¿Cuáles son las fallas comunes en los transformadores?
Las fallas comunes en los transformadores pueden surgir de varios factores, incluidos problemas eléctricos, mecánicos y ambientales. Una falla frecuente es la falla del aislamiento del devanado, que puede ocurrir debido a sobrecalentamiento, estrés eléctrico excesivo o envejecimiento de los materiales aislantes. Esta falla puede provocar cortocircuitos o fallas a tierra dentro de los devanados, afectando el rendimiento del transformador y potencialmente causando daños. Otro problema común es la acumulación de humedad en el aceite del transformador o en el aislamiento, lo que puede degradar las propiedades del aislamiento y provocar una reducción de la rigidez dieléctrica o una descarga parcial. También pueden ocurrir fallas mecánicas como conexiones flojas, abrazaderas rotas o casquillos dañados, lo que compromete la integridad estructural y el rendimiento eléctrico del transformador. El mantenimiento regular, que incluye pruebas de resistencia de aislamiento, análisis de aceite e inspecciones visuales, ayuda a identificar y mitigar estas fallas comunes para garantizar un funcionamiento confiable del transformador.
La causa más común de falla del transformador es el estrés térmico, principalmente como resultado de una sobrecarga o un enfriamiento inadecuado. Cuando un transformador está sujeto a corrientes que exceden su capacidad nominal o funciona a temperaturas ambiente altas, se puede acumular calor excesivo dentro de los devanados y el aislamiento. Este estrés térmico acelera el envejecimiento de los materiales aislantes, reduce la rigidez dieléctrica y puede provocar roturas del aislamiento o cortocircuitos. La sobrecarga, ya sea temporal o sostenida, provoca un sobrecalentamiento que puede degradar los componentes del transformador con el tiempo. Dimensionar adecuadamente los transformadores para las cargas previstas, garantizar una ventilación y refrigeración adecuadas y monitorear las temperaturas de funcionamiento son cruciales para prevenir fallas relacionadas con el estrés térmico y extender la vida útil del transformador.
Las fallas en los transformadores de corriente (CT) generalmente involucran problemas relacionados con la precisión, la integridad del aislamiento y la integridad mecánica. Las fallas comunes incluyen mediciones inexactas debido a cortocircuitos internos o circuitos abiertos dentro de los devanados del CT, lo que puede provocar lecturas incorrectas en relés de protección o sistemas de medición. Los fallos de aislamiento, como la rotura de los materiales aislantes o la entrada de humedad, pueden comprometer el rendimiento y la precisión del CT. Las fallas mecánicas, como conexiones sueltas, terminales rotos o daños físicos, pueden afectar la integridad estructural y la continuidad eléctrica del CT. Las pruebas y el mantenimiento periódicos, incluidas las pruebas de resistencia de aislamiento, pruebas de relación e inspecciones visuales, ayudan a detectar y abordar estas fallas para garantizar el funcionamiento confiable de los transformadores de corriente en los sistemas eléctricos.
Las fallas en el núcleo del transformador pueden manifestarse de varias maneras, afectando la eficiencia y el rendimiento del transformador. Una falla común es la falla del aislamiento del núcleo, donde los materiales aislantes entre las laminaciones del núcleo se degradan con el tiempo, lo que genera mayores corrientes parásitas y pérdidas en el núcleo. Esta falla puede reducir la eficiencia del transformador y aumentar las temperaturas de funcionamiento. Otro problema es el daño mecánico del núcleo, como la deformación o distorsión de las laminaciones del núcleo debido a tensiones mecánicas o fuerzas magnéticas, que pueden afectar la distribución del flujo magnético y la eficiencia del transformador. Las fallas del núcleo también pueden incluir abrazaderas o pernos del núcleo flojos, lo que puede causar vibraciones mecánicas o ruido durante el funcionamiento. Las inspecciones y pruebas periódicas, incluidas las inspecciones visuales y las mediciones de la resistencia del aislamiento del núcleo, ayudan a detectar y mitigar estas fallas para mantener la confiabilidad y el rendimiento del transformador.
La verificación de fallas en un transformador implica varias técnicas de diagnóstico para identificar problemas potenciales y garantizar un funcionamiento confiable. La inspección visual es el primer paso, examinando el transformador en busca de signos de daño físico, fugas de aceite o sobrecalentamiento. Las pruebas de resistencia de aislamiento miden la resistencia de aislamiento entre los devanados y entre los devanados y tierra, detectando roturas del aislamiento o entrada de humedad. Las pruebas del factor de potencia evalúan el estado de los materiales aislantes y detectan contaminación o efectos del envejecimiento. El análisis de gases disueltos (DGA) del aceite de transformador identifica los gases generados por la rotura del aislamiento o el sobrecalentamiento, lo que indica posibles fallas internas. El análisis de respuesta de frecuencia (FRA) mide la respuesta del transformador a varias frecuencias para detectar el movimiento del devanado o fallas mecánicas. Estas pruebas de diagnóstico, realizadas periódicamente como parte de programas de mantenimiento preventivo, ayudan a evaluar el estado del transformador, identificar fallas tempranamente e implementar acciones correctivas para prevenir fallas y garantizar un funcionamiento confiable.