Signos de falla de los transformadores de potencia durante la operación.

Sobrecalentamiento del transformador

Sobrecarga del transformador.

Es necesario verificar la carga en el transformador. Para transformadores de carga constante, la sobrecarga se puede configurar con amperímetros, para transformadores con una curva de carga desigual, tomando un programa de corriente diario.

También se debe tener en cuenta que los transformadores permiten sobrecargas normales, dependiendo de la curva de carga, la temperatura ambiente y la subcarga de verano. Además, se permiten las sobrecargas de emergencia de los transformadores, independientemente de la carga anterior y de la temperatura del medio refrigerante.

Los aumentos de temperatura permisibles de las partes individuales del transformador y del aceite por encima de la temperatura del medio refrigerante, el aire o el agua no deben exceder los valores estándar. Si estas medidas no dan el efecto deseado, es necesario descargar el transformador conectando otro transformador para operación en paralelo o desconectando consumidores menos críticos.

Alta temperatura ambiente para transformadores. Es necesario medir la temperatura del aire en la sala del transformador a una distancia de 1,5 a 2 m del tanque del transformador en el centro de su altura. Si esta temperatura es más de 8-10 °C superior a la temperatura del aire exterior, es necesario mejorar la ventilación de la sala del transformador.

Bajo nivel de aceite en el transformador. En este caso, la parte expuesta de la bobina y el acero activo se sobrecalientan mucho; Después de asegurarse de que no haya fugas de aceite del tanque, es necesario agregar aceite hasta el nivel normal.

Fallas internas del transformador: cortocircuitos entre espiras, fases; la formación de un cortocircuito debido al daño del aislamiento de los pernos (espárragos) que aprietan el acero activo del transformador; cortocircuitos entre las chapas de acero activas del transformador.

Todas estas desventajas para pequeños cortocircuitos, a pesar de la alta temperatura local, no siempre dan un aumento notable en la temperatura general del aceite, y el desarrollo de estas fallas conduce a un rápido aumento de la temperatura del aceite.

Zumbido inusual en el transformador

La presión sobre el circuito magnético laminado del transformador se debilita. Los pernos de sujeción deben estar apretados.

La ruptura de empalme en el circuito magnético frontal del transformador está rota. Bajo la influencia de las vibraciones del circuito magnético, el apriete de los pernos verticales que sujetan las varillas con yugos debilitados cambió los espacios en las juntas, lo que provocó un mayor zumbido. Es necesario suprimir el núcleo magnético reemplazando los sellos en las uniones superior e inferior de las láminas del núcleo magnético.

Las láminas exteriores del circuito magnético del transformador vibran. Es necesario acuñar las hojas con cartón eléctrico.

Pernos sueltos que aseguran la cubierta del transformador y otras partes. Compruebe el apriete de todos los tornillos.

El transformador está sobrecargado o la carga de fase está significativamente desequilibrada. Es necesario eliminar la sobrecarga del transformador o reducir el desequilibrio de carga de los consumidores.

Se producen cortocircuitos entre fases y espiras. La bobina necesita ser reparada.

El transformador funciona con sobretensión. Es necesario configurar el interruptor de voltaje (si está presente) en la posición correspondiente al aumento de voltaje.

Envío dentro del transformador

Superposición (pero no ruptura) entre devanados o derivaciones a la caja debido a sobretensiones. La bobina debe ser revisada y reparada.

Interrupción de puesta a tierra. Como usted sabe, el acero activo y todas las demás partes del circuito magnético en un transformador están conectadas a tierra para drenar a tierra las cargas estáticas que aparecen en estas partes, porque la bobina y las partes metálicas del circuito magnético son esencialmente las placas de un condensador.

Cuando se interrumpe la tierra, pueden ocurrir descargas en el devanado o sus derivaciones a la caja, lo que se percibe como grietas en el interior del transformador.

Necesidad de recuperación toma de tierra al nivel en el que fue realizado por el fabricante: conecte la tierra en los mismos puntos y del mismo lado del transformador, es decir, del lado de las terminales del devanado de baja tensión. Sin embargo, si la puesta a tierra se restablece incorrectamente, pueden ocurrir cortocircuitos en el transformador, en los que pueden ocurrir corrientes circulantes.

Romper los devanados del transformador y romperlos.

Desglose de los devanados a la caja entre devanados de alta y baja tensión o entre fases.

Causas de daño a los devanados del transformador:

a) existan sobretensiones asociadas a tormentas eléctricas, procesos de emergencia o procesos de conmutación;

b) la calidad del aceite se ha deteriorado drásticamente (humedad, contaminación, etc.);

c) el nivel de aceite ha bajado;

d) el aislamiento ha sufrido un desgaste natural (envejecimiento);

e) con cortocircuitos externos, así como con cortocircuitos en el interior del transformador, esfuerzos electrodinámicos.

Cabe recalcar que las sobretensiones no pueden causar roturas de aislamiento, solo solapamientos entre devanados, fases o entre el devanado y la carcasa del transformador. Como resultado de la superposición, generalmente solo se derrite la superficie de algunas vueltas y aparece hollín en las vueltas adyacentes, pero no hay una conexión completa entre las vueltas, las fases o entre el devanado y la caja del transformador.

La ruptura del aislamiento del devanado del transformador se puede detectar con un megóhmetro. Sin embargo, en algunos casos, cuando aparecen puntos desnudos en forma de puntos (punto de descarga) como resultado de una sobretensión en los devanados, el defecto solo puede detectarse probando el transformador con una tensión aplicada o inducida. Es necesario reparar el devanado y, si es necesario, cambiar el aceite del transformador.

Roturas en los devanados del transformador. Como consecuencia de una rotura o mal contacto, parte del cable se derrite o se quema. Una falla se detecta por la liberación de gas combustible en el relé de gas y la operación del relé de señal o de disparo.

Causas de roturas en los devanados del transformador:

a) bobina mal soldada;

b) hubo daños en los cables que conectan los extremos de las bobinas a los terminales;

c) durante un cortocircuito, se desarrollan fuerzas electrodinámicas dentro y fuera del transformador. Un abierto se puede detectar leyendo amperímetros o usando un megóhmetro.

Al conectar en triángulo los devanados del transformador, la fase de circuito abierto se detecta desconectando el devanado en un punto y probando cada fase del transformador por separado. La fractura ocurre con mayor frecuencia en lugares donde el anillo está doblado debajo del perno.

La bobina necesita ser reparada.

Para evitar la repetición de la interrupción de las tomas del devanado del transformador, una toma hecha de alambre redondo debe reemplazarse por una conexión flexible: un amortiguador que consiste en un conjunto de tiras delgadas de cobre con una sección transversal igual a la sección transversal del alambre.

Protección de gas del transformador

La protección de gas contra daños internos o funcionamiento anormal del transformador, dependiendo de la intensidad de la formación de gas, se activa mediante una señal o mediante un apagado, o ambos simultáneamente.

La protección de gas se activa mediante una señal.

Razones para desconectar la protección de gas del transformador:

a) hubo algún daño interno en el transformador, lo que resultó en una leve gasificación;

b) al llenar o limpiar aceite, entró aire en el transformador;

c) el nivel de aceite desciende lentamente debido a una disminución de la temperatura ambiente o debido a una fuga de aceite del tanque.

Se ha disparado la protección de gas del transformador para señal y disparo o solo disparo.Esto se debe a daños internos en el transformador y otras causas acompañadas de una fuerte formación de gases:

a) hubo un cortocircuito entre las vueltas del devanado primario o secundario del transformador. Este daño puede ser causado por un aislamiento insuficiente de las juntas de transición, ruptura del aislamiento de las espiras durante la prueba de presión o por rupturas en el cobre de la bobina, daños mecánicos en el aislamiento, desgaste natural, sobretensiones, fuerzas electrodinámicas durante cortocircuitos, bobina exposición debido a la reducción en el nivel de aceite.

Una gran corriente fluye a través de las espiras en cortocircuito y la corriente de fase solo puede aumentar ligeramente; el aislamiento de los giros se quema rápidamente, los giros mismos pueden quemarse y es posible la destrucción de los giros vecinos. En su desarrollo, el accidente puede convertirse en un cortocircuito fase-fase.

Si el número de circuitos cerrados es significativo, en un corto período de tiempo el aceite se calienta mucho y puede hervir. En ausencia de un relé de gas, el aceite y el humo pueden ser expulsados ​​a través del tapón de seguridad del expansor.

Un cortocircuito entre espiras va acompañado no sólo de un calentamiento anormal del aceite y de un cierto aumento de corriente en el lado de alimentación, sino también de una disminución de la resistencia de la fase en la que se ha producido el cortocircuito;

b) se ha producido un cortocircuito fase a fase, causado por las mismas causas que la rotura del aislamiento y procediendo de forma violenta. En este caso, el aceite puede descargarse del expansor o a través de la membrana del tubo de seguridad, que se instala en transformadores con una capacidad de 1000 kVA y más;

c) se ha producido un cortocircuito por fallo de aislamiento de los tornillos que sujetan el acero activo del transformador. El cortocircuito se calienta mucho y hace que el aceite se sobrecaliente. El perno y las láminas de acero activas cercanas pueden destruirse. En transformadores con circuitos magnéticos frontales, puede ocurrir un cortocircuito en contacto con los yugos de las almohadillas que presionan las varillas;

d) se produjo un cortocircuito entre las láminas de acero activo debido a una ruptura del aislamiento entre las láminas como resultado del desgaste natural (envejecimiento) del aislamiento. Significativo corrientes de Foucault contribuir a un gran sobrecalentamiento local del acero activo, que con el tiempo puede provocar la quema local del acero (fuego en el hierro). En los circuitos magnéticos frontales, puede ocurrir un fuerte calentamiento de las uniones por corrientes de Foucault debido al daño de los sellos en ellos;

e) el nivel de aceite en el transformador ha descendido significativamente o el aire se separa intensamente del aceite debido a un enfriamiento repentino o después de una reparación (llenado con aceite nuevo, limpieza con una centrífuga, etc.).

Cabe destacar que en la práctica también se han dado casos de falso funcionamiento de la protección de gas por mal funcionamiento de los circuitos secundarios de conmutación de la protección. Por ejemplo, el funcionamiento de la protección de gas de un transformador puede ser causado por varias razones. Por lo tanto, antes de proceder con la solución de problemas, es necesario establecer con precisión el motivo que hizo que la protección de gas funcionara. Para hacer esto, es necesario averiguar cuál de las protecciones (relé) funcionó, realizar un estudio de los gases acumulados en el relé de gas y determinar su inflamabilidad, color, cantidad y composición química.

La inflamabilidad del gas indica daño interno. Si los gases son incoloros y no se queman, entonces el motivo de la acción del relé es el aire liberado por el aceite.El color del gas emitido permite evaluar la naturaleza del daño; el color blanco grisáceo indica daño al papel o cartón, amarillo - madera, negro - aceite. Pero como el color del gas puede desaparecer después de un tiempo, su color debe determinarse tan pronto como aparezca. Una caída en el punto de inflamación del aceite también indica daño interno. Si el motivo de la operación de la protección de gas es la liberación de aire, entonces debe liberarse del relé. Cuando el nivel baja, se debe rellenar el aceite, apagar la protección de gas de la acción de frenado.

Si la bobina está dañada, es necesario encontrar la ubicación del daño y realizar las reparaciones adecuadas. Para ello es necesario abrir el transformador y quitar el núcleo. Se pueden encontrar vueltas de devanado en cortocircuito cuando el transformador se cambia del lado de bajo voltaje al lado vivo. El cortocircuito estará muy caliente y saldrá humo de la bobina. De esta manera, se pueden encontrar otros cortocircuitos.

Se pueden encontrar puntos dañados en el acero activo cuando el transformador está funcionando al ralentí (con el núcleo extraído). Estos lugares serán muy calientes. En esta prueba, el voltaje se aplica a la bobina de bajo voltaje y se incrementa desde cero; el devanado de alta tensión debe pre-desconectarse en varios lugares para evitar daños al devanado (por falta de aceite).

El cortocircuito entre las láminas del acero activo del transformador y su fusión debe eliminarse recargando la parte dañada del circuito magnético con sustitución del aislamiento entre láminas. El aislamiento dañado en las uniones del circuito magnético se reemplaza por uno nuevo, que consiste en láminas de asbesto con un espesor de 0,8 a 1 mm, impregnadas con barniz de glifo. Se coloca papel de cable con un grosor de 0,07-0,1 mm en la parte superior e inferior.

Voltaje secundario del transformador anormal

El voltaje primario del transformador es el mismo y el voltaje secundario es el mismo sin carga, pero varía mucho con carga.

Razones:

a) mal contacto al conectar un terminal o dentro del devanado de una fase;

b) romper el devanado primario de un transformador tipo varilla conectado según el esquema triángulo-estrella o triángulo-triángulo.

Los voltajes primarios del transformador son los mismos y los voltajes secundarios no son los mismos sin carga y con carga.

Razones:

a) el inicio y el final del devanado de una fase del devanado secundario se confunden cuando están conectados en estrella;

b) abierto en el devanado primario de un transformador conectado estrella-estrella. En este caso, los voltajes secundarios de las tres líneas no son cero;

c) abierto en el devanado secundario del transformador cuando se conecta según el esquema estrella-estrella o triángulo-estrella. En este caso, solo un voltaje de línea a línea es distinto de cero y los otros dos voltajes de línea a línea son cero.

En un esquema de conexión delta-triángulo, se puede establecer un circuito abierto de su circuito secundario midiendo resistencias o calentando los devanados: el devanado de una fase que tiene un circuito abierto estará frío debido a la falta de corriente en él. En este último caso, es posible el funcionamiento temporal del transformador con la carga de corriente del devanado secundario, que es el 58% de la nominal. La reparación de los devanados es necesaria para eliminar fallas que causan violaciones de simetría del voltaje secundario del transformador.