre fases, verifique si los dispositivos de protección del transformador han aislado el transformador y liberado aceite de los tanques. Algunas de las causas habituales de cortocircuito en esta falla incluyen:

Bajos niveles de aceite

Transformador de envejecimiento

Aceite malo por contaminación del agua.

Alto voltaje debido a rayos u otras sobretensiones eléctricas

5. Fallas en el tanque (nivel de aceite) y falla en el enfriamiento

La fuga de aceite en un transformador puede provocar una descarga disruptiva entre las conexiones finales y los devanados. Cuando hay menos aceite del necesario para los tanques, se produce una reducción del aislamiento del devanado. En última instancia, una falla del tanque resulta en un aumento anormal en la temperatura del transformador. Inspeccione si hay fugas realizando periódicamente una inspección visual del cuerpo del tanque. Las razones comunes de las fugas incluyen:

Aflojamiento de tornillos del cuerpo del tanque.

Corrosión en el cuerpo del tanque.

Daño mecánico causado por un fuerte impacto en el cuerpo del tanque.

Por otro lado, una falla en el sistema de enfriamiento afectará inevitablemente el rendimiento del transformador e impedirá que funcione a su máxima potencia. La mayoría de los transformadores más pequeños generalmente funcionan solo con enfriamiento natural, pero los modelos más grandes requieren enfriamiento forzado en su diseño. Realice una verificación de rendimiento en el sistema de enfriamiento del transformador para verificar si aún funciona según lo previsto.

Conclusión

Las fallas comunes de los transformadores mencionadas anteriormente deberían servir como un buen punto de partida para permitirle estar mejor al tanto de sus transformadores y garantizar su funcionamiento normal. También debe tener en cuenta cómo determinar la criticidad del transformador.

Dicho esto, hay muchas otras fallas que pueden afectar un transformador; considere trabajar con una empresa de ingeniería mecánica y eléctrica para ayudar a realizar pruebas de transformadores eléctricos y mantener estos componentes críticos de su sistema eléctrico.