Análisis de fallas en transformadores sumergidos en aceite

1. Causa principal de la falla: Entrada de flujo en la línea (perturbación en la línea)

• Manifestaciones clave:
  • Errores operativos (por ejemplo, emparejamiento incorrecto del transformador, mal funcionamiento de los interruptores).
  • Arco eléctrico en los cables del interruptor de derivación, lo que provoca sobretensiones y picos de tensión.
  • Fallas en la línea (por ejemplo, descargas disruptivas) y acoplamiento de fase incorrecto.
• Generar impactoProvoca directamente fallos en el aislamiento, daños en el bobinado o sobrecalentamiento del núcleo, lo que conduce a un fallo repentino del transformador.

2. Causa secundaria de fallo: Degradación del aislamiento

• Manifestaciones clave:
  • Envejecimiento del aceite aislante, del papel aislante y de los paneles aislantes debido al funcionamiento prolongado, a las fluctuaciones de temperatura o a la entrada de humedad.
• Generar impactoReduce la vida útil promedio del transformador a 17.8 años, muy por debajo de los 35-40 años esperados. Para los transformadores que fallaron en 1983, la vida útil promedio era de 20 años, lo que indica una tendencia a la baja en la durabilidad.

3. Tercera causa de fallo: Sobrecarga

• Manifestaciones clave:
  • Transformadores de pequeña capacidad que soportan cargas excesivas durante períodos prolongados (por ejemplo, centrales eléctricas o compañías eléctricas con un crecimiento de carga no planificado).
• Generar impactoProvoca un aumento excesivo de la temperatura, acelerando el envejecimiento del aislamiento. El deterioro de los paneles aislantes y la menor resistencia del papel aislante conllevan la ruptura del aislamiento al exponerse a fallas externas, lo que provoca averías.

4. Cuarta causa de falla: Mantenimiento insuficiente

• Manifestaciones clave:
  • Modificación ilegal o uso indebido de los dispositivos de protección.
  • Falta de equipos de monitoreo necesarios para los transformadores.
  • Fugas de refrigerante, acumulación excesiva de suciedad y corrosión de los componentes.
• Generar impactoConvierte defectos menores en fallas mayores (por ejemplo, una fuga de refrigerante no atendida provoca sobrecalentamiento; la corrosión daña el núcleo y los devanados).

5. Otras causas de fallo

(1) Desequilibrio de carga trifásico

• ManifestaciónLas cargas trifásicas desequilibradas a largo plazo provocan sobrecargas parciales y un aumento excesivo de la temperatura.
• Generar impactoDeteriora el aislamiento, provocando cortocircuitos entre bobinas o entre fases.

(2) Conexiones sueltas

• Manifestación: Apriete inadecuado de las conexiones atornilladas, uso inapropiado de metales diferentes (que conduce a corrosión electroquímica) y conexiones eléctricas flojas (durante la fabricación o el mantenimiento).
• Generar impactoProvoca arcos eléctricos locales, sobrecalentamiento o mal contacto, aunque este fenómeno ha disminuido en los últimos años.

(3) Defectos de proceso/fabricación deficientes

• ManifestaciónUna pequeña proporción de las fallas se debe a defectos de fabricación, como enchufes sueltos, soportes faltantes, cojines sueltos, soldadura deficiente, aislamiento del núcleo inadecuado, resistencia insuficiente a cortocircuitos u objetos extraños en el tanque.
• Generar impactoDefectos ocultos que provocan fallos en condiciones extremas (por ejemplo, sobrecarga, cortocircuito).

(4) Caídas de rayos

• Manifestación: Se observan menos fallas por impacto directo de rayos que en estudios anteriores; los impactos de rayos no evidentes ahora se clasifican como flujo de línea (corriente de irrupción).
• Generar impactoInduce sobretensión, dañando el aislamiento y los devanados.

6. Contramedidas selectivas de CHH Power

1. Reforzar el control de perturbaciones en la línea:
   • Instale descargadores de sobretensión y dispositivos de protección contra sobretensiones para suprimir los picos de tensión y las corrientes de arranque.
   • Estandarizar los procedimientos operativos (por ejemplo, protocolos estrictos de operación de interruptores, comprobaciones de coincidencia de fase antes del emparejamiento de transformadores).
2. Monitoreo del estado del aislamiento:
   • Realizar pruebas de aislamiento periódicas (por ejemplo, prueba de rigidez dieléctrica para aceite, prueba de resistencia de aislamiento para devanados) y análisis cromatográficos de aceite para detectar la degradación de forma temprana.
   • Reemplace periódicamente los materiales aislantes envejecidos (por ejemplo, papel aislante, placas aislantes) utilizando materiales resistentes a altas temperaturas y a la humedad.
3. Estandarizar las prácticas de mantenimiento:
   • Establezca un programa de mantenimiento regular (trimestral para la comprobación de fugas de refrigerante, semestral para la limpieza de suciedad y la inspección de corrosión).
   • Asegúrese de que los dispositivos de protección estén correctamente configurados y funcionen correctamente; instale sistemas de monitoreo en tiempo real (por ejemplo, sensores de temperatura y nivel de aceite).
4. Gestión de carga:
   • Monitoree la capacidad de carga en tiempo real; evite sobrecargas a largo plazo ampliando la capacidad o agregando transformadores para cargas crecientes.
   • Equilibrar las cargas trifásicas para evitar sobrecargas parciales, utilizando sistemas inteligentes de distribución de carga.
5. Control de calidad de la conexión:
   • Utilice metales compatibles para las conexiones; apriete los pernos al par especificado durante la fabricación y el mantenimiento.
   • Realice pruebas de resistencia de contacto periódicas para detectar conexiones sueltas a tiempo.
6. Optimización del proceso de fabricación:
   • Implementar inspecciones de calidad estrictas (por ejemplo, controles de calidad de soldadura, pruebas de aislamiento del núcleo) para eliminar defectos antes de la entrega.
   • Retire los objetos extraños del tanque y asegúrese de que los soportes y cojines estén instalados de forma segura.
7. Mejora de la protección contra rayos:
   • Mejorar los pararrayos de los transformadores en zonas propensas a tormentas eléctricas; optimizar los sistemas de puesta a tierra para reducir la sobretensión inducida.