Operación Anormal del Transformador y Análisis

I. Sonido anormal del transformador

Al energizar el transformador, se produce un zumbido, principalmente debido al flujo magnético de alta tensión. Durante la operación normal, el sonido del transformador es uniforme. Cuando hay otros ruidos anómalos, se debe inspeccionar cuidadosamente la causa y manejarla.

1. El sonido del transformador es mayor de lo normal, pero uniforme. Las posibles causas son:
   (1) Sobretensión en la red eléctrica. Cuando la red sufre una falla a tierra monofásica o produce sobretensión por resonancia, el sonido del transformador aumentará. Esta situación puede juzgarse de manera integral combinándola con la indicación de los voltímetros.
   (2) Sobrecarga del transformador. Una sobrecarga hará que el transformador emita un zumbido grave y pesado. Si se descubre que la carga excede el valor permitido de sobrecarga normal, se debe reducir la carga del transformador según lo estipulado en los reglamentos locales.
   Método de manejo: Analizar la causa, registrar los datos, reforzar la supervisión y restaurar la operación normal del transformador lo antes posible. Si es causado por sobrecarga, actuar según los principios de manejo de sobrecarga.

2. El transformador tiene ruidos parásitos.
   Podría deberse a la vibración causada por el aflojamiento de algunas piezas del transformador. Si se acompaña de un aumento notable del sonido y sin anomalías evidentes en la corriente y el voltaje, podría ser que las piezas de sujeción internas o los tornillos que aprietan el núcleo se hayan aflojado, aumentando la vibración de las láminas de silicio.
   Método de manejo: Si no afecta la operación del transformador, se puede posponer el tratamiento, registrar los datos y reforzar la supervisión. Realizar una inspección y reparación con el equipo desenergizado cuando sea necesario.

3. El transformador tiene sonido de descarga.
   Si el transformador tiene un sonido de descarga "crepitante" y, durante la noche o clima lluvioso, se ve una corona azul o chispas cerca de los tubos de porcelana, indica una grave contaminación de los aisladores cerámicos o un mal contacto en las conexiones del equipo. Si la descarga es interna, podría ser una descarga electrostática de componentes no puestos a tierra, una descarga entre espiras del devanado o una descarga por mal contacto en el conmutador de derivaciones.
   Método de manejo: Realizar una inspección y reparación con el transformador desenergizado.

4. El transformador tiene sonido de explosión.
   Indica una ruptura del aislamiento interno o superficial del transformador. Se debe desconectar y examinar inmediatamente.

5. El transformador tiene sonido de ebullición de agua.
   Si el transformador tiene un sonido de ebullición y la temperatura cambia drásticamente, junto con un aumento del nivel de aceite, se debe diagnosticar como un sobrecalentamiento grave causado por un cortocircuito en el devanado o un mal contacto en el conmutador de derivaciones. Se debe desconectar y examinar inmediatamente.

II. Alta temperatura del aceite superior

Normalmente durante la operación se monitorea la temperatura del aceite superior para controlar la temperatura del devanado y evitar la disminución y el envejecimiento de su aislamiento. Bajo carga normal y condiciones de refrigeración normales, si la temperatura del aceite es 10°C o más alta de lo habitual, o si la carga es constante pero la temperatura del aceite sigue aumentando, y se verifica que los dispositivos de refrigeración y el termómetro funcionan correctamente, se considera que el transformador tiene una falla interna (como incendio del núcleo o cortocircuito entre espiras, etc.). En este caso, se debe detener el transformador inmediatamente para evitar que la falla se amplíe.

III. Color anormal del aceite

Normalmente, el aceite del transformador debe ser de color amarillo brillante y transparente. Si durante la operación se observa un cambio de color en el indicador de nivel, se debe tomar una muestra de aceite para su análisis de laboratorio. Si el color del aceite se deteriora abruptamente durante la operación, aparecen partículas de carbón u otros fenómenos anormales, se debe desenergizar inmediatamente para su inspección y reparación.

IV. Nivel de aceite anormal

El conservador de aceite del transformador tiene un indicador de nivel que generalmente muestra tres líneas correspondientes a las temperaturas de -30°C, +20°C y +40°C. Según estas líneas de referencia, se puede juzgar si es necesario agregar o drenar aceite.

• Nivel de aceite alto: Si durante la operación el nivel de aceite es demasiado alto o hay aceite que se desborda del conservador, primero se debe verificar si la carga y la temperatura del transformador son normales. Si ambos son normales, se puede determinar que es un nivel falso causado por la obstrucción del respirador o del tubo indicador. En este caso, se debe cambiar la protección de gas (relé de Buchholz principal) a modo de señalización, y luego desobstruir el respirador, etc. Si el desborde se debe a una alta temperatura ambiental, se debe drenar aceite.

• Nivel de aceite bajo: Un nivel de aceite demasiado bajo puede activar la protección de gas (relé de Buchholz de alarma). Cuando hay una grave falta de aceite, el núcleo y los devanados quedan expuestos al aire, facilitando la humedad y posiblemente causando una ruptura del aislamiento, por lo que se debe utilizar el método de inyección al vacío para agregar aceite al transformador en servicio. Si una fuga grave hace que el nivel baje rápidamente, por debajo del relé de gas o continúa descendiendo, se debe detener el transformador inmediatamente.

V. Sobrecarga

Cuando un transformador en operación está sobrecargado, puede ocurrir que el amperímetro indique valores superiores a los estables, se activen señales luminosas y timbres de alarma. El personal de operación debe actuar según los siguientes principios:

1. Verificar si la corriente en cada lado excede el valor规定值 (establecido/preestablecido).

2. Comprobar el nivel y la temperatura del aceite del transformador, y poner en funcionamiento todos los refrigeradores simultáneamente.

3. Ajustar oportunamente el modo de operación; si hay un transformador de respaldo, ponerlo en servicio.

4. Ajustar oportunamente la distribución de la carga.

5. Si se trata de una sobrecarga normal, determinar el tiempo de operación permitido según el múltiplo de sobrecarga, y reforzar la supervisión del nivel y temperatura del aceite, que no deben exceder los valores permitidos. Si se excede el tiempo, reducir la carga inmediatamente.

6. Si se trata de una sobrecarga por emergencia, los múltiplos y tiempos permitidos deben seguir las especificaciones del fabricante. Si se exceden, también se debe reducir la carga del transformador según lo estipulado.

7. Realizar una inspección completa del transformador y sus sistemas relacionados. Si se encuentran anomalías, manejarlas según corresponda.

VI. Fallo del sistema de refrigeración

Cuando falla el sistema de refrigeración del transformador (bombas de aceite sumergidas, sistema de agua de refrigeración) y el transformador emite señales de "refrigerador de respaldo activado" y "parada total de refrigeradores", se debe actuar de la siguiente manera:

1. Verificar inmediatamente si el refrigerador de respaldo se ha puesto en funcionamiento.

2. Investigar inmediatamente la causa de la interrupción de energía y restaurar lo antes posible el funcionamiento normal del sistema de refrigeración.

3. Reforzar la supervisión de la temperatura del aceite superior y el nivel de aceite, especialmente durante el tiempo de parada total de los refrigeradores.

4. Si el sistema de refrigeración no se puede restaurar rápidamente, se debe solicitar reducir la carga o sacar el transformador de servicio para evitar que opere más allá del tiempo especificado sin refrigeración, causando sobrecalentamiento y daños.

VII. Actuación de la protección de gas

Las causas de la actuación de la protección de gas pueden ser:

1. Una falla leve dentro del transformador, generando pequeñas cantidades de gas.

2. Entrada de aire en el transformador.

3. Descenso del nivel de aceite.

4. Fallo del circuito secundario (p. ej., doble fallo a tierra en el sistema de CC, etc.) que cause una operación incorrecta.

Cuando aparece la señal de protección de gas, el personal de operación debe inspeccionar externamente el transformador de inmediato. Primero, verificar el nivel y color del aceite en el conservador, si hay gas en el relé de gas, su cantidad y color, y luego comprobar si hay fugas de aceite en el cuerpo del transformador y en el sistema de circulación forzada de aceite. Simultáneamente, observar los cambios en la carga, temperatura y sonido del transformador. Si la inspección externa no revela anomalías, se debe extraer el gas del relé de Buchholz para determinar su naturaleza y, si es necesario, tomar una muestra de aceite para su análisis, con el fin de determinar conjuntamente la naturaleza de la falla.

VIII. Partes propensas a sobrecalentarse durante la operación y sus causas

1. Mal contacto en el conmutador de derivaciones: Un mal contacto aumenta la resistencia de contacto, incrementando las pérdidas y generando calor significativo. Esto es especialmente probable después de cambiar la derivación o durante la operación del transformador bajo sobrecarga.

2. Cortocircuito entre espiras del devanado: Es el daño del aislamiento entre varias espiras adyacentes. Esto crea un circuito de cortocircuito cerrado y reduce el número de espiras de la fase afectada. La corriente de cortocircuito inducida por el flujo magnético alterno dentro de este circuito genera un calor intenso, pudiendo provocar la combustión del transformador.

3. Existencia de circuitos cortocircuitados entre las láminas de silicio del núcleo: El daño del aislamiento de laca entre las láminas de silicio debido a daños externos o envejecimiento del aislamiento aumenta las corrientes parásitas (de Foucault), causando sobrecalentamiento local y, en casos graves, fusión (llamado "incendio del núcleo").

4. Mal contacto en otras partes que cause sobrecalentamiento local.
   Recomendación de manejo: Supervisar estrechamente los cambios de temperatura en las partes sobrecalentadas para garantizar la seguridad operativa, analizar la causa del sobrecalentamiento y realizar reparaciones con el equipo desenergizado.
   
   La información anterior es proporcionada por Qingdao Hengfengyou Electrical Engineering Co., Ltd. Para más discusiones, contactar a: hfy@hengfengyou.com