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Construcción de transformadores sumergidos en aceite

La parte central del transformador trifásico sumergido en aceite se compone de un núcleo de hierro cerrado y un conjunto de bobinas montado sobre la columna del núcleo. Además, incluye depósitos de combustible, conservadores de aceite, carcasas, aparatos de respiración, tuberías antideflagrantes, radiadores, cambiadores de tomas, relés de gas, termómetros, purificadores de aceite, etc.

1) núcleo de hierro

El núcleo de hierro es la parte del circuito magnético del transformador. Para reducir la histéresis magnética y las pérdidas por corrientes parásitas en el núcleo de hierro, este se fabrica con láminas de acero al silicio de 0,35 mm a 0,5 mm de espesor. Según la disposición de los devanados en el núcleo de hierro, existen transformadores con núcleo de hierro y transformadores con carcasa. La parte vertical del núcleo de hierro del transformador trifásico se denomina columna del núcleo de hierro, y sobre ella se alojan los devanados de baja y alta tensión del transformador; la parte horizontal se denomina yugo de hierro, que se utiliza para formar un circuito magnético cerrado.

En los transformadores de gran capacidad, para que el aceite aislante disipe completamente el calor generado por las pérdidas en el núcleo de hierro durante la circulación, y así lograr un buen efecto de enfriamiento, a menudo se disponen conductos de aceite de refrigeración en el núcleo de hierro.

(2) Enrollado

El devanado, también llamado bobina, es la parte del circuito del transformador y se divide en devanado primario y secundario. El devanado conectado a la fuente de alimentación se llama devanado primario, y el conectado a la carga se llama devanado secundario. Los devanados primario y secundario se enrollan con alambres de cobre o aluminio recubiertos con aislamiento de alta resistencia.

Los devanados primario y secundario de cada fase del transformador trifásico tienen forma cilíndrica y están alojados en el mismo núcleo de hierro. El devanado de baja tensión, con un número reducido de espiras, se aloja en el interior, cerca del núcleo, mientras que el devanado de alta tensión, con un número elevado de espiras, se aloja en el exterior. Esta disposición facilita el aislamiento del núcleo por parte del devanado de baja tensión. Se utiliza un manguito aislante para aislar el devanado de baja tensión del núcleo y, entre ambos, para garantizar un aislamiento fiable. Para facilitar la disipación del calor, se deja un espacio entre los devanados de alta y baja tensión que sirve de conducto para el aceite del transformador.

Las principales fallas en los devanados de los transformadores son los cortocircuitos entre espiras y los cortocircuitos a la carcasa. Los cortocircuitos entre espiras se deben principalmente al envejecimiento del aislamiento o a la sobrecarga del transformador y al daño mecánico que sufre el aislamiento durante un cortocircuito transversal. El nivel de aceite en el transformador disminuye, por lo que cuando el devanado queda expuesto al nivel de aceite, también puede producirse un cortocircuito entre espiras. Además, cuando hay un cortocircuito transversal, el devanado se deforma debido al efecto de la sobrecorriente, el aislamiento sufre daños mecánicos y también se produce un cortocircuito entre espiras.

Cuando se produce un cortocircuito entre espiras, la corriente en el devanado cortocircuitado puede exceder el valor nominal, pero la corriente total del devanado no debe exceder dicho valor. En este caso, se activa la protección contra gases y, si la situación es grave, también se activará el dispositivo de protección diferencial.

Los cortocircuitos en la carcasa pueden deberse al envejecimiento del aislamiento, la humedad en el aceite, una disminución del nivel de aceite, rayos o sobretensiones de funcionamiento. Asimismo, en caso de cortocircuito cruzado, la deformación del bobinado por sobrecorriente provoca un cortocircuito en la carcasa. Generalmente, el cortocircuito en la carcasa se produce por la acción del dispositivo de protección contra fugas de gas y la protección contra puesta a tierra.

(3) Depósito de combustible

El tanque de aceite es la carcasa exterior del transformador; en su interior se instalan el núcleo de hierro y los devanados, y se llena con aceite para transformadores. En transformadores de capacidad relativamente grande, se instalan disipadores de calor o tubos de calor fuera del tanque. Las fugas de aceite son un problema común en los tanques de combustible.

El aceite para transformadores es un aceite mineral con buenas propiedades aislantes, que tiene dos funciones:

El primero es el aislamiento. El rendimiento de aislamiento del aceite del transformador es mejor que el del aire. La inmersión de los devanados en aceite puede mejorar el rendimiento de aislamiento en varios puntos y evitar el contacto con el aire para prevenir la humedad en los devanados;

El segundo efecto es la disipación de calor, que utiliza la convección del aceite para disipar el calor generado por el núcleo de hierro y el bobinado hacia el exterior a través de la pared de la caja y el tubo de disipación de calor. El aceite para transformadores se clasifica en tres especificaciones: n.° 10, n.° 25 y n.° 45, según su punto de congelación. Estos puntos de congelación son -10 °C, -25 °C y -45 °C, y generalmente se seleccionan de acuerdo con las condiciones climáticas locales.

(4) Conservador de aceite (almohada de aceite)

El conservador de aceite, comúnmente conocido como almohadilla de aceite, es un recipiente cilíndrico colocado horizontalmente sobre el tanque de aceite y conectado a este mediante una tubería. Su volumen suele ser aproximadamente el 10% del volumen del tanque. Se trata de un conservador de aceite tipo cápsula, que aísla el aceite del aire exterior. Cuando el aceite del transformador se expande térmicamente, fluye del tanque al conservador; cuando se contrae, fluye del conservador al tanque. El conservador de aceite cumple dos funciones: primero, cuando el volumen del aceite del transformador se expande o contrae con los cambios de temperatura, actúa como depósito y reabastece de aceite, asegurando que el tanque esté lleno y que el núcleo de hierro y los devanados estén bien lubricados; segundo, reduce la superficie de contacto entre el aceite y el aire para evitar que se humedezca y se deteriore.

El indicador de nivel de aceite del conservador de aceite utiliza un manómetro ferromagnético de tipo varilla para observar el nivel de aceite. El manómetro tiene grabadas las líneas de referencia para el nivel de aceite cuando la temperatura del aceite es de -30 ℃, +20 ℃ y +40 ℃, que se utilizan como referencia para el llenado de aceite. +40 ℃ en la marca de nivel de aceite indica el nivel máximo de aceite del transformador en funcionamiento a plena carga cuando la temperatura ambiente más alta del lugar de instalación es de +40 ℃, y el nivel de aceite no debe superar esta línea; +20 ℃ indica el nivel de aceite cuando la temperatura media anual es de +20 ℃ durante el funcionamiento a plena carga; -30 ℃ significa la línea de nivel mínimo de aceite del transformador sin carga cuando el ambiente es de -30 ℃, y no debe ser inferior a esta línea. Si el nivel de aceite es demasiado bajo, añada aceite. El depósito de aceite está equipado con orificios de ventilación, de modo que el espacio superior del depósito de aceite se comunica con la atmósfera. Cuando el aceite del transformador se expande y se contrae con el calor, el aire en la parte superior del depósito de aceite entra y sale a través del orificio de ventilación, y el nivel de aceite puede subir o bajar para evitar la deformación o el daño del tanque de aceite.

(5) Manga

El conductor del devanado del transformador se conecta al circuito externo mediante la varilla guía. El buje actúa como aislante entre la varilla guía y la tapa de la caja, y cumple la función de aislar y fijar la varilla guía. Existen dos tipos de carcasa: de alta presión y de baja presión.

funda aislante

Los conductores de los devanados del transformador deben pasar a través de manguitos aislantes para aislar los conductores activos al salir del tanque. El manguito aislante se compone principalmente de una varilla conductora central y una funda magnética. Un extremo de la varilla conductora, dentro del tanque de combustible, se conecta al devanado, y el otro extremo, fuera del tanque, se conecta al circuito externo. Esta es una parte del transformador propensa a fallas.

La construcción del buje aislante depende principalmente de la clase de tensión. Para baja tensión, se suele utilizar un manguito magnético sólido simple. Cuando la tensión es alta, para reforzar la capacidad de aislamiento, se deja una capa rellena de aceite entre el manguito de porcelana y la varilla conductora. Este tipo de buje se denomina buje relleno de aceite. Cuando la tensión supera los 110 kV, se utiliza el buje de carga capacitiva, también conocido como buje capacitivo. Además de rellenar la cavidad interna del manguito de porcelana con aceite, el buje capacitivo también cuenta con un aislante capacitivo entre la varilla conductora central (tubo de cobre hueco) y la brida para envolver la varilla conductora como conexión principal entre la brida y la varilla conductora.

La fuga de aceite en el buje del transformador es la falla más común. La causa de la fuga es el envejecimiento del anillo de sellado de goma con reborde en la parte superior del buje y la junta plana de goma en la parte inferior.

(6) Respirador

Un respirador, también conocido como dispositivo higroscópico, generalmente consta de un tubo y un recipiente de vidrio con un desecante (gel de sílice o alúmina activada) en su interior. Cuando el aire en la almohadilla de aceite se expande o contrae con el volumen del aceite del transformador, el aire expulsado o inhalado pasa a través del respirador, y el desecante absorbe la humedad del aire y lo filtra para mantener el aceite limpio. El gel de sílice impregnado con cloruro de cobalto, cuyas partículas son de color azul cobalto cuando están secas, se vuelve azul cobalto al absorber agua y acercarse a la saturación, convirtiéndose en un polvo blanco o rojo, lo que permite determinar si el gel de sílice ha fallado. El gel de sílice húmedo se puede regenerar mediante calentamiento y secado. Cuando el color de las partículas de gel de sílice se vuelve azul cobalto, la regeneración se ha completado.

(7) Dispositivo de alivio de presión

Los dispositivos de alivio de presión desempeñan un papel fundamental en la protección de los transformadores de potencia. En un transformador lleno de aceite, si se produce una falla interna o un cortocircuito, el arco eléctrico vaporizará instantáneamente el aceite, lo que provocará un aumento extremadamente rápido de la presión en el tanque. Si esta presión no se libera con rapidez, el tanque de combustible puede romperse, rociando combustible inflamable sobre una amplia zona, lo que podría provocar un incendio y causar daños mayores. Por ello, es necesario tomar medidas para evitar que esto ocurra. Existen dos tipos de dispositivos de alivio de presión: el tubo antiexplosivo y el liberador de presión. El tubo antiexplosivo se utiliza para transformadores pequeños, mientras que el liberador de presión se utiliza para transformadores grandes y medianos.

Tubería antiexplosiva (también conocida como tubería de inyección de combustible)

El tubo antiexplosivo está instalado en la tapa superior del transformador. El tubo, con forma de trompeta, está conectado a la atmósfera y la boquilla está sellada con una película. Cuando se produce una falla en el transformador, la temperatura del aceite aumenta, este se descompone violentamente generando una gran cantidad de gas y la presión en el tanque de aceite aumenta bruscamente. Cuando la presión en el tanque de aceite alcanza los 5 × 10⁴ Pa, la película del tubo antiexplosivo se rompe y el aceite y el gas son expulsados ​​por la boquilla para evitar la explosión o la deformación del tanque de aceite del transformador.

liberador de presión

En comparación con las tuberías antiexplosivas, los liberadores de presión tienen las ventajas de un pequeño error de presión de apertura, un tiempo de retardo corto (solo 2 ms), un control de alta temperatura y una acción repetible, por lo que se utilizan ampliamente en transformadores grandes y medianos.

El dispositivo de alivio de presión, también llamado reductor de presión, se instala en la tapa superior del tanque del transformador, de forma similar a la válvula de seguridad de una caldera. Cuando la presión en el tanque de combustible supera el valor especificado, la compuerta de sellado (válvula) del dispositivo se abre, se descarga el gas y, una vez reducida la presión, la compuerta se cierra de nuevo por la acción del resorte. El dispositivo de alivio de presión puede desmontarse antes de su puesta en marcha o durante el mantenimiento para medir y ajustar su presión de funcionamiento.

El ajuste de la presión de funcionamiento de la válvula de alivio de presión debe coordinarse con el ajuste del caudal de funcionamiento del relé de gas.

La válvula de alivio de presión se instala en la parte superior de la tapa del tanque de combustible y, por lo general, se conecta con un tubo elevador de manera que la altura de la válvula sea igual a la altura del cojinete de aceite, eliminando así la diferencia de presión estática del aceite en condiciones normales.

(8) Radiador

El radiador puede tener diversas formas: corrugada, en forma de abanico, circular, con tubo de escape, etc. Cuanto mayor sea la superficie de disipación de calor, mejor será su eficacia. Cuando existe una diferencia de temperatura entre el aceite de la capa superior e inferior del transformador, se produce convección a través del radiador, y el aceite regresa al depósito tras enfriarse, lo que reduce la temperatura del transformador. Para mejorar la refrigeración, se pueden emplear sistemas como la refrigeración por aire, la refrigeración por aire y aceite forzado, y la refrigeración por agua y aceite forzado. La principal causa de avería del radiador es la fuga de aceite.

(9) Relé de gas de Buchholz

Instale el relé Buchholz entre el conservador de aceite y el tubo de conexión de la tapa del tanque del transformador mediante la brida. Durante el funcionamiento, el relé Buchholz está lleno de aceite. Cuando se produce una pequeña falla dentro del transformador y se generan burbujas, estas se acumulan primero en el espacio superior del relé Buchholz. Esto provoca que el nivel de aceite descienda, de modo que la copa de apertura superior pierde flotabilidad y su propio peso aumenta, desviándose en la dirección opuesta y acercando el imán al interruptor de láminas. El principio del relé de tipo deflector de contacto inferior es el mismo.

(10) Dispositivo de medición de temperatura

El aumento de la temperatura de la superficie del aceite se refiere al valor en el que la temperatura de la superficie del aceite en el tanque de aceite puede superar la temperatura ambiente cuando el transformador está funcionando en condiciones nominales.

La temperatura del aceite del cuerpo principal del transformador está configurada temporalmente para que active la alarma a 80 °C y la desactive a 100 °C.

(11) Cuchillo de puesta a tierra neutro

El sistema eléctrico de 110 kV de mi país utiliza principalmente el método de puesta a tierra directa (que incluye la puesta a tierra a través de una pequeña resistencia), lo que genera una gran corriente de puesta a tierra. Esto se debe a que el sistema presenta una gran corriente de cortocircuito a tierra cuando se produce una falla a tierra monofásica.

Cuando el transformador está apagado, su punto neutro debe conectarse a tierra. Debido a que el devanado del transformador es semiaislado (también conocido como aislamiento gradual), es decir, el aislamiento principal de la parte cercana al neutro del devanado es menor que el del extremo del devanado. Por lo tanto, para evitar daños por sobretensión en el transformador, el punto neutro debe conectarse a tierra cuando este se encuentra apagado.

(12) Cambiador de grifos (también conocido como conmutador)

Cuando el conservador de aceite se utiliza para el transformador regulador de tensión bajo carga, se instala un conservador de aceite conmutado sin cápsulas en la parte inferior del conservador de aceite.

Los métodos de regulación de voltaje de los transformadores se dividen en dos tipos: regulación de voltaje con carga y regulación de voltaje sin carga:

La regulación de voltaje bajo carga significa que el transformador puede ajustar la posición de sus tomas durante el funcionamiento, cambiando así la relación de transformación del transformador para lograr el objetivo de la regulación de voltaje.

Las tomas de los transformadores generalmente se toman del lado de alta tensión, que considera principalmente:

(1) El devanado de alta tensión del transformador generalmente está en el exterior, y la toma es fácil de conectar;

(2) La corriente en el lado de alto voltaje es menor, y la sección transversal del conductor del cable de plomo y la parte conductora de corriente del interruptor dividido es menor, y la influencia del mal contacto se puede resolver fácilmente.

En principio, la toma puede estar en cualquiera de los dos lados, y se requieren comparaciones económicas y técnicas. Por ejemplo, la toma de un transformador reductor de 500 kV se realiza desde el lado de 220 kV, mientras que el lado de 500 kV es fijo.

Cuando el voltaje es demasiado bajo o demasiado alto, y es necesario ajustar varias tomas del cambiador de tomas bajo carga para cumplir con los requisitos, es necesario prestar atención a la situación:

Debe ajustarse de uno en uno, es decir, cada vez que se presione el botón N+1 o N-1, se hará una pausa de 1 minuto y, cuando aparezca un nuevo número en el indicador de marcha, se volverá a presionar el botón. Repita el proceso anterior hasta alcanzar el objetivo final. Cuando se active la operación eléctrica (es decir, una operación con múltiples ajustes, comúnmente conocida como deslizamiento), la segunda posición del ajuste aparecerá en el indicador de marcha de la pantalla de control del transformador principal, y se deberá presionar inmediatamente el botón de parada de emergencia para cambiar a operación manual.

(13) Purificador de aceite (también conocido como filtro de diferencia de temperatura)

El purificador de aceite es un recipiente lleno de adsorbente (gel de sílice o alúmina activada) que se instala en la pared lateral del tanque del transformador o en la parte inferior del enfriador de aceite. Durante el funcionamiento del transformador, debido a la diferencia de temperatura entre las capas superior e inferior de aceite, este circula por el purificador de arriba abajo, generando convección. Al entrar en contacto con el adsorbente, el aceite absorbe la humedad, los ácidos y los óxidos presentes en él, lo que lo limpia y prolonga su vida útil.

Sistema de aceite del transformador sumergido en aceite

Los transformadores sumergidos en aceite cuentan con varios sistemas de aceite independientes y aislados entre sí. Durante su funcionamiento, el aceite de estos sistemas independientes no está conectado entre sí, y tanto la calidad del aceite como las condiciones de funcionamiento son diferentes.

(1) Sistema de aceite interno del cuerpo principal

Los sistemas de aceite que se comunican con el aceite que rodea los devanados son todos sistemas ubicados en el cuerpo principal, incluyendo el aceite en el enfriador o radiador, el aceite en el conservador de aceite y el aceite en el buje lleno de aceite para 35 kV e inferiores.

Al llenar el aceite, se deben liberar los tapones de purga de gas almacenados en el sistema de aceite. En general, los componentes mencionados anteriormente deben tener sus propios tapones de purga. El aceite en el cuerpo principal cumple principalmente la función de aislamiento y refrigeración. El aceite también aumenta la rigidez dieléctrica del papel o cartón aislante. Durante el llenado de aceite al vacío, si algunas partes no pueden soportar la misma presión de vacío que el tanque principal de aceite, se debe utilizar un aislamiento temporal de compuerta, como la válvula de compuerta entre el conservador de aceite y el tanque principal de aceite. La altura de la bomba de aceite sumergible en el enfriador debe ser suficiente para evitar la entrada de aire debido a la presión negativa. Este sistema de aceite debe contar con un sistema de protección con dispositivo de alivio de presión para eliminar la presión generada en caso de falla del cuerpo.

(2) Aceite en el compartimento del interruptor desviador del cambiador de tomas bajo carga

Esta sección del sistema de aceite cuenta con su propio sistema de protección, que incluye un relé de flujo, un conservador de aceite y una válvula de alivio de presión. El aceite en esta sala de interruptores actúa como aislante y extingue la corriente. Este aceite se mezcla con el generado cuando el interruptor desviador interrumpe la corriente de carga. Este sistema de aceite requiere un sellado hermético, el cual debe mantenerse incluso si se genera presión de arco durante el proceso de conmutación.

Aunque el aceite en la cámara del interruptor desviador del cambiador de tomas bajo carga está aislado del aceite en el cuerpo principal, para evitar dañar el sello de la cámara del interruptor desviador durante el llenado de aceite al vacío, debe lubricarse al vacío simultáneamente con el aceite en el cuerpo principal. El sistema debe tener el mismo nivel de vacío; si es necesario, el conservador de aceite de este sistema también debe aislarse durante la evacuación. Para mayor comodidad estructural, el tanque de almacenamiento de aceite del cuerpo principal y el tanque de almacenamiento de aceite de la sala de interruptores están diseñados como una unidad aislada entre sí.

(3) Completamente sellado para niveles de tensión de 60 kV y superiores.

La función principal de este sistema de aceite es aislar o aumentar la rigidez dieléctrica del papel aislante en el buje del condensador de aceite. Al inyectar aceite en el cuerpo principal, el terminal en el extremo del manguito debe sellarse correctamente para evitar la entrada de aire.

imagen

(4) Aceite en la caja de salida de alta presión o aceite en la caja de salida de gas.

La línea de salida de alta tensión del transformador trifásico de 500 kV está aislada mediante un sistema de aceite aislante corrugado. Este sistema de aceite actúa principalmente como aislante.

Para simplificar la estructura, este sistema de lubricación también puede conectarse con el sistema de lubricación del cuerpo principal mediante un tubo de conexión o diseñarse como un sistema de lubricación independiente.

(5) Se realizan diversas pruebas de aislamiento en transformadores sumergidos en aceite.

El primero es el purgado, que libera el gas potencialmente almacenado a través de un tapón de purgado. La presencia o ausencia de posibles fallos puede predecirse analizando el análisis cromatográfico de gas en aceite de cada sistema. Cada sistema de aceite debe cumplir los requisitos de funcionamiento, como absorber el cambio de volumen de aceite cuando este se expande y se contrae, la válvula de descarga de aceite, el tapón de aire, la válvula de aislamiento del enfriador y el radiador y el depósito principal de aceite, etc. Cada sistema de aceite tiene un buen rendimiento de sellado. El aceite en la sala de interruptores del desviador del cambiador de tomas bajo carga debe reemplazarse por separado sin liberar el aceite en el cuerpo principal. El aceite en el cuerpo principal puede liberarse y llenarse con nitrógeno seco durante el transporte.

Análisis de fallas de un transformador sumergido en aceite

Entre las fallas comunes de los transformadores en funcionamiento se incluyen fallas en los devanados, los bujes, los cambiadores de tomas, los núcleos de hierro, los depósitos de aceite y otros accesorios.

(1) Fallo del bobinado

Se trata principalmente de cortocircuitos entre espiras, puesta a tierra del devanado, cortocircuitos entre fases, rotura de cables y soldadura de juntas.

(2) Falla del revestimiento

El aislador pasamuros del transformador está sucio, lo que provoca una descarga disruptiva por contaminación en caso de niebla densa o lluvia ligera, lo que a su vez provoca un cortocircuito monofásico o entre fases en el lado de alta tensión del transformador.

(3) Fuga grave

La fuga de aceite del transformador es grave o se desborda continuamente por la zona dañada, impidiendo que el indicador de nivel de aceite muestre el nivel correcto. En este caso, se debe detener el transformador inmediatamente para reparar la fuga y reabastecerlo de combustible. La causa de la fuga de aceite del transformador puede ser el agrietamiento de las soldaduras o la falla de las piezas de sellado, así como la corrosión severa y los daños causados ​​por vibraciones y fuerzas externas durante el funcionamiento del tanque de combustible.

(4) Fallo del cambiador de grifos

Entre las fallas comunes se incluyen un contacto deficiente o una posición incorrecta del cambiador de tomas, fusión y quemaduras en la superficie de contacto, y descarga de los contactos de interfase o descarga de cada toma.

(5) Fallo debido a sobretensión

Cuando un transformador en funcionamiento es alcanzado por un rayo, debido a su alto potencial, se produce una sobretensión en su exterior. Asimismo, cuando ciertos parámetros del sistema eléctrico varían debido a oscilaciones electromagnéticas, se produce una sobretensión en el interior del transformador. La mayoría de los daños causados ​​por sobretensión en los transformadores consisten en la rotura del aislamiento principal del devanado, lo que provoca su fallo.

(6) Fallo del núcleo de hierro

La falla del núcleo de hierro se debe principalmente a daños en el aislamiento del tornillo pasante de la columna del núcleo de hierro o del tornillo de sujeción del núcleo de hierro.

(7) Fenómeno de fuga de aceite

Si el nivel de aceite del transformador es demasiado bajo, los conductores del buje y el cambiador de tomas quedan expuestos al aire, y el nivel de aislamiento se reduce considerablemente, lo que facilita que se produzca una descarga disruptiva.

Operación y mantenimiento de transformadores

Para garantizar el funcionamiento seguro y el suministro eléctrico fiable del transformador, es fundamental detectar y solucionar a tiempo cualquier anomalía, eliminando la falla de raíz para prevenir accidentes y su propagación. Por lo tanto, el transformador en funcionamiento debe revisarse periódicamente y registrarse su estado.

(1) El modo de funcionamiento normal del transformador

① Modo de funcionamiento nominal

Bajo las condiciones de refrigeración especificadas, el transformador puede funcionar según las especificaciones de su placa de características. La temperatura admisible del transformador sumergido en aceite durante su funcionamiento debe verificarse según la temperatura del aceite en la superficie. Esta temperatura debe cumplir con las especificaciones del fabricante, pero no debe superar los 95 °C. Para evitar que el aceite del transformador se deteriore demasiado rápido, la temperatura del aceite en la superficie no debe superar los 85 °C con frecuencia.

La tensión aplicada al transformador no debe exceder, por lo general, el 105 % de su valor nominal. En este caso, el lado secundario del transformador puede soportar la corriente nominal. En casos excepcionales, la tensión aplicada puede alcanzar el 110 % de la tensión nominal tras realizar las pruebas pertinentes o con la autorización del fabricante.

② Permitir sobrecarga

Los transformadores pueden operar bajo condiciones de sobrecarga normal o accidental. La sobrecarga normal se puede utilizar con frecuencia, y su valor admisible se determina según la curva de carga del transformador, las condiciones de refrigeración y la carga que soportaba antes de la sobrecarga. Las sobrecargas accidentales solo se permiten en situaciones de emergencia (transformadores que aún están en funcionamiento).

El valor admisible de sobrecarga accidental deberá cumplir con las normas del fabricante; si no existe una normativa del fabricante, el transformador sumergido en aceite con refrigeración propia puede funcionar de acuerdo con los requisitos de la tabla siguiente.

(2) Funcionamiento anormal y tratamiento de emergencia de transformadores

(a) Fenómeno anormal en el funcionamiento. Si se detecta algún fenómeno anormal en el funcionamiento del transformador (como fugas de aceite, nivel insuficiente de aceite en el depósito, calentamiento anormal, ruido anormal, etc.), intente solucionarlo. Si se presenta alguna de las siguientes situaciones, detenga inmediatamente el transformador para su reparación.

① El sonido interno es fuerte, irregular y se oye un chasquido.

② En condiciones normales de refrigeración, la temperatura es anormal y sigue aumentando.

③ La inyección de aceite o de tubería a prueba de explosiones.

④ Una fuga de aceite provoca que el nivel de aceite descienda por debajo del límite indicado en el indicador de nivel de aceite.

⑤ El color del aceite cambia demasiado y hay carbono en el aceite.

⑥ La carcasa presenta daños graves y fugas.

b) Sobrecargas inadmisibles, aumentos anormales de temperatura y niveles de aceite. Si la sobrecarga del transformador excede el valor admisible, la carga del transformador debe ajustarse a tiempo. Cuando el aumento de la temperatura del aceite del transformador excede el límite admisible, debe identificarse la causa y tomarse medidas para reducirlo. Por lo tanto, debe realizarse el siguiente trabajo.

① Compruebe la carga del transformador y la temperatura del medio de refrigeración, y compárela con la temperatura que debería existir bajo dicha carga y temperatura de refrigeración.

② Compruebe el termómetro.

③ Compruebe la ventilación del dispositivo de refrigeración mecánica del transformador o de la sala del transformador.

Si se observa que la temperatura del aceite es más de 10 °C superior a la habitual con la misma carga y temperatura de refrigeración, o si la carga permanece sin cambios y la temperatura del aceite sigue aumentando, y el dispositivo de refrigeración, la ventilación de la sala del transformador y el termómetro funcionan con normalidad, puede tratarse de un fallo interno del transformador (como un incendio en el núcleo de hierro, un cortocircuito entre las capas de la bobina, etc.). En ese caso, deténgalo inmediatamente para su reparación.

Si el aceite del transformador se ha solidificado, se puede poner en funcionamiento con carga, pero es necesario vigilar que la temperatura del aceite superior y la circulación del aceite sean normales.

Cuando se detecta que el nivel de aceite del transformador es significativamente inferior al nivel de aceite correspondiente a la temperatura del aceite en ese momento, se debe rellenar inmediatamente. Si el nivel de aceite desciende rápidamente debido a una fuga importante, está prohibido modificar el relé de gas para que solo actúe según la señal; se deben tomar medidas para detener la fuga y rellenar el aceite de inmediato.

c) Procesamiento cuando se activa el relé Buchholz. Cuando se activa la señal del relé de gas, se debe revisar el transformador para determinar la causa de la activación, ya sea por entrada de aire, disminución del nivel de aceite o falla del circuito secundario. Si la falla no se detecta fuera del transformador, es necesario identificar la naturaleza del gas acumulado en el relé. Si el gas es incoloro, inodoro e ininflamable, se trata de aire separado del aceite y el transformador puede continuar funcionando. Si el gas es inflamable, se debe detener el transformador y estudiar cuidadosamente la causa de la activación.

Al comprobar si el gas es inflamable, se debe tener especial cuidado de no colocar el fuego cerca de la parte superior del relé, sino a 5-6 cm por encima de él.

Si la activación del relé Buchholz no se debe a la entrada de aire en el transformador, se debe comprobar el punto de inflamación del aceite. Si este punto es inferior al valor registrado anteriormente en más de 5 °C, significa que existe una avería en el transformador.

Si el transformador se desconecta debido a la acción del relé de gas, y la inspección demuestra que se trata de un gas inflamable, el transformador no deberá volver a ponerse en funcionamiento sin una inspección y pruebas especiales.

Según la naturaleza de la falla, generalmente existen dos tipos de acciones del relé de gas: una es la acción de señalización sin disparo; la otra es la acción simultánea de ambas.

La acción de señalización sin disparo suele deberse a las siguientes razones.

① El aire entra en el transformador debido a fugas de aceite, recarga de combustible o un sistema de refrigeración deficiente.

② El nivel de aceite baja lentamente debido a la bajada de temperatura o a una fuga de aceite.

③ Se genera una pequeña cantidad de gas debido a una falla en el transformador.

④ Provocado por un cortocircuito.

La señal y el interruptor actúan simultáneamente, o solo actúa el interruptor, lo que puede deberse a una falla grave dentro del transformador, a que el nivel de aceite desciende demasiado rápido o a que el circuito secundario del dispositivo de protección está defectuoso. En algunos casos, como después de una reparación, el aire en el aceite se separa demasiado rápido y también puede disparar el interruptor.

(d) Tratamiento de fugas de aceite de transformador

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.