¿Cuáles son las causas de que los transformadores de tipo seco se quemen durante la operación?

1 Fenómeno de Fallo

Estoy involucrado en el trabajo de mantenimiento de primera línea y recientemente me he encontrado con problemas con transformadores de tipo seco. Los transformadores de tipo seco tienen una estructura simple, son fáciles de transportar y mantener. Se utilizan ampliamente en lugares de distribución de energía con requisitos ambientales relativamente altos. Debido a su buena resistencia al fuego, pueden instalarse en áreas centrales de carga para reducir la pérdida de voltaje y la pérdida de energía.

La empresa de gestión de propiedades para la que trabajo administra 11 comunidades residenciales, con un total de 56 transformadores, con un nivel de tensión de 6000/400V. Entre ellos, hay 38 transformadores de tipo seco, modelo SCB9, con una capacidad de 160 - 630kVA, todos instalados en armarios de alta tensión cerrados tipo caja. Las estaciones de distribución de energía en estas comunidades han estado en operación durante menos de 2 años, y 5 transformadores de tipo seco en operación se han quemado uno tras otro, lo que ha afectado seriamente la vida de los residentes. Siento profundamente la gran responsabilidad y debo investigar a fondo las razones.

2 Análisis de Causas

Como trabajador de mantenimiento de primera línea, mis colegas y yo inspeccionamos, probamos y analizamos los transformadores de tipo seco quemados. Durante los 5 accidentes, el clima era bueno, no había acumulación de agua ni humedad en el canal de cables en la parte inferior del transformador, y no hubo sobretensión en el sistema antes o después de los accidentes. Al revisar los informes recientes de pruebas de alta tensión, la aislación era buena y la diferencia de resistencia directa cumplía con los estándares.

Para descubrir las razones, la empresa invitó a expertos relevantes para consultas. Participé en la investigación en el sitio y encontré que los conductos de ventilación de los transformadores de tipo seco quemados estaban obstruidos. Después de la disección, se observó que el aislamiento de los bobinados residuales era frágil y se había agrietado uniformemente, lo que indica que los bobinados habían estado operando a temperaturas altas durante mucho tiempo.

Se supo que los accidentes ocurrieron entre julio y septiembre, con un clima caluroso y una carga eléctrica pico. Los transformadores de tipo seco habían estado operando a plena carga en los armarios cerrados durante mucho tiempo. Una inspección más detallada reveló que los conductos de ventilación estaban obstruidos por las placas de ranuras de los cables de control, lo que causaba que la temperatura de los transformadores continuara aumentando. Además, el único dispositivo de alarma de temperatura estaba instalado en la sala del transformador, incapaz de transmitir oportunamente las alarmas de sobrecalentamiento.

La operación a alta temperatura durante mucho tiempo reduce la resistencia aislante. Especialmente, los bobinados de alta tensión tienen un alto nivel de tensión, y la disminución de la resistencia aislante es propensa a la descarga, lo que aumenta la corriente de fuga entre las capas de alta tensión, las vueltas y a tierra del transformador, aumentando la pérdida de potencia activa y la temperatura continuamente, formando un ciclo vicioso. Eventualmente, el material aislante pierde su capacidad aislante, y ocurren cortocircuitos intercapa e interbobinado, lo que resulta en incendios. Esta es la razón principal del incendio de los transformadores de tipo seco, y también sentí verdaderamente el impacto de estos factores en el equipo durante el mantenimiento en el sitio.

3 Medidas de Tratamiento
3.1 Transformación de Armarios e Instalación de Dispositivos

Participé en la transformación de los armarios de transformadores de tipo seco por parte de la empresa. Hicimos ranuras en las placas de hierro, establecimos conductos de aire alrededor de los armarios de los transformadores e instalamos dispositivos de alarma de temperatura remota y protección contra viaje por alta temperatura. Esto puede monitorear y responder a las anomalías de temperatura de manera más oportuna, asegurando la operación del equipo, y es una medida específica que implementé en la práctica de mantenimiento.

3.2 Instalación de Ventiladores de Refrigeración

Para transformadores de tipo seco de 400kVA y superiores, asistí en la instalación de ventiladores de refrigeración, que pueden iniciar y detenerse automáticamente según la temperatura establecida, eliminando defectos potenciales de los transformadores en operación y evitando accidentes repentinos. En el mantenimiento diario, también presto atención al estado de operación de estos ventiladores.

3.3 Monitoreo Remoto de Cuartos de Distribución de Energía

Para el cuarto de distribución de energía del transformador de 630kVA, a través de la transmisión, monitoreo y monitoreo en línea de la temperatura de operación, aislamiento y otros parámetros del transformador, como trabajador de primera línea, puedo conocer oportuna y efectivamente el estado de salud de los equipos de alta tensión, asegurando la operación confiable de los transformadores de tipo seco, y también es conveniente para mí referirme a estos datos de monitoreo durante el mantenimiento.

4 Medidas Preventivas
4.1 Requisitos de Inspección Diaria

La empresa nos exige a los gerentes de operación y mantenimiento realizar una inspección de patrulla del equipo de alta tensión en el cuarto de distribución de energía una vez al día, especialmente el estado de operación de los transformadores de tipo seco. Realizo esta tarea con seriedad cada día y reporto los problemas de manera oportuna para garantizar la operación segura del equipo. Este es un aspecto importante de mi trabajo diario.

4.2 Especificaciones de Detección de Temperatura

Se utiliza un termómetro infrarrojo para medir la temperatura de las partes de conexión conductora del equipo de alta tensión. La empresa estipula que la detección debe realizarse una vez por semana en primavera, otoño e invierno, y una vez al día en verano. Opero estrictamente según esta frecuencia para asegurar que las anomalías de temperatura puedan detectarse de manera oportuna.

4.3 Inspección Integral de Estaciones de Distribución de Energía

Para las estaciones de distribución de energía sin accidentes, participé en la inspección integral y prueba, establecí dispositivos de disipación de calor correspondientes para los transformadores de tipo seco, asegurando una buena ventilación, eliminando peligros potenciales del equipo y tomando medidas para puntos débiles de aislamiento. He acumulado experiencia en operaciones reales y también he visto buenos resultados.

5 Conclusión

Dado que el gabinete blindado tiene un volumen pequeño, una estructura compacta y un mal efecto de disipación de calor, y el transformador está instalado en un gabinete cerrado, es necesario adoptar un método de enfriamiento adecuado según la capacidad para evitar accidentes repentinos de los transformadores de tipo seco causados por un diseño poco razonable.

Es particularmente importante notar que los transformadores de tipo seco ordinarios deben someterse a una prueba de elevación de temperatura cuando se ponen en operación en el gabinete, para conocer la temperatura máxima de operación a largo plazo con antelación y eliminar peligros potenciales dejados a la red eléctrica debido a la detección y construcción no estándar.

Después de la implementación de las medidas preventivas, no se han producido accidentes similares en los transformadores de tipo seco en operación, mejorando eficazmente la confiabilidad y proporcionando una garantía para la operación segura de la red eléctrica. Como trabajador de mantenimiento de primera línea, tengo más confianza en manejar el mantenimiento de este tipo de equipos.