Como manexar fallos no transformador

Felix Spark

Campo: Fallo e mantemento

China

Fallos comúns nos transformadores e os seus métodos de manejo.

1. Sobrecalentamento do transformador

O sobrecalentamento é extremadamente prejudicial para os transformadores. A maioría dos fallos na aislación dos transformadores son causados polo sobrecalentamento. O aumento da temperatura reduz a resistencia dieléctrica e mecánica dos materiais de aislación. O IEC 354, Guía de Carga para Transformadores, indica que cando a temperatura do punto máis quente dun transformador alcanza os 140°C, formaránse burbujas no óleo. Estas burbujas poden reducir o rendemento da aislación ou provocar un flashover, levando ao dano do transformador.

O sobrecalentamento afecta en gran medida a vida útil dos transformadores. Segundo a regra dos 6°C dos transformadores, dentro do rango de temperaturas de 80–140°C, por cada aumento de 6°C na temperatura, a taxa na que se reduce a vida útil efectiva da aislación do transformador duplica. O estándar nacional GB1094 tamén especifica que o límite de aumento de temperatura medio das bobinas para transformadores de óleo mergullado é de 65K, o aumento de temperatura do óleo superior é de 55K, e o núcleo e o tanque é de 80K.

O sobrecalentamento do transformador maniféstase principalmente como un aumento anómalo da temperatura do óleo. As posibles causas principais inclúen: (1) sobrecarga do transformador; (2) fallo do sistema de refrigeración (ou compromiso incompleto do sistema de refrigeración); (3) fallo interno do transformador; (4) indicación incorrecta do dispositivo de medición de temperatura.

Cando se detecta un aumento anómalo da temperatura do óleo do transformador, deben revisarse as posibles causas mencionadas de forma secuencial para facer un xuízo exacto. Os puntos clave de inspección e manejo son os seguintes:

(1) Se os instrumentos de operación indican que o transformador está sobrecargado, e os termómetros das tres fases nun banco de transformadores monofásicos mostran lecturas basicamente consistentes (con posible desvío de poucos graos), e o transformador e o sistema de refrigeración están funcionando normalmente, o aumento de temperatura probablemente é causado pola sobrecarga. Neste caso, debe intensificarse a monitorización do transformador (carga, temperatura, estado de funcionamento), informar inmediatamente ao departamento de despacho superior e recomendar a transferencia de carga para reducir a magnitude e duración da sobrecarga.

(2) Se o aumento de temperatura é debido a un compromiso incompleto do sistema de refrigeración, o sistema debe activarse inmediatamente. Se o sistema de refrigeración fallou, a causa debe identificarse rapidamente e abordarse inmediatamente. Se o fallo non pode resolverse de forma rápida, a temperatura e a carga do transformador deben ser monitorizadas de cerca, informando continuamente ao departamento de despacho e á xestión de produción, reducindo a carga do transformador e operando o transformador segundo o valor de carga correspondente que coincide coa capacidade de refrigeración nas condicións actuais de refrigeración.

(3) Se o dispositivo de medición de temperatura remoto emite unha sinal de alarma de alta temperatura con un valor indicado moi alto, pero o termómetro local mostra lecturas normais e non hai outras señales de fallo no transformador, a alarma pode ser unha sinal falsa debido a un fallo no circuito de medición de temperatura remota. Estes fallos poden corrixirse en un momento oportuno.

(4) Se nun banco de transformadores trifásico, a temperatura do óleo dunha fase aumenta significativamente máis que a súa temperatura histórica ba mesma carga e condicións de refrigeración, e o sistema de refrigeración e o termómetro están normais, o sobrecalentamento pode ser causado por un fallo interno no transformador. Debe notificar inmediatamente ao persoal profesional para tomar unha mostra de óleo para análise cromatográfica para identificar adicionalmente o fallo. Se a análise cromatográfica indica un fallo interno, ou se a temperatura do óleo continua aumentando ba mesma carga e condicións de refrigeración, o transformador debe sacarse de servizo segundo as regulacións no lugar.

2. Fallo do sistema de refrigeración

O sistema de refrigeración axuda a disipar o calor das bobinas e do núcleo a través do óleo do transformador. Todos os transformadores principais de 500kV usan circulación forzada de óleo con refrigeración forzada por aire. Que o sistema de refrigeración estea funcionando normalmente é unha condición crítica para a operación normal do transformador. O fallo do equipo de refrigeración é un fallo común nos transformadores. Cando o equipo de refrigeración falla, a temperatura de funcionamento do transformador aumenta rapidamente, e a perda de vida útil da aislación aumenta en gran medida.

Durante o fallo do equipo de refrigeración, os operadores deben monitorizar de cerca a temperatura e a carga do transformador, informar continuamente ao departamento de despacho e aos supervisores de operación. Se a carga do transformador excede o límite especificado ba condicións de refrigeración defectuosas, debe solicitar a reducción da carga segundo as regulacións no lugar.

Debe terse en conta que durante o aumento da temperatura do óleo, o núcleo e as bobinas aquecen máis rápido que o óleo. A temperatura do óleo pode parecer aumentar só ligeramente, pero as temperaturas do núcleo e das bobinas poden estar xa moi altas. Especialmente cando fallan as bombas de óleo, o aumento de temperatura das bobinas respecto ao óleo supera en gran medida o valor normal especificado na placa de características. A temperatura do óleo pode parecer aumentar só ligeramente ou non de forma apreciable, mentres que as temperaturas do núcleo e das bobinas poden superar xa de lonxe os límites permitidos.

Máis tarde, a medida que a temperatura do óleo aumenta gradualmente, as temperaturas do núcleo e das bobinas continuarán aumentando a valores aínda maiores, mantendo un determinado aumento de temperatura sobre o óleo ba carga e condicións de refrigeración dadas. Polo tanto, cando o equipo de refrigeración falla, non só deben observarse as temperaturas do óleo e das bobinas, senón que tamén deben seguirse a capacidade e tempo de funcionamento permitidos do transformador ba interrupción do sistema de refrigeración, como especifiquen o fabricante e as regulacións no lugar. Tamén deben monitorizarse outros cambios operativos para avaliar comprehensivamente o estado de funcionamento do transformador.

Para comprobar o fallo do equipo de refrigeración, débese determinar o alcance da interrupción (ventilador individual ou bomba de óleo parado, grupo enteiro parado, monofásico ou trifásico parado), consultar o diagrama de control do sistema de refrigeración para localizar o punto de fallo, e minimizar o tempo de interrupción do equipo de refrigeración.

Se un ventilador ou bomba de óleo individual falla mentres que os demais funcionan normalmente, as posibles causas inclúen:

Unha fase da alimentación trifásica ao ventilador ou bomba de óleo está cortada (fusible fundido, contacto deficiente ou cable roto), causando un aumento da corrente do motor, actuación do relé térmico ou corte de alimentación, ou queimadura do motor;
Fallo no coxín ou na mecánica do ventilador ou bomba de óleo;
Fallo no relé de control correspondiente, contactor ou outros componentes no circuito de control do ventilador ou bomba de óleo, ou ruptura do circuito (por exemplo, terminal suelta, contacto deficiente);
Configuración do relé térmico demasiado baixa, causando unha actuación falsa.

Se a causa é un fallo na alimentación ou no circuito, o cable roto debe repararse rapidamente, os fusibles deben substituírse e a alimentación e o circuito deben restaurarse. Se o relé de control está danado, debe substituírse por un de repuxo. Se o ventilador ou bomba de óleo está danado, debe solicitarse inmediatamente a manutención.

Se un grupo (ou varios) de ventiladores ou bombas de óleo paran simultaneamente, a causa probable é un fallo na alimentación a ese grupo, fusible fundido, actuación do relé térmico ou relé de control danado. Debe engadirse inmediatamente o ventilador ou bomba de óleo de repuxo, e logo restaurar o fallo.

Se todos os ventiladores ou bombas de óleo dun transformador principal paran, debe ser debido a un fallo na alimentación principal a unha ou todas as tres fases do sistema de refrigeración. Neste caso, debe comprobarse se a alimentación de repuxo se engadiu automaticamente. Se non, debe engadirse manualmente a alimentación de repuxo rapidamente, identificar a causa do fallo e eliminála.

Ao manexar fallos de alimentación e restaurar a alimentación, preste atención ao seguinte:

Ao substituír os fusibles, primeiro abra o interruptor de potencia e lado de carga do circuito. Durante a substitución de fusibles en directo, cando se instale a segunda fase, o motor trifásico recibe alimentación de dúas fases, xerando unha corrente grande que pode fundir o fusible instalado recentemente.
Use fusibles coas especificacións e capacidade que coincidan co deseño.
Ao restaurar a alimentación e reiniciar o equipo de refrigeración, trate de iniciar en etapas ou grupos o máis posible para evitar a arranque simultáneo de todos os ventiladores e bombas de óleo, que pode causar un pico de corrente e fundir os fusibles de novo.
Despois de restaurar a alimentación trifásica, se os ventiladores ou bombas de óleo aínda non arrancan, pode ser porque o relé térmico non se reiniciou. Reinicie o relé térmico. Se non existe ningún fallo no equipo de refrigeración, debe reiniciar normalmente.