¿Cuáles son las principales fallas en los transformadores?

La mayoría de las veces, su transformador puede parecer un aparato inerte escondido en un gabinete. Sin embargo, cuando está energizado, es un ser vivo y vibrante, que transforma y suministra energía eléctrica a 60 Hertz a sus instalaciones. Además de los devanados y el núcleo metálicos, contiene materiales orgánicos en forma de aislamiento. Sin embargo, como todos los seres vivos, los transformadores envejecen con el tiempo y eventualmente pierden su capacidad de funcionar.

Las aseguradoras de seguros de vida utilizan curvas estadísticas de mortalidad para estimar la probabilidad de que una persona muera a una edad determinada. Los ingenieros de confiabilidad utilizan una curva de riesgo correspondiente para estimar la tasa de falla de una clase específica de transformadores en función de su edad. En la Figura 1 a continuación se muestra una curva de peligro estilizada, también llamada curva de la bañera debido a su forma.

 

Figura 1. Curva de peligro típica para transformadores de distribución

 

La curva de riesgo muestra que una cohorte de transformadores recién instalados tiene una baja tasa de fallas positivas (mortalidad infantil) que disminuye con la edad a medida que las fallas tempranas se eliminan de la población. A esto le sigue un período más largo de tasas de falla constantes muy bajas (falla aleatoria), hasta que la edad y las condiciones de operación comienzan a deteriorar las propiedades dieléctricas del aislamiento del transformador (falla por desgaste), después de lo cual la tasa de falla aumenta rápidamente. Las causas del fracaso son diferentes en cada etapa.

 

Determinar la tasa de fallas de su transformador

La medida de antigüedad relevante aquí son las horas de funcionamiento acumuladas con carga, no necesariamente el tiempo calendario. Los efectos acumulativos del tiempo, la temperatura y las tensiones eléctricas y mecánicas bajo carga determinan la rigidez dieléctrica residual del aislamiento y la vida útil de su transformador. La tasa de envejecimiento dependerá no sólo del tiempo sino también del ciclo de trabajo y el historial de carga de su transformador.

 

 

En igualdad de condiciones, un transformador con un ciclo de trabajo continuo de 24 horas al día, 7 días a la semana envejecerá aproximadamente cuatro veces más rápido que uno con un ciclo de trabajo de cinco-días y ocho-horas. Un transformador construido con aislamiento de 180 grados (Clase H) envejecerá más rápido (y fallará antes) que uno con aislamiento de 220 grados (Clase R). Un historial de condiciones inestables de energía eléctrica (fluctuaciones de voltaje primario, fallas de protección, sobrecarga persistente, sobretensiones secundarias, cortocircuitos y armónicos de conmutación) aumentarán el estrés dieléctrico, acelerarán el proceso de envejecimiento normal y acortarán la vida útil.

Cada instalación tiene un historial de carga único y la única forma de medir con precisión la "edad" de la unidad individual es monitorear y registrar continuamente la temperatura y la carga del transformador (lo cual recomendamos). También se deben registrar eventos anormales de voltaje y carga.

 

Un punto de referencia para la medición de la edad sería una operación continua (24 horas al día, 7 días a la semana) con carga nominal, que registraría un máximo de 8760 horas de carga por año. En comparación, una operación del 5/8/50 registraría un máximo de sólo 2000 horas de carga por año. Las operaciones sin-carga no contribuyen significativamente al envejecimiento.

 

Signos de un transformador envejecido

Incluso los transformadores más confiables mostrarán signos de deterioro antes de fallar. Identificar estas señales de advertencia con suficiente antelación puede ayudarle a planificar con anticipación antes de que una falla detenga su operación.

 

• Sonidos inusuales:Un transformador-que funcione bien producirá un zumbido constante y bajo-. Los zumbidos irregulares, crujidos o estallidos suelen indicar conexiones flojas o aislamiento defectuoso.
• Aumento de las temperaturas de funcionamiento:El calor excesivo rompe rápidamente el aislamiento y puede provocar cortocircuitos eléctricos. Si su transformador funciona a más temperatura de lo normal, podría indicar deterioro interno.
• Deformaciones visibles:El óxido, la corrosión, los componentes abultados y otras deformaciones pueden indicar daños ambientales o acumulación de presión interna. Incluso un daño externo menor puede significar un daño grave en el interior.
• Decoloración en devanados o aislamiento:Busque rastros en los devanados, carbonización o cambios de color en los materiales aislantes durante las inspecciones. Estas señales suelen indicar sobrecalentamiento o conexiones flojas.
• Cambios de rendimiento:Las fluctuaciones de voltaje o frecuentes disparos del interruptor generalmente ocurren cuando los transformadores llegan al final de su vida útil. Estos signos pueden comenzar siendo pequeños antes de convertirse en problemas persistentes y fallar.
• Resistencia inadecuada:Las mediciones insuficientes durante las pruebas de absorción dieléctrica sugieren una degradación del aislamiento que requiere atención inmediata.

 

Cómo el mantenimiento adecuado puede aumentar la vida útil de un transformador

El mantenimiento regular extiende significativamente la vida útil de su transformador y ayuda a evitar fallas inesperadas. ELSCO Transformers recomienda tomar las siguientes medidas para mantener sus unidades en buenas condiciones de funcionamiento:

 

• Siempre des-desenergiza tu transformador antes de realizar cualquier-mantenimiento práctico. La seguridad debe ser su principal preocupación cuando trabaje con equipos eléctricos.
• Establezca un programa de inspección eficaz basado en su entorno y aplicación. Realice inspecciones cada tres a seis meses para transformadores en áreas polvorientas. En ambientes limpios y secos, normalmente son suficientes controles anuales.
• Primero limpie el polvo de los ventiladores de enfriamiento y los devanados con una aspiradora, seguido de aire comprimido seco a no más de 20 a 25 psi. Evite limpiadores químicos que puedan dañar la superficie.
• Verifique la ventilación durante cada inspección y elimine cualquier obstrucción si es necesario. Si el polvo es problemático, considere instalar filtros en los puertos de ventilación y reemplazarlos periódicamente para evitar la restricción del flujo de aire.
• Apriete todos los herrajes accesibles y reemplace cualquier aislamiento suelto durante el mantenimiento para evitar que los componentes se aflojen durante la operación.
• Documente todo el mantenimiento, los resultados de las pruebas y las observaciones para realizar un seguimiento del estado de su transformador a lo largo del tiempo.

 

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¿Cuál es el mantenimiento de un transformador tipo seco?

Lista de verificación de mantenimiento del transformador de tipo seco-
Cuando limpie un transformador, esté atento a la oxidación en las abrazaderas y el núcleo de acero, carbonización o marcas en los devanados y el aislamiento, decoloración en las superficies que podrían ser una señal de sobrecalentamiento y conexiones flojas.

 

¿Cuál es la clasificación en kVA de un transformador tipo seco?

Transformador de tipo seco-, incluido aquel que se incorpora a cualquier otro producto, en el que el núcleo y los devanados están en un medio aislante gaseoso o compuesto seco y que: es monofásico con una potencia nominal de15 a 833kVA, o trifásico-con una potencia nominal de 15 a 7500 kVA.

 

¿Dónde se utilizan comúnmente los transformadores de tipo seco?

Edificios comerciales: los transformadores de tipo seco- se utilizan comúnmente en edificios comerciales comocomplejos de oficinas, centros comerciales y hospitales. Su bajo riesgo de incendio y su funcionamiento sin mantenimiento-los hacen ideales para instalaciones interiores con espacio y seguridad críticos.