Cómo Mantener Transformadores con Cambio de Relación Bajo Carga y Cambiadores de Relación

La mayoría de los cambiadores de tomas adoptan una estructura combinada resistiva, y su construcción general se puede dividir en tres partes: la sección de control, la sección del mecanismo de accionamiento y la sección de conmutación. Los cambiadores de tomas bajo carga desempeñan un papel importante en mejorar el cumplimiento de tensión de los sistemas de suministro eléctrico. Actualmente, para las redes de nivel de condado alimentadas por grandes redes de transmisión, la regulación de tensión se logra principalmente a través de transformadores con cambiadores de tomas bajo carga. Esto coloca la operación y mantenimiento de los transformadores con cambiadores de tomas bajo carga y sus cambiadores de tomas en una posición de importancia crítica.

1. Contenido y Requisitos de Mantenimiento

(1) Antes de poner en servicio un cambiador de tomas bajo carga, inspeccione el conservador de aceite: el nivel de aceite debe ser normal, sin fugas de aceite, y el gabinete de control debe estar bien protegido contra la humedad. Oprima manualmente un ciclo completo (es decir, suba y baje a través de todas las posiciones). El indicador de posición de toma y el contador deben funcionar correctamente, los interbloqueos de posición límite deben ser confiables, y el interbloqueo entre el control manual y el eléctrico también debe funcionar de manera confiable.

(2) La protección Buchholz para el cambiador de tomas bajo carga debe configurarse de tal manera que el gas pesado active el salto y el gas ligero emita una alarma, lo mismo que los requisitos de protección Buchholz para el cuerpo principal del transformador. El relé Buchholz del transformador principal se conoce comúnmente como el "Buchholz grande", mientras que el relé del cambiador de tomas bajo carga se llama el "Buchholz pequeño". El relé Buchholz debe instalarse en un lugar que permita el escape seguro y conveniente del gas durante la operación. Para los cambiadores de tomas bajo carga recién puestos en servicio, si se acumula gas en la cámara del relé, el personal de operaciones debe ventilarlo según sea necesario.

(3) El sistema de control eléctrico del cambiador de tomas bajo carga debe funcionar con precisión y confiabilidad, con todas las conexiones de terminales seguras. El motor de accionamiento debe girar en la dirección correcta, y la calificación del fusible debe establecerse en 2 a 2.5 veces la corriente nominal del motor.

(4) El circuito de control del cambiador de tomas bajo carga, incluyendo los botones de operación eléctrica instalados en el panel de control y aquellos en la caja de control del cambiador de tomas montada en el transformador, debe estar en buen estado. Las luces indicadoras de energía y los indicadores de posición de toma deben funcionar correctamente, y los interbloqueos eléctricos de posición límite deben ser confiables.

(5) El circuito de control eléctrico del cambiador de tomas bajo carga debe incluir un dispositivo de interbloqueo de corriente, ajustado a 1.2 veces la corriente nominal del transformador principal. El coeficiente de retorno del relé de corriente debe ser ≥0.9. Cuando se utiliza la regulación automática de tensión, el panel de control del transformador principal debe estar equipado con un contador de operaciones, y la función de bloqueo de desconexión de tensión secundaria del regulador automático de tensión debe funcionar correctamente y de manera confiable.

(6) Después de una nueva instalación o gran reparación, el cambiador de tomas bajo carga debe someterse a un ciclo completo de pruebas bajo condiciones de transformador sin carga, operado de forma remota a través de los botones de la sala de control principal y manualmente en el sitio del transformador. Solo después de confirmar la posición de toma y las indicaciones de tensión correctas, y verificar los interbloqueos eléctricos confiables en las posiciones límite, se debe ajustar la posición de toma a la configuración requerida por la despacho para la operación con carga, con un monitoreo reforzado posteriormente.

(7) Los operadores deben realizar operaciones de cambio de tomas automáticas de acuerdo con la curva de tensión y las señales emitidas por la despacho. Después de cada operación, observe y registre cuidadosamente los cambios en la posición de toma, tensión y corriente (cada ajuste de un solo paso cuenta como una operación).

(8) Cuando dos transformadores con cambiadores de tomas bajo carga operan en paralelo, las operaciones de cambio de tomas solo están permitidas cuando la corriente de carga no excede el 85% de la corriente nominal del transformador. No se deben realizar dos cambios de tomas consecutivos en un solo transformador; después de completar un cambio de tomas en una unidad, luego realícelo en la otra. Antes de conectar en paralelo un transformador con cambiador de tomas bajo carga con un transformador con cambiador de tomas sin carga (fuera de circuito), la posición de toma de la unidad bajo carga debe ajustarse para coincidir o aproximarse estrechamente a la de la unidad fuera de circuito, asegurando tensiones secundarias prácticamente idénticas. Una vez conectados en paralelo, las operaciones de cambio de tomas están estrictamente prohibidas.

(9) Al operar el cambiador de tomas bajo carga, los operadores deben seguir los protocolos de inspección y observar el relé Buchholz antes y después de la operación en busca de burbujas de gas.

(10) Si el relé "Buchholz pequeño" emite una señal durante la operación, o cuando se cambia el aceite en el tanque del cambiador de tomas, las operaciones de cambio de tomas están prohibidas, y se debe abrir el interruptor de aislamiento de energía.

(11) Durante la operación, la protección de gas pesado del relé Buchholz del cambiador de tomas bajo carga debe estar conectada para activar el salto. Si el relé de gas ligero opera con frecuencia, los operadores deben registrar los eventos, informar a la despacho, detener todas las operaciones, analizar la causa y abordar el problema de inmediato.

(12) Monitoreo y intervalos de inspección de la calidad del aceite para los cambiadores de tomas bajo carga:

• Durante la operación, se debe tomar una muestra de aceite cada 6 meses para realizar pruebas de resistencia dieléctrica. El voltaje de ruptura no debe ser inferior a 30 kV/2.5 mm. Si el voltaje de ruptura está entre 25–30 kV/2.5 mm, se debe deshabilitar la regulación automática de tensión. Si cae por debajo de 25 kV/2.5 mm, las operaciones de cambio de tomas deben detenerse de inmediato, y se debe programar el reemplazo del aceite. El aceite también debe reemplazarse después de 2–4 años de servicio o después de 5,000 operaciones de conmutación.

• Inspección del núcleo (levantar el núcleo del cambiador de tomas): Realizar después de un año de servicio nuevo o después de 5,000 operaciones; o después de 3–4 años de operación o 10,000–20,000 operaciones acumulativas. Para equipos importados, siga las recomendaciones del fabricante, preferiblemente coordinando con la gran reparación del transformador principal.

(13) Durante la inspección del núcleo del cambiador de tomas bajo carga, se debe medir la resistencia de transición y verificar que coincida con el valor especificado por el fabricante.

(14) Si se produce un "paso continuo" (es decir, una operación causa movimiento a través de más de una posición de toma, comúnmente llamado "deslizamiento") durante la operación eléctrica, presione inmediatamente el botón de "salto de emergencia" en el panel de control del transformador principal una vez que aparezca la segunda posición de toma en el indicador, para cortar la alimentación al motor de accionamiento. Luego, ajuste manualmente en la caja de control local a la posición de toma correcta y notifique al personal de mantenimiento para una reparación rápida.

(15) Cuando el voltaje es demasiado bajo o demasiado alto y se necesitan múltiples ajustes de tomas, realice un ajuste a la vez: presione el botón "n+1" o "n-1" una vez, espere al menos 1 minuto hasta que aparezca el nuevo número de toma en el indicador, luego presione de nuevo. Repita este proceso secuencialmente hasta alcanzar el voltaje objetivo.

2. Problemas Existentes y Recomendaciones

Basándonos en nuestra experiencia operativa, los siguientes problemas con los cambiadores de tomas bajo carga requieren atención y resolución, junto con las siguientes recomendaciones:

(1) El relé "pequeño Buchholz" de los cambiadores de tomas bajo carga tiende a filtrar aceite, un problema que merece atención. Debe abordarse antes de la instalación, y durante la operación, los empacadores de sellado deben reemplazarse según sea necesario.

(2) En subestaciones atendidas durante la fase inicial de operación de transformadores con cambio de tomas bajo carga, se debe evitar inicialmente la regulación automática de voltaje; se prefiere la regulación manual. Solo después de un período de operación estable sin problemas se debe considerar la regulación automática.

(3) En subestaciones no atendidas, la regulación automática de voltaje puede implementarse mediante un controlador automático instalado en la subestación o a través de un ajuste remoto ("teleajuste") por parte de los operadores de despacho. Si la red tiene relativamente pocos transformadores con cambio de tomas bajo carga, y para prolongar la vida útil del cambiador de tomas minimizando operaciones innecesarias, lo último (control remoto por despacho) es preferible. Sin embargo, si el número de tales transformadores es grande, las fluctuaciones de voltaje son frecuentes y significativas, y se debe reducir la carga de trabajo del operador, entonces la instalación de controladores automáticos locales es más adecuada.

(4) En subestaciones más antiguas que se modernizan posteriormente, incluso si no hay espacio en los paneles de control o protección del transformador principal para instalar la protección "pequeño Buchholz", esta protección no debe omitirse. De hecho, el relé "pequeño Buchholz" sirve como la protección primaria contra fallas internas en el tanque de aceite del cambiador de tomas, y su importancia no debe subestimarse.

(5) Para prolongar la vida útil del cambiador de tomas, el número de operaciones debe minimizarse tanto como sea posible. Las posiciones de toma deben preestablecerse basándose en patrones históricos de variación de voltaje y rangos de voltaje aceptables.