¿Cuáles son las causas de los fallos en los transformadores de corriente y las medidas correctivas para estos fallos?

Como técnico de mantenimiento en primera línea, me enfrento a transformadores de corriente (CTs) diariamente. Los CTs convierten la corriente primaria de gran magnitud en corriente secundaria de baja magnitud para la protección y medición de subestaciones/líneas, operando en serie a largo plazo. Sin embargo, se enfrentan a fallos externos (cargas desequilibradas, cableado incorrecto, etc.) e internos (defectos de aislamiento). Estos fallos, como circuitos abiertos secundarios o rotura del aislamiento, dañan la precisión de la medición, la operación de la protección y la estabilidad de la red. A continuación, comparto conocimientos basados en mi experiencia práctica.

1. Estructura del CT (Visión de Mantenimiento)

Un CT tiene bobinas primarias/secundarias, un núcleo y aislamiento (sumergido en aceite, SF6, sólido). La bobina primaria se conecta en serie con el circuito, mientras que la secundaria se conecta a instrumentos/relés. Clave: menos vueltas primarias, más vueltas secundarias, y operación normal cerca del cortocircuito. Crítico: nunca abrir el circuito secundario; asegúrate de conectarlo a tierra de manera fiable (he visto arcos peligrosos debido a circuitos abiertos).

2. Función y Principio (Práctico)

Los CTs reducen las corrientes grandes para una protección y medición seguras a través de la inducción electromagnética, aislando la alta tensión. Durante las calibraciones, verifico las relaciones de corriente primaria-secundaria para comprobar los CTs.

3. Clasificación de Rendimiento
(1) CTs ópticos (OTA)

Basados en el efecto magneto-óptico de Faraday, utilizados en pruebas de red. Sensibles a la temperatura pero buenos para campos magnéticos fuertes.

(2) CTs de baja potencia

Con núcleos de aleación microcristalina, ofrecen amplios rangos lineales, bajas pérdidas y alta precisión para corrientes grandes, ideales para mediciones industriales.

(3) CTs de núcleo de aire

Sin núcleo de hierro, evitando la saturación magnética. Populares en la protección por relés debido a su fuerte resistencia a interferencias, adecuados para entornos complejos.

4. Causas de Fallos (Experiencia en Campo)
(1) Rotura Térmica del Aislamiento

Los CTs de alta tensión generan calor/pérdidas dieléctricas. Un aislamiento defectuoso (por ejemplo, envoltura desigual) causa sobrecalentamiento y rotura, común en equipos antiguos.

(2) Descarga Parcial

La capacitancia normal de un CT se distribuye uniformemente, pero una mala fabricación/estructura (por ejemplo, pantallas mal alineadas) causa campos locales altos. Las descargas no resueltas llevan a fallos del condensador.

(3) Carga Secundaria Excesiva

Cargas pesadas en sistemas de 220 kV aumentan la tensión/corriente secundaria, causando errores. Los fallos pueden saturar los núcleos, haciendo que los relés funcionen incorrectamente. Los circuitos secundarios abiertos (por ejemplo, cables sueltos) crean tensiones altas, ¡riesgoso!

5. Respuesta a Fallos
(1) Seguir Reglas Operativas

• Cableado: Conectar estrictamente en serie los circuitos, bobinas e instrumentos; usar configuraciones apropiadas (monofásica, estrella).

• Compensación de Errores: Añadir bobinas/núcleos para corregir errores mediante capacitancia/inductancia.

• Calibración: Realizar desmagnetización/pruebas de polaridad después de la instalación/mantenimiento.

(2) Manejo de Emergencias (Seguridad Primero)

• Apagado: Cortar inmediatamente el suministro eléctrico por seguridad.

• Inspeccionar Circuito Secundario: Verificar circuitos abiertos, minimizar la corriente primaria, usar equipo de aislamiento y seguir los diagramas.

Para circuitos secundarios abiertos:

• Evaluar Impacto: Identificar los circuitos afectados, informar a la central de control.

• Reducir Carga/Aislar: Transferir cargas y desenergizar si está dañado.

• Cortocircuitar Secundario: Usar materiales aprobados; chispas significan fallos downstream, sin chispas indican problemas upstream.

(3) Técnicas de Detección

• Pruebas de Aislamiento: Medir pérdida dieléctrica, capacitancia para detectar defectos, bueno para la evaluación del envejecimiento.

• Termografía Infrarroja: ¡Mi herramienta clave! Detecta conexiones sueltas/problemas térmicos rápidamente.

Conclusión

Los CTs son vitales para la confiabilidad de la red. Dominar su estructura, principios y manejo de fallos asegura la estabilidad. Seguir pautas, usar herramientas de detección y actuar en emergencias minimiza los fallos, asegurando una red más segura.