7 Pasos Clave para Garantizar una Instalación Segura y Confiable de Grandes Transformadores de Potencia
1. Mantenimiento y Restauración de la Condición de Aislamiento de Fábrica
Cuando un transformador pasa las pruebas de aceptación en fábrica, su condición de aislamiento está en su estado óptimo. Posteriormente, la condición de aislamiento tiende a deteriorarse, y la fase de instalación puede ser un período crítico para una degradación repentina. En casos extremos, la resistencia dieléctrica puede disminuir hasta el punto de falla, lo que lleva a la quema de las bobinas inmediatamente después de la energización. En circunstancias normales, una mala calidad de instalación deja defectos latentes de diferentes grados. Por lo tanto, mantener y restaurar la condición de aislamiento a su estado original de fábrica debe ser el objetivo principal del proceso de instalación. La diferencia entre la condición de aislamiento después de la instalación y la de fábrica sirve como un indicador clave para evaluar la calidad del trabajo de instalación.
Para mantener y restaurar la integridad del aislamiento, es esencial prevenir la contaminación y mantener la limpieza. Los contaminantes pueden clasificarse en tres tipos: impurezas sólidas, impurezas líquidas e impurezas gaseosas.
Impurezas Sólidas: Todos los componentes a instalar deben limpiarse a fondo. La limpieza debe continuar hasta que se limpie con un paño blanco sin pelusa, sin mostrar decoloración o partículas visibles.
Impurezas Líquidas y Gaseosas (principalmente humedad): El método más efectivo es el tratamiento al vacío, que consta de dos procedimientos principales:
(1) Secado al Vacío y Desgaseificación:
Después de instalar todos los accesorios, instale una placa de cierre en el flanco del lado del relé de gas del tanque. Abra todas las válvulas que conectan los accesorios con el cuerpo principal para que todos los componentes (incluyendo los enfriadores), excepto el conservador y el relé de gas, se evacúen junto con el tanque principal.
Instale una válvula de vacío o una válvula de parada estándar en la entrada de aceite en la parte superior del tanque.
Antes de evacuar el tanque, realice una prueba de vacío solo en la tubería para verificar el nivel de vacío realizable por el sistema de vacío. Si el vacío supera 10 Pa, busque fugas en la tubería o revise la bomba de vacío.
Monitoree continuamente el tanque en busca de fugas durante la evacuación.
Una vez que la bomba de vacío alcance el vacío máximo posible (no superior a 133.3 Pa), mantenga la bomba funcionando para mantener este nivel de vacío. La bomba de vacío debe operar continuamente durante no menos de 24 horas.
(2) Llenado de Aceite al Vacío:
Continúe operando la bomba de vacío durante el llenado de aceite. Mantenga todas las válvulas abiertas como durante la evacuación para que todos los componentes y accesorios se llenen simultáneamente con el tanque principal.
Use un purificador de aceite al vacío. El aceite debe inyectarse a través de la válvula de entrada de aceite inferior del tanque, permitiendo que el aceite fluya desde fuera de las bobinas hacia adentro, minimizando la tensión en las barreras.
Cuando el nivel de aceite esté aproximadamente 200-300 mm por debajo de la tapa del tanque, cierre la válvula de vacío y detenga la evacuación, pero continúe con el llenado de aceite con el purificador de aceite al vacío.
Para transformadores sin cambiadores de toma bajo carga (OLTC), el llenado puede continuar hasta que el nivel de aceite se acerque a la placa de cierre del relé de gas antes de detener el purificador de aceite.
Para transformadores equipados con OLTC, detenga el purificador de aceite tan pronto como se llene el cilindro aislante del selector de tomas, para permitir la desconexión del interruptor del tanque.
En todos los casos, llene el tanque lo más completamente posible para minimizar el volumen de aire residual. Al romper el vacío y completar el llenado de aceite, solo una pequeña cantidad de aire entra en el espacio superior. Este aire será expulsado al conservador y no afectará adversamente el aislamiento del núcleo.
Debe enfatizarse que la clave está en el correcto llenado de aceite al vacío; no se debe depender en gran medida de la circulación de aceite caliente posterior. Durante la circulación de aceite caliente, solo la humedad que ha migrado desde el aislamiento de papel al aceite puede ser eliminada por el purificador de aceite al vacío. Sin embargo, la humedad ya absorbida en el papel es difícil de liberar de nuevo al aceite, y el equilibrio entre la humedad del aceite y el papel es muy lento.
2. Problemas de Fugas de Aceite
Las fugas de aceite son un problema común y prominente en los transformadores. Las causas son numerosas, con defectos de diseño y fabricación siendo factores significativos (por ejemplo, diseño de sellado inadecuado, mecanizado deficiente o calidad de soldadura insuficiente). Los errores de instalación en el sitio y el trabajo descuidado también contribuyen significativamente (por ejemplo, limpieza inadecuada de las superficies de los flancos, presencia de aceite, óxido, salpicaduras de soldadura; juntas viejas con elasticidad perdida; superficies de flancos mal alineadas no corregidas).
Resolver las fugas de aceite requiere un trabajo meticuloso:
Antes de la instalación, realice pruebas de sellado a presión en los enfriadores, conservadores, elevadores y purificadores de aceite, y repare inmediatamente cualquier parte que fuga.
Inspeccione cuidadosamente y prepare todas las superficies de sellado de los flancos. Cualquier desalineación durante el levantamiento debe corregirse antes de la instalación; en casos graves, debe abordarse conjuntamente con el fabricante.
Después de la instalación, realice una prueba de sellado general: aplique una presión de no más de 0.03 MPa en la tapa del tanque durante 24 horas, sin permitir fugas de aceite.
3. Prueba de Descarga Parcial
Una prueba de descarga parcial (PD) se refiere a una prueba de resistencia a la tensión inducida con capacidad de medición de PD. Según GB 50150-91:
Se recomiendan pruebas de descarga parcial para transformadores de 500 kV.
Para transformadores de 220 kV y 330 kV, se recomiendan pruebas de PD si hay equipo de prueba disponible.
Aunque la tensión de prueba para las pruebas de PD es menor que la de las pruebas de tensión inducida estándar, la duración se extiende más de 60 veces. Combinado con instrumentos sensibles que monitorean el desarrollo de la descarga interna, el potencial destructivo es controlable. Así, las pruebas de PD combinan características de pruebas no destructivas y destructivas, detectando eficazmente defectos de aislamiento. Como resultado, han ganado popularidad rápidamente. La mayoría de los propietarios de proyectos ahora realizan pruebas de PD en transformadores recién instalados o revisados, logrando beneficios significativos: detección temprana de defectos de instalación, identificación de rendimiento inestable de PD en fábrica y asegurando la energización inicial exitosa.
4. Prueba de Cierre Impulsivo a Tensión Nominal
La prueba de cierre impulsivo a tensión nominal tiene como objetivo principal verificar si la corriente de magnetización generada durante la energización hará que opere la protección diferencial del transformador. No está diseñada para probar la resistencia aislante del transformador.
De hecho, durante la prueba de cierre impulsivo, aparte de la monitorización de la protección de relés, no hay instrumentos para detectar posibles sobretensiones, y no se registra ningún dato medible. Por lo tanto, desde la perspectiva de la evaluación del aislamiento, la prueba carece de valor concluyente y es esencialmente insignificante.
Dicho esto, se han producido fallos de aislamiento en transformadores durante las pruebas de cierre impulsivo—generalmente debido a defectos graves preexistentes que se manifiestan inmediatamente después de la energización. Por otro lado, hay numerosos casos en los que los transformadores pasaron cinco cierres impulsivos sin problemas, pero fallaron (se quemaron) dentro de minutos a días después de la puesta en marcha.
5. Evaluación de la Condición de Aislamiento
La evaluación de la condición de aislamiento incluye la medición de la resistencia de aislamiento, la relación de absorción, el índice de polarización, la corriente de fuga directa y la tangente de la pérdida dieléctrica (tan δ).
Después de la instalación, la condición de aislamiento del transformador puede haberse deteriorado en diversos grados en comparación con las condiciones de fábrica, y los métodos de medición en el sitio y en la fábrica pueden diferir. Por lo tanto, al comparar los resultados de las pruebas de puesta en servicio con los datos de fábrica, se requiere un análisis integral para hacer juicios precisos. Estos resultados también deberían servir como referencia para futuras pruebas preventivas.
Es especialmente importante tener en cuenta: cuando la resistencia de aislamiento es muy alta, la relación de absorción puede disminuir. En tales casos, una relación de absorción inferior a 1.3 no debe atribuirse automáticamente a la humedad en el aislamiento.
