¿Qué debo hacer si el transformador sufre un cortocircuito repentino?

1. Mecanismo de daño del transformador durante cortocircuitos

(1) Impacto de fuerza radial

• Las fuerzas radiales estiran los devanados de alto voltaje y comprimen los devanados de bajo voltaje.
• Dado que las estructuras circulares son más vulnerables a la compresión que a la tensión, Los devanados de baja tensión son más propensos a la deformación. (por ejemplo, abultamiento, ovalización).

(2) Impacto de fuerza axial

• Las fuerzas axiales comprimen los devanados, provocando el desplazamiento axial de los devanados de alta y baja tensión.
• Estas fuerzas también se transmiten al núcleo de hierro y a las abrazaderas, pudiendo aflojar o dañar estos componentes.

(3) Clasificación de vulnerabilidad de componentes

1. Devanados de baja tensión y devanados de equilibrio (mayor riesgo de deformación/rotura de hilos)
2. Devanados de alta y media tensión
3. Núcleos y abrazaderas de hierro

2. Procedimientos básicos de inspección y prueba para fallas por cortocircuito

(1) Inspección y evaluación del estado del bobinado

• Inspección visualDespués de levantar el devanado, compruebe si hay deformaciones evidentes (por ejemplo, abultamientos, desalineación), hilos rotos o daños en el aislamiento.
• Pruebas especializadasUtilice equipos de prueba de deformación de bobinados (por ejemplo, equipos de prueba de impulsos de bajo voltaje) para detectar cambios sutiles en la inductancia o impedancia del bobinado, que indican deformaciones ocultas.

(2) Medición de la resistencia CC del transformador

• Mida la resistencia CC de cada fase del devanado y calcule la tasa de desequilibrio (Debe cumplir con las normas IEC: ≤2% para devanados de media tensión, ≤4% para devanados de baja tensión).
• Compare los resultados con los datos históricos (de pruebas de fábrica o mantenimiento previo). Un aumento significativo suele indicar roturas en los filamentos.
• Ejemplo de casosTras un cortocircuito en un transformador de 31.5 MVA, CHH Power detectó un aumento del 10 % en la resistencia CC de la fase C de baja tensión. La inspección posterior reveló la rotura de un hilo en el devanado de la fase C.

(3) Medición de la capacitancia del devanado del transformador

• Los componentes de capacitancia incluyen la capacitancia entre espiras, entre capas, entre núcleos y entre devanado y tierra.
• La deformación (p. ej., la flexión) reduce la distancia entre el devanado y el núcleo de hierro, lo que aumenta la capacitancia entre el devanado y tierra. Mayores cambios en la capacitancia indican una deformación más severa.
• Utilice un puente de capacitancia de precisión para medir los valores de capacitancia, comparándolos con los datos de referencia para evaluar la gravedad de la deformación.

(4) Inspección interna posterior a la descompresión (retirada del capó)

• Comprueba si hay escoria fundida de cobre/aluminio or fragmentos de papel de cable de alta densidad—esto confirma una deformación severa del bobinado o rotura de los filamentos.
• Inspeccione los espaciadores del bobinado (desplazamiento/caída), las placas de presión (compresión desigual) y los clavos de presión (desplazamiento); estos indican daños por fuerza axial.

(5) Inspección del núcleo y la abrazadera de hierro

1. Laminaciones de yugo con núcleo de hierroCompruebe si hay movimiento vertical (signo de fallo de la abrazadera).
2. Tornillos aislantes para arandelas: Medir la resistencia de aislamiento entre los tornillos y el núcleo; comprobar si hay fundas aislantes dañadas (evita fallos de puesta a tierra del núcleo).
3. Placas de tracción y conexionesInspeccione si hay grietas o aflojamiento (la debilidad en este punto provoca el desplazamiento del núcleo).
4. Placas de presión de bobinado:
   • Compruebe si los clavos de presión están dañados o desplazados.
   • Verifique una conexión a tierra confiable entre las placas de presión, los clavos de presión y el yugo de hierro superior (evita que las correas de conexión a tierra se quemen por sobrecorriente).

(6) Análisis de aceite y gas de transformadores

• Muestreo de relevo de gas: Analizar la composición del gas para determinar la naturaleza de la falla (por ejemplo, un alto nivel de hidrógeno indica sobrecalentamiento o arco eléctrico en el devanado).
• Pruebas de aceite: Analizar el aceite para determinar el contenido de gas disuelto, la rigidez dieléctrica y la humedad; el aceite degradado (baja rigidez dieléctrica) requiere filtración o reemplazo.

3. Precauciones clave para el manejo de fallas por cortocircuito

(1) Normas de sustitución de piezas aislantes

• Pruebe todas las piezas aislantes nuevas (por ejemplo, bloques de madera de soportes de plomo) para que cumplan con las normas IEC 60641 antes de la instalación.
• Para bloques aislantes de madera: Sumergir en aceite para transformadores a 80 °C durante 24 horas para eliminar la humedad y garantizar el rendimiento del aislamiento.

(2) Cronograma de las pruebas de aislamiento del transformador

• Deben realizarse pruebas de resistencia de aislamiento y de pérdidas dieléctricas. 24 horas después del llenado de aceite.
• Motivo: Las piezas aislantes húmedas liberan humedad en el aceite caliente con el tiempo; realizar pruebas inmediatamente después del llenado puede pasar por alto defectos de aislamiento ocultos.
• Ejemplo de casosUn transformador de 31.5 MVA y 110 kV mostró un aislamiento normal después del llenado de aceite, pero 24 horas después, la resistencia de aislamiento del lado de baja tensión cayó a 1 MΩ; causa principal: aislamiento no conforme en el bloque de madera de soporte de la barra de cobre de 10 kV.

(3) Reensamblaje del núcleo de hierro: Evite los riesgos de las esquinas afiladas

• Al reinstalar las láminas del yugo con núcleo de hierro, lime las esquinas afiladas para evitar perforar el aislamiento del conducto de aceite.
• Medir la resistencia de aislamiento del paso de aceite en tiempo real durante el reensamblaje (objetivo: ≥100MΩ).
• Lección aprendidaUn transformador de 120 MVA y 220 kV tenía un aislamiento de paso de aceite de 0 Ω después del reensamblaje; las láminas afiladas del núcleo habían provocado un cortocircuito en el paso de aceite, lo que requirió días de trabajo de retrabajo.

(4) Utilice materiales de bobinado resistentes a cortocircuitos.

• DirectoresUtilice alambre de cobre semiduro o alambre transpuesto autoadhesivo (mejora la resistencia a la tracción/compresión).
• Soporte Radial: Adoptar tubos de cartón de alta resistencia o aumentar la cantidad de puntales (resisten la deformación radial).
• Protección axialUtilice clavos de presión de resorte o placas de tracción reforzadas (absorben las fuerzas axiales).
• Enfoque en preventa y reparaciónEl equipo técnico de CHH Power evalúa la resistencia a cortocircuito de los devanados durante las demostraciones de contratos de venta y la planificación de reparaciones para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

(5) Medidas de secado del transformador

1. Preservación con nitrógeno al vacío:
   • Selle el tanque del transformador y evacúe hasta -0.095 MPa para eliminar la humedad superficial.
   • Llenar con nitrógeno seco (punto de rocío ≤-40°C) al finalizar el trabajo durante la noche.
   • Después de las reparaciones, haga circular aceite caliente (60–70 °C) durante 24 horas antes de la puesta en marcha.
2. Secado por pulverización con aceite caliente:
   • Implemente medidas de protección contra la lluvia para el transformador durante las reparaciones.
   • Después del trabajo, utilice aceite caliente (80–90 °C) para rociar el núcleo y los devanados durante 7–10 días para eliminar la humedad.

(6) Evaluación integral de fallas y planificación de reparaciones

• Combine los resultados de las pruebas (aceite/gas, resistencia CC, capacitancia, deformación) para determinar la naturaleza y la gravedad de la falla.
• En caso de deformación severa del bobinado (por ejemplo, rotura de hebras, abultamiento a gran escala), sustituya los bobinados y vuelva a comprobar la alineación del núcleo/abrazadera.
• Documente todas las reparaciones (materiales, datos de pruebas, fotos) para futuras consultas de mantenimiento.