Construcción y Diseño del
transformador. Dado que los dispositivos eléctricos que transfieren la energía
de un circuito eléctrico a otro por acoplamiento electromagnético, sin partes
móviles, los transformadores de potencia son normalmente considerados como
activos de alta fiabilidad, ya que están diseñados y construidos por la
tecnología y los materiales a prueba de tiempo. Se cree generalmente que el
transformador diseñado y construido en el siglo 20 ya era un producto maduro
con las características esenciales del dispositivo y que se mantienen sin
cambios hasta la fecha, aunque el transformador sigue evolucionando.
Los
principios que rigen el funcionamiento de todos los transformadores eléctricos
son los mismos independientemente de su tamaño o de la aplicación [5]. El
típico transformador de potencia está sumergido en aceite mineral para el aislamiento
y refrigeración, y se sella en un depósito metálico hermético. Las terminales
eléctricas de baja y alta tensión conducen hacia y desde las bobinas a través
de las boquillas. Dentro de la cuba del transformador, núcleo y las bobinas se
empaquetan juntos para minimizar las pérdidas eléctricas y los costos de
material.
El refrigerante de aceite mineral circula por convección a través de
radiadores externos. La figura 1 muestra tres devanados ensamblados en el
núcleo visto desde el lado de AT después de que fue retirado del tanque.
Figura 1 Devanado trifásico montado
sobre el núcleo, visto desde el lado HV
Los parámetros esenciales
que caracterizan el transformador ideal dependen, en gran medida, de las
propiedades del núcleo. Las propiedades que son críticamente importantes en los
materiales del núcleo de transformador son: la permeabilidad, la saturación, la
resistividad y la pérdida de histéresis. En general se cree que en el núcleo
han sido hechos los avances más significativos en el diseño y la construcción
de transformadores de potencia.
El rendimiento de los
transformadores de potencia depende de los sistemas de aislamiento dieléctrico
y refrigeración. Estos dos sistemas están íntimamente relacionados, ya que es
la cantidad de calor que tanto el núcleo como los conductores generan lo que
determina la permanencia y la durabilidad del aislamiento, además el sistema
aislamiento dieléctrico está diseñado para llevar fuera algo del calor consigo.
Es de vital importancia que
el aislamiento utilizado en un transformador de potencia debe ser capaz de
separar los diferentes circuitos; aislar el núcleo del devanado y el tanque de
los circuitos portadores de corriente; proporcionar soporte mecánico para las
bobinas eléctricas y resistencia a los esfuerzos mecánicos impuestas por el
sistema de potencia como subidas de tensión y corto circuitos. 5 Generalmente
se ha utilizado papel Kraft para el aislamiento del devanado conductor, cartón
prensado de alta densidad para devanado interno y el aislamiento entre fases, y
papel crepé para el aislamiento de las terminales.
Las propiedades críticas que
determinan la vida funcional de aislamiento dieléctrico aceite / papel son: la
pureza química, estabilidad térmica, mecánica y rigidez dieléctrica.
¿Que provoca la falla de
transformadores de Potencia?
En general se cree que las
fallas se producen cuando un componente o estructura de transformador ya no es
capaz de soportar los esfuerzos impuestos sobre ella durante el funcionamiento.
Durante el curso de su vida, el transformador de potencia en su conjunto ha
estado sufriendo el impacto de los esfuerzos térmicos, mecánicos, químicos,
eléctricos y electromagnéticos en condiciones normales y transitorias de carga.
La condición del
transformador se deteriora gradualmente desde el principio, lo que resulta en:
• Reducción de la rigidez
dieléctrica (es decir, la capacidad de soportar arqueos y pulsos de switcheo)
• Reducción de la
resistencia mecánica (es decir, la capacidad de soportar cualquier tipo de
fallas)
• Reducción en la integridad
térmica del circuito de conducción de corriente (es decir, la capacidad de
soportar sobrecargas)
• Reducción en la integridad
electromagnética (es decir, la capacidad de transferir la energía
electromagnética en condiciones específicas, incluyendo sobre excitación y
sobrecarga).
Un fallo se produce en
última instancia, cuando el esfuerzo a soportar por el transformador con
respecto a una de las propiedades clave anteriores es excedido por el estrés de
la operación. Una manera útil de pensar en las fallas de un transformador de
potencia puede ser ilustrada en la Figura 2, según lo propuesto por CIGRE WG
12,18.
En su temprana vida de
servicio, el transformador de potencia tiene un margen de seguridad disponible
entre la capacidad del equipo y los distintos tipos de estrés de los
transitorios. Aquí "Rigidez" y "estrés" se utilizan de
forma genérica para cubrir cualquier tipo de eventos, mecánicos o eléctricos.
Sin embargo, después de un período de envejecimiento general éste puede no ser
el caso. En algún punto en el proceso de deterioro, probablemente mucho antes
de que la vida útil se agote, una o más partes del transformador bien pueden
haber cambiado justo lo suficiente o incluso fallar de tal manera que el
transformador ya no realice lo necesario, e. g. incluso si un transitorio, tal
como una sobretensión o un cortocircuito cercano ha sido soportado con éxito,
una fallo podría ocurrir en el siguiente transitorio.
Los mecanismos de falla que
están involucrados en un gran transformador suelen ser complejos. Los
mecanismos funcionales típicos de falla en un transformador se resumen en la
Tabla 1, según la CIGRE WG12.18. Tenga en cuenta que este es un modelo de falla
funcional sólo para el conjunto núcleo-bobina de un transformador, sin incluir
los cambiadores de tomas de carga (OLTC) y las boquillas. También es importante
distinguir una falla y un evento. Una falla se atribuye principalmente a un
cambio permanente e irreversible en la condición del transformador. El riesgo
de una ocurrencia de una falla no sólo depende del nivel de la falla en
desarrollo, sino también el componente funcional transformador involucrado. El
evento podría ser reparable en el sitio, dependiendo del tipo de deterioro, así
como la gravedad del mismo.
De nuestros registros y
datos casos de estudio, las fallas de los transformadores de potencia son
comúnmente asociadas con concentraciones de estrés localizado (fallas), que
puede ocurrir por varias razones, entre ellas:
• Debilidades en el Diseño y
fabricación, por ejemplo, un mal diseño del tamaño del conductor, malas
uniones, pobre blindaje al estrés y derivaciones, mal diseño de sujeción,
inadecuado enfriamiento local, alto flujo de dispersión, falta de
mantenimiento, etc.
• La microestructura del
material utilizado puede ser defectuosa desde el principio, por ejemplo, que
contiene micro-huecos, micro-fisuras, etc.
• Ataque corrosivo del
material, por ejemplo, corrosión por azufre en el papel y el conductor también
puede generar una concentración de estrés local.
La debilidad en el diseño
del transformador, la construcción y los materiales podrían ser cubiertos por
una baja carga. Sin embargo, el aumento de la carga durante largos periodos en
servicio descubrirá estas debilidades.
Modos de falla más comunes
Los modos de falla de grandes transformadores
no siempre son claros. Pero sólo a partir de una suposición de la falla
experimentada por un transformador de gran potencia, la mayoría de las fallas
de los transformadores se pueden clasificar en uno o una combinación de más de
uno de los tres modos siguientes:
• Rompimiento del
aislamiento en su conjunto, debido al severo envejecimiento del aislamiento
sólido.
• Rompimiento de parte del
aislamiento, debido a un envejecimiento prematuro por sobrecalentamiento localizado
de alta temperatura.
• Falla mecánica de los
Devanados.
Es común entre muchos de los
modos de falla del transformador tener espiras en cortocircuito. La espira en
corto fue desarrollado como resultado de la ruptura del aislamiento sólido que
causa una elevación súbita de temperatura en del devanado.
El rompimiento del aislamiento sólido podría
ser debido al desgaste natural del aislamiento, sobrecarga repetida o una
deficiencia en el sistema de enfriamiento, que a menudo resulta en el
envejecimiento severo de aislamiento del devanado.
Este tipo de falla (espiras en cortocircuito
sin previo aviso o causa obvia del sistema) es un modo de fallo típico del
"final de la vida". Si el transformador funciona anormalmente
caliente y / o entrega menos de su voltaje de salida normal, uno puede asumir
con seguridad la posibilidad de espiras en cortocircuito. Los rompimientos
eléctricos son también un modo de falla común para los transformadores de
potencia.
Los rompimientos eléctricos
podrían ser desarrollados por una serie de razones tales como el envejecimiento
de aislamiento, el contenido de excesivo humedad, devanados deformes etc.
La humedad reduce la rigidez
dieléctrica del aislamiento y puede promover la aparición descargas progresivas
en la superficie o en las barreras de cartón prensado y conducir a un arqueo.
Devanados deformes indican
que no sólo un alto nivel de esfuerzo pudo haber infringido desgaste en el
aislamiento del conductor del devanado, sino también una reducción en el
espacio eléctrico. Esta falla mecánica de los devanados pude entonces
manifestarse como un rompimiento eléctrico que en realidad provoca un fallo del
transformador.
Un pobre diseño y
sobrecalentamiento están muy relacionados entre sí y provocan altos modos de
falla. En la parte inferior, la falta de refrigeración provoca también un
sobrecalentamiento ya sea general o localizado a altas temperaturas, lo que
resulta en el deterioro del aislamiento rápido y un daño progresivo. El
rompimiento del aislamiento entre el núcleo y el tanque principal puede
conducir a corrientes en el núcleo / bastidor / tanque y provocar el
sobrecalentamiento local. Corrientes circulantes en el tanque pueden producir
puntos calientes en el tanque y a través de las de las uniones de los empaques,
lo que resulta en la emanación de descargas parciales de las superficies
aterrizadas del tanque y partes montadas en el tanque.
El sobrecalentamiento local
en el circuito portador de corriente, si no es extremadamente severo, a menudo
no será causa de falla directa del transformador, pero reducirá la resistencia
mecánica del aislamiento de manera que cuando el transformador se somete a un
fallo cerca de los terminales, éste entonces fallará [5]. Esto es igualmente
cierto para el movimiento del devanado.
Un pobre diseño y pérdida de
sujeción está muy relacionado y conduce a elevados modos de falla también. El
problema de diseño más conocido con la pérdida de sujeción es la falla de
arqueo/chisporroteo por la pérdida de sujeción en los pernos, que compromete la
resistencia mecánica del transformador y hace difícil el diagnostico de fallas
dieléctricas utilizando AGD.
Las descargas por
arqueo/chisporroteo también conducen al deterioro del aceite y a la producción
de carbón fino, que compromete la integridad del transformador.
Tres
casos de estudio en fallas de Transformadores:
Caso
1: Transformador fallado debido a espiras cortocircuitadas
En Abril de 2009, un autotransformador de 30 años de edad 750 MVA 400/275/13 KV
tuvo un disparo por Buchholz. El análisis de gases disueltos subsecuente de la
muestra tomada del Buchholz claramente indico una falla. La protección
eléctrica ha mostrado formas de onda inusuales a media fase inmediatamente
antes del disparo. Las pruebas de evaluación de la condición después del
disparo son mostradas en la tabla 2 (Relación de Transformación) y tabla 3
(Resistencia de devanados). La relación medida de la fase B difiere del valor
esperado por tres veces más de lo permitido (0,5%), una indicación de vueltas
perdidas, y un valor más bajo que el esperado indica que la falla es un
devanado en serie. Las mediciones de resistencia de devanados confirman una
falla de devanado en serie en la fase B que fue poco factible de reparar en el
aspecto económico.
Se prosiguió al
desmantelamiento, entonces la envoltura del devanado serie de la fase B fue
removida, con esto las espiras cortocircuitadas fueron encontradas en el
Segundo y tercer disco del devanado serie y esto mostro ser particularmente
severo. La figura 3 muestra una fotografía de falla por espiras
cortocircuitadas. Hubo una extensa perdida de aislamiento del conductor en la
parte superior del devanado serie, que es poco probable que sea económicamente
reparable
El peor grado de
polimerización (DP) obtenido fue de 142/146 (promedio 144) del conductor
intermedio de la parte superior del disco en el devanado de la fase B. El
siguiente peor resultado fue 151/161 (promedio 156) del conductor intermedio de
la parte superior del disco en la fase A.
Los resultados de GP en
muestras de papel expusieron que aparentemente la condición del aislamiento de
devanado serie había alcanzado el final de su vida. El análisis de GP en
muestras de papel también mostró que el Punto caliente del devanado fue
localizado en el conductor intermedio de la parte superior del devanado en
serie.
La figura 4 muestra una
comparación visual de los conductores tomados de la fase A en la parte superior
del devanado serie, de izquierda a derecha es la espira externa, espira media y
espira interna, respectivamente. Tenga en cuenta la severa decoloración del
conductor medio implica no sólo la ubicación del punto caliente en el devanado
serie, sino también el inadecuado diseño de refrigeración en el devanado en
serie. El punto de aprendizaje de este estudio de caso es que el corto entre
espiras fue desarrollado como resultado del severo envejecimiento del
aislamiento entre conductores del devanado, que fue en parte una función de la
edad del transformador y la carga a la que había sido sometido. El diseño
térmico del devanado en serie, sin embargo, dio lugar a un sobrecalentamiento
localizado de ciertas áreas, incluyendo el punto de falla.
Caso
2: Falla de transformador debido a Arqueo A mediados de
2006, un transformador de 30 MVA tipo subestación 132/11kV de 42 años fallo
arrojando aceite a la tierra desde el disco de ruptura. Se creía que el
transformador pudo haber sido sometido a un fallo antes de esta falla
catastrófica.
Durante el desmontaje se
encontró que el fallo en realidad involucró una severa formación de arcos / chispas
en el tanque principal, que fueron ubicadas entre el listón de cobre desnudo
conectado al extremo superior del devanado de la fase B de LV y la parte
superior fase B en el soporte superior de acero en el lado de BT, donde el
arqueo parecía ser especialmente grave para la lámina de cobre desnudo y la
esquina de la plataforma de sujeción de acero. La figura 5 muestra una imagen
de falla por arqueo generalizado en el tanque principal. Al continuar la
inspección del núcleo y los devanados durante desmantelado fue encontrada
evidencia directa de la deformación mecánica de todos los devanados en las tres
fases, en particular en fase B.
La figura 6 muestra el grave
desplazamiento del devanado de la fase B, en lo bloques inferiores. Tenga en
cuenta que los bloques perdidos en el lado de BT han sido encontrados en el
fondo del tanque. Por ello, se cree que todos los devanados de tres fases y
sobre todo los arrollamientos de fase B habían sido sometidos a fuerzas
radiales muy significativas que las que los han torcido y aflojado como
resultado. Se pensó también que la falta de sujeción del devanado había causado
el movimiento hacia abajo de la fase B LV de devanado al final de la línea, lo
que redujo la separación eléctrica entre la tira de cobre desnudo y la esquina
del soporte de acero y finalmente causado una descarga disruptiva en el tanque
principal. El punto de aprendizaje de este caso de estudio es que el arqueo fue
desarrollado como resultado de la reducción de la distancia eléctrica, que fue
debido a la deformación mecánica causada por cortos circuitos y a un pobre
diseño por no tener un soporte físico en la terminal del devanado de la fase B,
que conecta con el Bus principal.
Caso
3: Falla de Transformador debido a colapso Axial del
Devanado A finales de 2004 se tomó la decisión de desmantelar un
autotransformador de 50 años y 120 MVA 275/132/11KV que había sufrido una falla
critica en el cambiador de derivaciones. El fallo se observó por primera vez
durante un mantenimiento planificado, y parecía que el selector de fase B se
alineó mal en un tap en comparación con los selectores de las fases A y C.
Después de que el transformador se devolvió al servicio, el esquema de control
de tensión con el tiempo envió el transformador hasta el final del rango de taps.
En la posición final se requería el desviador de fase B para cambiar todo el
devanado, en lugar de un paso del tap como fue diseñado.
Esto dio lugar a graves
daños en el cambiador de tomas en la fase B y grandes corrientes que fluyeron
en la fase B del transformador. Pruebas de investigación de fallas se hicieron
en el transformador y los resultados de las mediciones de capacitancia y factor
de potencia de los devanados se enumeran en la Tabla 4.
Los resultados de la fase B
indican claramente un problema grave. La gran reducción de la capacitancia
entre los devanados series y comunes así como derivaciones de devanados parecía
indicar colapso axial del devanado. Durante el desmontaje de este fue
encontrado que el transformador fallo debido a un colapso axial en el tap del
devanado fase B, después de un fallo en la fase B del cambiador de taps.
Esto habría sido muy
complicado para reparar. La figura 7 muestra una imagen de falla por el colapso
axial del devanado. Tenga en cuenta que no había graves defectos de diseño o
características de diseño inusuales encontradas durante el desmontaje. El
transformador parecía no tener fallas relacionados con la toma del devanado de
la fase B. El análisis de grado de polimerización sobre muestras de papel
estaba en la edad de 450 a 750, lo que indica poca edad y considerable vida
útil remanente.
¿Qué podemos hacer sea
eficaz en la prevención de fallas en nuestra subestación?
¿Por qué fallan los
transformadores es fácil de entender. Sin embargo, cada vez más ingenieros de transformadores
hacen su parte en la prevención de las fallas, qué es la parte difícil. Así
que, ¿qué podemos hacer que sea eficaz en la prevención de fallas de los
transformadores en nuestras subestaciones?
La respuesta simple es que
un transformador de potencia se debe reemplazar cuando ya no cumple con el
requisito de la fiabilidad del sistema y antes de que falle.
Con el fin de ser capaz de
reemplazar los transformadores antes de que fallen, se considera necesario
contar con una metodología de revisión de salud del transformador para analizar
y prevenir fallas en el servicio. Esto implica el uso de información de una
amplia gama de fuentes, incluidas las pruebas de aceite, pruebas de evaluación
de la condición en línea y fuera de línea e inspecciones visuales. Sin embargo,
el conocimiento de los diseños de transformadores y de sus fortalezas y
debilidades es esencial para la comprensión de la otra información. Dada la
edad de muchos de los transformadores, dicha información es ahora en muchos casos
sólo obtenible a través de presenciar el desmontaje de los transformadores.
Los siguientes tres ejemplos
de casos ilustran cómo las fallas en desarrollo podrían ser gestionados e
incluso salvados por un efectivo análisis AGD en combinación con pruebas eficaces
de evaluación de condición.
Caso
a: Desarrollo de una falla debido a perdida de sujeción y
flujo disperso A principios de 2009 un autotransformador con 43 años de edad de
240MVA 275/132/13kV fue sacado del servicio, por un reemplazo planificado. Este
transformador había estado sufriendo de lo que se conoce como perdida de
sujeción por muchos años, y el desmontaje forense de un transformador hermano
un año antes de que fuera removido del sistema y que ha proporcionado
información valiosa acerca de la condición probable de este transformador que
se cree de se encuentra en riesgo de falla. Durante el desmontaje se encontró
que aproximadamente un tercio de los pernos de sujeción mostró signos de haber
estado suelto en el pasado. Algunos de los pernos de sujeción mostraron señales
incluso de la erosión por chisporroteo o golpeteo (ranuras alargadas).
En general, la sujeción del
devanado se encontraba en muy mal estado y se veía mucho peor que lo que se
veía desde el transformador hermano desechado un año antes.
La pérdida de sujeción había
dado lugar al desarrollo de arqueos / chisporroteos en un gran número de los
pernos de sujeción, produciendo contaminación por carbón fino en todas partes
sobre todo en las superficies del marco superior.
La pérdida de apriete también había resultado
en el aflojamiento del ensamble del devanado conduciendo al desarrollo de
descargas parciales y contaminación por carbón fino producido dentro de los
devanados. La Figura 8 muestra un acercamiento de una falla grave de perdida de
sujeción. Tenga en cuenta que uno de los tornillos de sujeción faltantes de
había incrustado en el aislamiento por encima del devanado terciario, como se
muestra claramente en la imagen de la derecha. Aquí estaba protegido
eléctricamente por el anillo de sujeción de acero. La misma imagen también
muestra un perno de sujeción doblado.
Durante el desmantelamiento
se observaron también los escudos electrostáticas posiblemente quemados y esto
parecía ser extremadamente graves. La Figura 9 muestra la imagen de una lámina
de cobre severamente sobrecalentada por el flujo de dispersión, lo que resulta
en daños a las plataformas de sujeción en el extremo inferior, así como en el
aislamiento adyacente. Esto no fue particularmente evidente a partir de los
resultados de gases disueltos. En conclusión, los resultados de una falla
severa más los escudos electrostáticas quemadas aportaron pruebas concluyentes
para confirmar que éste transformador había llegado al final de su vida útil y,
ciertamente, no era capaz de continuar en servicio.
Caso
b: desarrollo de una falla debido a sobrecalentamiento
localizado A principios de 2009 se tomó la decisión de desmantelar un
autotransformador de 240MVA 400/132kV (sin terciario) Fabricado en 1996, que se
creía de manera significativa en riesgo de falla por grave sobrecalentamiento
localizado en el circuito de portador de corriente. Este transformador había
estado sufriendo de un fallo térmico en el tanque principal antes de ser
retirado del servicio. El montaje de una resistencia a tierra hacia marco no
detuvo el desarrollo de la falla. Se creía, por lo tanto, que la falla térmica
no había sido causada por una corriente que circula en el núcleo, marco o
tanque.
Los niveles de gases
disueltos en el tanque principal habían sido típicos a los de la población de
grandes transformadores, hasta un año antes de que el transformador fuera
removido del sistema. Entonces hubo un rápido incremento en el nivel de
etileno, acompañados por aumentos en los niveles de hidrógeno, metano y etano.
La última muestra antes de que el transformador fuera retirado del servicio
contenía 324 ppm de etileno, 302 ppm de metano, 144 ppm de hidrógeno y 123 ppm
de etano.
La firma de gas disuelto
indica claramente un fallo térmico grave en el tanque principal que se
desarrolló hasta 2008. La tasa de deterioro parece haber aumentado durante el
año. El nivel de monóxido de carbono había sido menor de 500 ppm para la mayor
parte del tiempo de servicio, pero la proporción de dióxido de carbono y
monóxido de carbono varió entre 2 y 45. Estos dos parecían sugerir solamente un
moderado envejecimiento del aislamiento sólido. Sin embargo, las proporciones
relativas de los gases sugirieron un fallo sobrecalentamiento localizado de
alta temperatura que involucra al aislamiento sólido (relativamente alto
hidrógeno y metano, bajo acetileno, relación etileno / etano.
El punto de aprendizaje a
partir de este caso de estudio es que este desarrollo de falla no parece haber
sido causado o agravado por el diseño del transformador, aunque la causa raíz
de la falla térmico no se conoce realmente. Podría, sin embargo, ser causada
por cualquiera de los motivos siguientes: daño microscópico a los conductores
desde nuevo; un empalme débil en el conductor; aflojamiento y desgaste que se tradujo
en la pérdida de aislamiento, y un transitorio del sistema.
Caso C: Desarrollo de una
falla en un transformador salvado por AGD. Este es el caso de un
autotransformador 750MVA 400/275/13kV construido en 1967 y actualmente todavía
en servicio. En los últimos años este transformador se ha desarrollado fallo
térmico severo dos veces, pero todo salvado por un análisis efectivo DGA. A
finales de 2005, el transformador fue retirado del servicio debido al rápido
incremento de gases disueltos que indicaban un fallo de metal desnudo en el
interior del tanque principal (alto etileno como gas dominante). Las siguientes
pruebas eléctricas, incluyendo las medidas de resistencia de devanado,
apuntaban a un problema asociado a una unión del devanado en el devanado terciario,
más probablemente implica las conexiones hacia las boquillas de terciario. Una
inspección interna reveló uniones defectuosas en las conexión internas entre
una de las principales barras colectoras del terciario y la terminal terciaria
mano izquierda (3C2) en la caja de carga del terciario y el extremo de la fase
A del tanque. Esto fue originalmente una sola barra de aluminio de varias
partes, mientras que los conductores 3B2 y 3A2 eran dobles barras colectoras de
cobre.
El fallo parece ser debido a
una conexión atornillada deficiente en la parte curva de la conexión donde lo
dejó la caja de carga de terciario a subir hacia la parte superior del tanque
principal para conectarse a las barras colectoras terciarias. Como parte de la
reparación, se añadió una segunda barra colectora de cobre paralelo a la
terminal 3C2. Desafortunadamente, después de que el transformador se volvió al
servicio y la carga del terciario fue restaurada (por un reactor derivado), se
observó más gasificación.
El análisis de las
mediciones de resistencia del devanado terciario realizadas después de la
reparación de 2005 sugirió otro problema de alta resistencia con la conexión
3A2. Durante una interrupción planeada en 2008 estas medidas de resistencia se
repitieron y confirmaron. Después se drenó el aceite y una inspección visual
tuvo donde se encontró un depósito grande de carbono en la base de la boquillas
3A2 en la unión entre el conductor flexible y la boquilla.
La figura 11 muestra un
punto de falla en desarrollo en el tanque principal debido a un
sobrecalentamiento local. Tenga en cuenta la imagen de la izquierda muestra un
conjunto bus-bar sobrecalentado en conexiones de terciario y la imagen de la
derecha muestra la unión de la boquilla sobrecalentada.
Después de la reparación las
resistencias de los devanados se midieron de nuevo, y se confirmó que no hubo
más anomalías de resistencia en el terciario. Tenga en cuenta que en la Figura
12, las conexiones del devanado terciario en este transformador son algo inusual,
ya que las tres terminales del terciario son llevados fuera por el extremo de
la fase A del transformador para carga terciaria, mientras que el arreglo
original de llevar fuera los extremos (Terminales TA y TC) para el cierre y la
puesta a tierra externa se mantiene al final de la fase C. La Tabla 5 resume
las medidas de resistencia de devanado terciario antes y después de la
reparación.
El punto de aprendizaje a
partir de este caso de estudio es que las fallas en desarrollo debido a las
malas uniones/empalmes en los tanques principales de los transformadores
podrían salvarse sólo con un efectivo análisis DGA en combinación con pruebas
eficaces de evaluación de condición. Conclusiones Las investigaciones de Fallas
e incidentes en los componentes de transformadores de potencia tienen un papel
importante en la mejora de la confiabilidad y la gestión del riesgo de falla en
el transformador.
La identificación de la
causa principal de la falla y el posterior análisis permiten realizar
recomendaciones para la acción correctiva que se tome y que esperanzadamente
prevenga que fallas similares vuelvan a ocurrir en el futuro. Las fallas
inesperadas de los transformadores de potencia suceden debido a descuidos de
mantenimiento y sobrecargas. Un complemento para tu comprensión de cómo se
supone que los componentes de transformadores de potencia deban funcionar con
una cuidadosa observación a los daños y usted podrá prevenir las reparaciones.
Cuando se descubren errores de diseño y / o debilidades en desarrollo a través del
tiempo, la vigilancia mejorada / investigación en unidades hermanas construidos
por un mismo fabricante le ayudará en la prevención de futuras fallas y por lo
tanto ayuda en la gestión del riesgo de falla inesperado.
Referencias
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Richardson, “Transformer lifetime performance: Managing the risks”, 3rd IEE
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Networks, London; February 2005.
[2] R. Heywood and A. Wilson, “Managing reliability risks-Ongoing
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[3] A. Wilson, R. Heywood and Z. Richardson, “The life
time of power transformers”, Insucon 2006, 24-26 May 2006, Birmingham, UK.
[4] H. Ding and S. Ryder, “When to replace aged
transformers? Experiences from forensic tear downs and research”, Euro TechCon
2008. Liverpool, 18-20 November 2008.
[5] M. J. Heathcote, J & P Transformer Book, 13th
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[6] J. W. Coltman, “The transformer”, IEEE Industry
Applications Magazine, pp. 8-12, Jan/Feb 2002.
[7] CIGRÉ Working Group 12.18, “Guide for life
management techniques for power transformers”, CIGRÉ Brochure No. 227, 20
January 2003.
[8] CIGRE WG 12.18 “Life management of transformers,
draft interim report”, July 1999.
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