fallas internas en transformadores.docx

7/24/2019 Fallas internas en transformadores.docx

1/8

Fallas internas en transformadores

Los transformadoresson dispositivos estticos que no tienen partesgiratorias y son totalmente cerrados. Por lo tanto, las posibilidades de fallas quese producen en los transformadores son menos comunes en comparacin con las

fallas que se presentan en los generadores. Pero a pesar de que la posibilidadde falla es baja, estas ocurren, si esto sucede, el transformador debeser rpidamente desconectado del sistema. Las fallas, si no pueden despejarserpidamente se pueden convertir en muy graves. Por lo tanto se debeproporcionar al transformador de proteccin contra posibles fallas. Las fallasinternas son las fallas que se producen en la zona de proteccin deltransformador. Esta clasificacin incluye no slo las fallas dentro del tanque deltransformador, sino tambin las fallas eternas que se producen dentro delos lugares de los transformadores de corriente. Las fallas internas se dividenen dos clasificaciones! fallas incipientesy fallas activas. Las fallasincipientesson las fallas que se desarrollan lentamente, pero que pueden

convertirse en grandes fallas, si la causa no se detecta y corrige. Las fallasactivasson causadas por la aver"a en el aislamiento u otros componentesque crean una situacin de estrs repentino que requiere una accininmediata para limitar el da#o y prevenir una fuerza destructiva adicional.

Fallas incipientes:

Sobrecalentamiento.

Sobreflujo magntico.

Sobrepresin.

SobrecalentamientoEl sobrecalentamiento puede ser debido a varias condiciones como!$. %alas coneiones internas, ya sea en el circuito elctrico o magntico.&. La prdida de refrigerante 'aceite( debido a fugas.). El bloqueo del flujo de refrigerante.
http://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformador


2/8

*. La prdida de ventiladores o bombas que estn dise#ados para proporcionar elenfriamiento.En general, los relevadores trmicos de sobrecarga y relevadoresde temperatura, son utilizados paraproporcionar proteccin contra sobrecalentamiento dando una alarma. +ambin

se proporcionan indicadores de temperatura. En los transformadores, cuando latemperatura se eleva, se activa la alarma y se encienden los ventiladores.lgunos termocoples o resistencia indicadores de temperatura se colocan cercade los devanados, cuando la temperatura se eleva por arriba de niveles seguros,se activa la alarma. -i no se toman acciones correctivas para reducir latemperatura dentro de un tiempo determinado, se manda disparar el interruptorpara desenergizar el transformador.

Sobreflujo MagnticoLa densidad de flujo magntico en el ncleo del transformador es proporcional ala relacin de la tensin y frecuencia, es decir, /0f. Los +ransformadores

de potencia estn dise#ados para trabajar con cierto valor de densidad de flujomagntico en el ncleo. %ayor flujo en el ncleo significa ms prdidas ysobrecalentamiento del ncleo. El relevadorde /0f llamado 1relevador voltios02ertz1 se ofrece para dar la proteccincontra el el sobreflujo.

SobrepresinLa sobrepresin en el tanque del transformador se produce debido a la emisinde gases o productos que acompa#an al calentamiento local debido a cualquiercausa. Por ejemplo, una falla entre vueltas del devanadopuede quemarse lentamente, liberando gases de calentamiento en el

proceso. Estos gases se acumulan en el tanque cerradodel transformador aumentando la presin, lo cual puede suceder repentinamenteo durante un largo per"odo de tiempo.

Las fallas anteriores se llaman fallas incipientes, ya que generalmente sedesarrollan lentamente, a menudo en la forma de un deterioro gradualdel aislamiento debido a alguna causa. Este deterioro con el tiempo puede llegara ser lo suficientemente grave como para causar una falla dearqueo que ser detectada por los relevadores de proteccin. -i la condicin sepuede detectar antes del da#o grave, las reparaciones necesarias a menudoson ms rpidas y la unidad se coloca de nuevo en servicio sin una interrupcin

prolongada. Los da#os ms grandes pueden requerir el env"o de la unidad afbrica para una reparacin mayor, lo que resulta en un per"odo de interrupcinprolongada.

Fallas activas.Las fallas activas son las fallas que ocurren de repente y que por logeneral requieren una accin rpida por los relevadores de proteccin para


3/8

desconectar el transformador del sistema de poder y limitar el da#o a launidad. En su mayor parte, estos errores son cortocircuitos en eltransformador, pero tambin otras dificultades pueden sercitadas que requieren una accin rpida de algn tipo.Las siguientes clasificaciones de las fallas activas se consideran!

$( Los cortocircuitos en los devanados conectados en estrella

terrizado a travs de una resistencia

-lidamente aterrizado.

-in conein a tierra

&( Los cortocircuitos en bobinas conectadas en delta

)( 3ortos circuitos fase a fase cortocircuitos 'transformadores trifsicos(*( 3ortos en vueltas del devanado.4( 5allas en el ncleo.6( 5allas del tanquedems de estas fallas, algunas otras fallas, como las fallas del cambiador detaps, sobrevoltaje debido a descargas elctricas y aperturas0cierres deinterruptores son comunes en los transformadores.

Dispositivos de proteccin en los transformadores

3omo lo mencionamos anteriormente 'leer art"culo(, el transformador es elequipo ms importante de nuestra instalacin elctrica. 7na falla en este equiponos puede provocar cortes en el suministro de energ"a que representan grandesprdidas para las empresas. dems estas fallas pueden terminar en da#os alequipo o a personal que se encuentre cerca de la subestacin. Lostransformadores cuentan con una serie de elementos que nos ayudan a minimizarla posibilidad de una falla interna del transformador y evitar un acontecimientoindeseable.$( 8ndicador de la temperatura del devanado. Este dispositivo nos sirve parasimular la temperatura que tiene el devanado del transformador. Es bsicamente

un indicador de temperatura con una resistencia. La resistencia es alimentada deuna corriente de magnitud proporcional a la que circula en el devanado a travsde un transformador de corriente situado sobre el devanado en cuestin.Laresistencia es instalada en el instrumento. El valor de la corriente que circula atravs de la resistencia es tal que eleva la temperatura a un valor igual que elpunto caliente dentro del devanado.s", la temperatura es simulada dentro delindicador.Aceite Biodegradable en transformadores
http://seguridadconelectricidad.blogspot.com/2010/02/riesgo-de-incendio-en-subestacion.htmlhttp://seguridadconelectricidad.blogspot.com/2010/02/riesgo-de-incendio-en-subestacion.html


4/8

2) Indicador de temperatura del aceite.Este instrumento indica latemperatura actual del aceite en la parte superior del tanque. Los instrumentosincluyen la cartula, bulbo sensor, y el medidor con aguja de mimatemperatura alcanzada, la cual se puede reestablecer. Los contactos elctricosse utilizan para poder mandar alarma o disparo en el nivel de ajuste que sedetermine.

) !elevador "usc##ol$. 3uando se presenta una falla en untransformador enfriado por aceite, se generan gases, 2aciendo que el relevador9usc22olz env"e una alarma. Este relevador contiene dos elementos, uno parafallas menores 'la cual genera una alarma( y otro para fallas mayores 'generadisparo(. Los elementos de alarma operan despus de que determinado volumende gas se acumula dentro del relevador. Ejemplos de fallas que provocar"angeneracin de gases ser"an!

5alla en el aislamiento de los tornillos de sujecin del ncleo.

3ortos en los laminados.

3ontactos o coneiones elctricas defectuosas.

Puntos calientes ecesivos en los devanados.

El elemento de disparo opera en el caso de un cambio sbito en el aceite cuando

sucede una falla ms cr"tica como!

5alla a tierra debido a da#o en el aislamiento de devanado a tierra'tanque(.

3ortocircuito interno en el devanado.

3ortocircuito entre fases.


5/8

Perforaciones en los bus2ings.

%) Indicador de nivel de aceite.Es un instrumento que se coloca directamentesobre el tanque para indicar el nivel de aceite. El flotador que se encuentradentro del tanque le manda la se#al al indicador de cartula.

&) 'entila de e(plosin. Este instrumento nos sirve para dar proteccin en casode una presin muy alta en el tanque derivada de una falla interna. El tubo deeste dispositivo cuenta con dos diafragmas, uno a la altura del tanque y otro enel etremo de la ventila. -i se presenta una presin ecesiva, los dos diafragmasse rompern dejando libre el paso para que el aceite pase a travs de la ventila.

Un tema muy importante en los ltimos tiempos ha sido el de la proteccin de nuestro

medio ambiente. Como sabemos, la mayora de los transformadores utilizan para suenfriamiento el aceite mineral. Este aceite, en caso de haber una fuga o incendio, puede


6/8

llegar a contaminar de manera muy importante las reas cercanas a la subestacin. !or estos

motivos se ha estado introduciendo el aceite biodegradable en los transformadores "#$%&.El fluido Envirotemp #$%, fabricado por Cooper !o'er (ystems, es formulado a partir de

aceites vegetales comestibles y aditivos de me)ora de desempe*o de clase comestible. Este

tipo de aceite tiene las siguientes venta)as+

Derivado de $ecursos $enovables y aturales.

-/ 0ngredientes de Clase Comestible 1 o 23ico.

4iodegradacin rpida y completa.

$eciclable, $eacondicionable y #cilmente Descartable.

o considerado peligroso por agencias medioambientales y de salud " E!5 6

7(85 6 (E95$52&

o contiene petrleo, silicones, o halgenos.

5dems de estas venta)as, al final de su vida til,

!uede ser mezclado con aceite mineral de deshecho para ser :uemado

9ismos reciclados :ue los aceites de cocina desechados

5plicaciones tpicas de reciclado+

-. 4io1diesel

;. Compa*as tratadoras de grasas

%. !roduccin de . ?ertederos

En la operacin tambi@n tenemos venta)as al utilizar este tipo de aceite+

5mplia la vida t@rmica del aislamiento de papel en los transformadores nuevos.

(eca y amplia vida del papel enve)ecido.


7/8

o se generan AlodosA, probada por doble !#?7 "po'er factor valued o3idation& y

otros m@todos de enve)ecimiento acelerado.

En transformadores sellados, los esteres naturales no tienen las limitantes de temperatura de

operacin, con las :ue se basan las normas de operacin con aceite mineral. Bos resultados

son transformadores ms compactos y ligeros con dise*os optimizados, y reducen elcontenido del material re:uerido para la transformacin del volta)e sin impactar de manera

negativa la e3pectativa de vida til de los e:uipos.$esultados+

2ransformadores ms compactos.

9enor costo por ?5. 5umentar la capacidad contra incendios.

#uente renovable, reciclable y no t3ica teniendo una huella de carbono neutral.

Entre mas grande sea el 2ransformador, mayores sern los ahorros.

Bos transformadores :ue actualmente utilizan aceite mineral, les puede ser sustituido por

aceite #$%, esto se ha hecho en muchos trasformadores :ue estn en uso sin ningnproblema.

Anlisis de gases disueltos

El transformadores la pieza ms importante de nuestro sistema elctrico.3ualquier falla en este equipo, da como resultado interrupciones en el servicioque derivan en prdidas para la empresa. dems, en una falla ponemos en

riesgo de accidente a nuestro personal y da#os a equipos que se encuentrencerca. :ebido a esto es importante llevar a cabo un buen mantenimientopreventivo y predictivo en estos equipos. El anlisis de gases disueltos es unabuena 2erramienta para detectar fallas dentro del transformador en etapatemprana.La deteccin de ciertos gases generados en un transformador enfriadopor aceite es frecuentemente la primera indicacin de un mal funcionamiento,que de no ser corregido, llevar eventualmente a una falla. El procedimiento esbsicamente etraer una muestra de aceite del transformadory mandarla allaboratorio en el cual, por medio de un

proceso especial 'cromatografia( se etraen los gases contenidos dentro delaceite. -e analiza la presencia de los siguientes gases! ;idrgeno ';&(, %etano'3;*(, Etano '3&;6(, Etileno '3&;*(, %onido de carbn '3


8/8

;. :escargas de baja intensidad.

%. rqueos de alta intensidad.

=. :eterioro del aislamiento 'celulosa(.

Para el anlisis de los resultados se recomiendan los siguientes mtodos!

-. :eterminar los rangos de generacin de gases combustibles.

;. :eterminar los equivalentes entre gases en espacio y disueltos en elaceite.

%. %onitorear el deterioro del aislamiento utilizando el volumen de gasesdisueltos.

=. Evaluacin de la condicin del transformador utilizando lasconcentraciones individuales y totales +:3@ 'total dissolved combustiblegas(.

>. Evaluacin del posible tipo de falla utilizando mtodo de gas clave

. Evaluacin del posible tipo de falla analizando por separado los gasescombustibles generados.

fallas internas en transformadores.docx

Documents