Análisis de las causas del sobrecalentamiento del transformador

Análisis de las causas del sobrecalentamiento de los transformadores

Yo, la causa de la falla del transformador mismo

Durante el funcionamiento del transformador, cuando la generación y la disipación de calor alcanzan un estado de equilibrio, la temperatura de cada componente tiende a estabilizarse. Si, en las mismas condiciones, la temperatura del aceite supera los 10 °C de lo habitual, o si la carga permanece constante pero la temperatura continúa aumentando, se puede considerar que se ha producido una falla en el transformador.

1. Mal contacto del cambiador de grifos

Debido a la presión insuficiente en el punto de contacto del cambiador de tomas durante el funcionamiento o a la contaminación de dicho punto, la resistencia de contacto aumenta. Este aumento de la resistencia de contacto provoca un incremento de la temperatura y la generación de calor. En particular, tras cambiar de tomas y cuando el transformador está sobrecargado, es más probable que el cambiador de tomas presente un mal contacto y genere calor.

El mal contacto del cambiador de tomas se puede evaluar por la acción frecuente del gas ligero, y al tomar muestras de aceite para analizar, se puede encontrar que el mal contacto del cambiador de tomas hace que el punto de inflamación del aceite disminuya rápidamente; además, se puede determinar la condición de contacto del interruptor midiendo el valor de resistencia de CC de la bobina.

2. Cortocircuito entre espiras de la bobina de bobinado.

Debido al daño en el aislamiento entre varias espiras adyacentes de la bobina, aparecerá una corriente circulante de cortocircuito cerrado. Al mismo tiempo, se reduce el número de espiras de la bobina de esta fase, y el calor intenso generado por la corriente circulante de cortocircuito provocará un aumento excesivo de la temperatura del transformador, pudiendo llegar a quemarse en casos graves.

Existen muchas razones para el cortocircuito entre las espiras de la bobina. Por ejemplo, un proceso de fabricación deficiente daña mecánicamente el aislamiento; la alta temperatura provoca su envejecimiento; las principales causas son la sobretensión y la sobrecorriente. Un cortocircuito severo entre espiras eleva la temperatura del aceite, que parece hervir en la espira afectada y produce un gorgoteo. Al analizar la muestra de aceite, se observa un deterioro en su calidad, pasando de una acción de gas ligero a una acción de gas pesado. En este caso, el cortocircuito entre espiras también puede detectarse midiendo la resistencia de CC.

3. Cortocircuito entre láminas de acero al silicio con núcleo de hierro

Debido a daños por fuerzas externas, envejecimiento del aislamiento u otras causas, el aislamiento entre las láminas de acero al silicio se daña, lo que provoca un aumento de las corrientes parásitas y un sobrecalentamiento localizado. Además, el daño al aislamiento del núcleo del tornillo también es causa de corrientes parásitas. En casos leves, se produce un calentamiento localizado, y generalmente no se observa un aumento de la temperatura del aceite del transformador; en casos graves, se produce una acción de gases intensos.

4. Falta de aceite u obstrucción en el tubo de refrigeración.

El aceite del transformador es el principal aislante térmico dentro del transformador, y cumple funciones de aislamiento, refrigeración y extinción de arcos eléctricos. Si hay escasez de aceite o el interior del tubo de disipación de calor está obstruido, la velocidad de circulación del aceite disminuirá, lo que provocará un aumento de la temperatura del transformador durante su funcionamiento.

II. Las causas externas de la alta temperatura del transformador

1. Sobrecarga severa

Durante el funcionamiento del transformador, las pérdidas por histéresis del núcleo de hierro, las pérdidas por corrientes parásitas y las pérdidas por fricción del cobre en la bobina se convierten en calor, lo que provoca un aumento de la temperatura. Las pérdidas por histéresis del núcleo de hierro son prácticamente constantes, ya que están relacionadas con la estructura del transformador y, por lo tanto, no se pueden reducir ni eliminar durante el funcionamiento, mientras que las pérdidas por fricción del cobre varían con la carga. Cuando la carga es elevada, el aumento de las pérdidas por fricción del cobre provoca un incremento de la temperatura del transformador.

2. La entrada y salida de aire de la sala del transformador están bloqueadas o hay mucho polvo.

Las entradas y salidas de aire de la sala del transformador son los canales de convección del aire durante su funcionamiento. Si se obstruyen o se llenan de polvo, las condiciones de calentamiento del transformador no cambian, pero la disipación del calor empeora y este no se disipa al entorno a tiempo, lo que provoca un aumento de la temperatura del transformador durante su funcionamiento. Mida la temperatura del aire a una distancia de 1,5 a 2 metros del depósito de aceite del transformador y a la mitad de su altura. Si la temperatura medida es entre 8 y 10 °C superior a la temperatura ambiente, se debe mejorar la ventilación de la sala del transformador.

3. Fallo del sistema de ciclo de refrigeración del transformador.

Además de utilizar tuberías de refrigeración para la disipación del calor, los transformadores de potencia también cuentan con otros métodos de refrigeración, como la refrigeración por aire forzado, la circulación forzada de aceite y la circulación de agua. Si el sistema de refrigeración falla o las condiciones de refrigeración son deficientes, la temperatura del transformador en funcionamiento aumentará.