Análisis del Sistema Independiente de Aceite en Transformadores Inmersos en Aceite

Los transformadores inmersos en aceite poseen varios sistemas independientes de aceite que están separados entre sí. Durante la operación del transformador, el aceite dentro de estos sistemas independientes no se intercomunica, y la calidad del aceite y las condiciones de operación también difieren. Es necesario realizar análisis cromatográficos de gases disueltos por separado en cada sistema para evaluar posibles problemas.

(1) Sistema de aceite interno del cuerpo principal (núcleo-devanados).
Este sistema comprende todo el aceite en contacto con los devanados, incluyendo el aceite dentro de los refrigeradores o radiadores, el aceite en el depósito de expansión (conservador), y el aceite dentro de las boquillas tipo inmersas hasta 35 kV.

• Durante la inyección de aceite, se deben purgar los gases atrapados en este sistema mediante las válvulas de purga, las cuales deben estar presentes en todos los componentes mencionados.

• Función principal: El aceite en este sistema sirve principalmente para aislamiento y refrigeración. También mejora la resistencia dieléctrica del papel aislante y del cartón prensado.

• Notas sobre inyección al vacío: Si algunos componentes no pueden soportar el mismo nivel de vacío que el tanque principal, deben aislarse mediante válvulas temporales (ej. la válvula entre el conservador y el tanque principal). Las bombas de aceite en los refrigeradores deben tener suficiente carga para evitar la entrada de aire por presión negativa.

• Protección: Este sistema de aceite debe estar protegido por dispositivos de alivio de presión para liberar la presión generada en caso de una falla interna.

(2) Aceite de la cámara del conmutador del cambiador de tomas bajo carga.
Este aceite tiene su propio sistema de protección, que incluye un relé de flujo (Buchholz), su propio depósito de expansión y una válvula de alivio de presión.

• Función: El aceite en esta cámara proporciona aislamiento y extinción del arco eléctrico generado durante la conmutación de las tomas bajo carga.

• Sellado: Este sistema debe tener un sellado excelente para mantener su integridad incluso bajo la presión generada por los arcos durante la conmutación.

• Inyección de aceite al vacío: Aunque está separado del aceite principal, para no comprometer el sellado de la cámara del conmutador, ambos sistemas suelen someterse a vacío simultáneamente durante la inyección de aceite, manteniendo el mismo nivel de vacío. Si es necesario, el conservador de este sistema puede aislarse durante este proceso. Por conveniencia estructural, los conservadores del cuerpo principal y del conmutador suelen integrarse en una unidad física pero mantenidos separados.

(3) Aceite de las boquillas selladas de 60 kV y superiores.

• Función principal: El aceite dentro de estas boquillas selladas sirve principalmente para aislamiento y para mejorar la resistencia dieléctrica del papel aislante en las boquillas capacitivas.

• Precaución: Al inyectar aceite en el cuerpo principal, los terminales superiores de las boquillas deben sellarse cuidadosamente para evitar la entrada de aire.

(4) Aceite en cajas de conexiones de alta tensión.

• Función: En transformadores trifásicos de muy alta tensión (ej. 500 kV), las conexiones de salida pueden estar aisladas dentro de cajas que utilizan un sistema de aceite separado, principalmente para aislamiento. Este sistema puede estar conectado al sistema principal o ser completamente independiente para simplificar el diseño.

(5) Consideraciones generales para mantenimiento y pruebas.

• Pruebas de aislamiento: Antes de realizar cualquier prueba de aislamiento, es crucial purgar el aire de todos los sistemas utilizando las válvulas de purga para liberar cualquier gas atrapado.

• Monitoreo: El análisis cromatográfico de gases disueltos realizado por separado en cada sistema es una herramienta vital para diagnosticar y predecir fallas potenciales.

• Diseño del sistema: Cada sistema de aceite debe diseñarse para cumplir con los requisitos operativos: absorber la expansión y contracción térmica del aceite, incluir válvulas de drenaje, purgadores y válvulas de aislamiento para radiadores/refrigeradores.

• Sellado e independencia: Cada sistema debe mantener una estanqueidad adecuada. El aceite de la cámara del conmutador debe poder reemplazarse por separado sin drenar el aceite principal. Para transporte, el aceite principal puede ser drenado y reemplazado por nitrógeno seco.