Termostato de transformador secoEs el "cerebro central" del sistema de protección térmica del transformador. Este dispositivo clave supervisa continuamente la temperatura del devanado, controla laVentiladoresy proporcionan las alarmas y señales de disparo necesarias para evitar el sobrecalentamiento. Comprender sus funciones es clave para garantizar el funcionamiento fiable, seguro y eficiente a largo plazo de cualquier instalación de transformadores de tipo seco. Esta guía explora todo lo que necesita saber sobre estos dispositivos indispensables.

¿Qué es un termostato de transformador de tipo seco?

Un termostato para transformadores de tipo seco es un dispositivo electrónico especializado basado en un microprocesador y diseñado para proteger la salud operativa de un transformador de tipo seco (por ejemplo, fundido con resina epoxi o impregnado con VPI). Actúa como el "cerebro" del sistema de gestión térmica del transformador. Su tarea principal es medir continuamente la temperatura de los devanados trifásicos del transformador mediante sensores conectados.

En función de estas lecturas de temperatura en tiempo real, el termostato realiza automáticamente una serie de acciones programadas previamente. Estas acciones incluyen la visualización de la temperatura, la activación de ventiladores de refrigeración cuando se alcanzan umbrales específicos, la activación de alarmas sonoras o visuales para advertencias de alta temperatura y, en última instancia, el envío de una señal de "disparo" al disyuntor en caso de una condición crítica de sobretemperatura para desenergizar el transformador y evitar un fallo catastrófico.

¿Por qué es fundamental el control de la temperatura en los transformadores de tipo seco?

A diferencia de los transformadores sumergidos en aceite, que utilizan aceite como refrigerante y aislante, los transformadores de tipo seco se basan en la circulación de aire y el aislamiento dieléctrico sólido (por ejemplo, resina epoxi). Este aislamiento es el componente más sensible térmicamente. La vida del aislamiento, es decir, la vida del propio transformador, está directa y exponencialmente relacionada con su temperatura de funcionamiento. Incluso las temperaturas que están constantemente una fracción de grado por encima de su clase nominal pueden acortar drásticamente la vida de un transformador.

El control eficaz de la temperatura es fundamental por tres razones principales:

• Protección de activos: Proteja una importante inversión de capital evitando la degradación irreversible del aislamiento.
• Seguridad contra incendios: Es la primera línea de defensa contra el sobrecalentamiento, que es una de las principales causas de incendios eléctricos, especialmente en instalaciones interiores como hospitales, centros de datos y edificios comerciales.
• Fiabilidad operativa: Garantice que los transformadores puedan manejar con seguridad sus cargas sin disparos accidentales, manteniendo la continuidad del suministro eléctrico para operaciones críticas.

¿Cómo funciona un termostato?

El termostato funciona como un proceso de bucle cerrado directo y fiable:

1. Detección: Tres sensores de temperatura PT100 están preenterrados en el interior de los devanados trifásicos (A, B y C) del transformador para medir continuamente la temperatura en los puntos más calientes.
2. Señalización: Cada sensor envía una señal de resistencia variable al termostato. El valor de la resistencia varía con precisión en función de la temperatura.
3. Conversión y visualización: El circuito interno del termostato convierte estas señales de resistencia en una lectura digital precisa de la temperatura (en grados Celsius o Fahrenheit) y la muestra en el panel frontal, normalmente mostrando las temperaturas de las tres fases simultáneamente o alternando entre ellas.
4. Comparar y actuar: El microprocesador del termostato compara continuamente la temperatura máxima medida con los valores de consigna definidos por el usuario (por ejemplo, temperatura de arranque del ventilador, temperatura de alarma, temperatura de disparo).
5. Activación del relé: Cuando la lectura de temperatura supera un punto de consigna, el termostato hará que se conecte o desconecte el relé de salida correspondiente, que a su vez activará la bobina de desconexión en derivación del ventilador de refrigeración, la alarma o el disyuntor principal.

¿Cuáles son las funciones principales de un termostato?

• Indicación trifásica de la temperatura: Proporciona una lectura digital clara y en tiempo real de las temperaturas de las tres fases del devanado (A, B y C) y a menudo incluye la capacidad de mostrar la temperatura de fase más alta.
• Control automático del ventilador de refrigeración: Arranca y detiene automáticamente los ventiladores de refrigeración del transformador en función de los umbrales de temperatura preestablecidos. La mayoría de los termostatos también ofrecen control manual para realizar pruebas.
• Alarma de sobretemperatura: Activa un relé especializado cuando la temperatura supera un punto de ajuste de advertencia de nivel alto. Este relé suele estar conectado a una alarma o luz intermitente para alertar al personal de mantenimiento.
• Disparo por sobretemperatura: Un relé de disparo a prueba de fallos se activa cuando la temperatura alcanza un nivel crítico y peligroso. Esta señal se conecta a la bobina de desconexión en derivación del disyuntor principal, desconectando inmediatamente el transformador de la alimentación eléctrica para evitar un fallo catastrófico.
• Detección de fallos en los sensores: Supervisa continuamente el estado del sensor PT100 conectado. Si el sensor está abierto o en cortocircuito, el termostato indicará un fallo, evitando acciones basadas en datos erróneos.
• Comunicación de datos (opcional): Muchos termostatos modernos tienen puertos de comunicación RS485 que utilizan el protocolo Modbus, lo que permite la supervisión remota y la integración con SCADA o sistemas de gestión de edificios (BMS).

¿Qué es un sensor PT100? ¿Por qué utilizarlo?

"PT100" es el tipo de sensor estándar de la industria que se utiliza con estos termostatos. El nombre se puede desglosar como:

• PT. Representa el platino, el material del elemento sensor.
• 100: Indica que el sensor tiene una resistencia precisa de 100,0 ohmios a 0°C (32°F).

Los sensores PT100 han sido seleccionados para esta aplicación crítica debido a sus excelentes características:

• Alta precisión y linealidad: El platino tiene una relación resistencia-temperatura muy precisa y bien documentada, lo que permite realizar mediciones muy precisas y repetibles en un amplio intervalo.
• Estabilidad excepcional: Muestran muy poca deriva durante largos periodos de tiempo, lo que garantiza que las lecturas del termostato sigan siendo fiables durante muchos años sin necesidad de recalibración.
• Robustez: Están fabricados para soportar vibraciones mecánicas y tensiones térmicas en el interior del transformador.

¿Cómo instalo y configuro correctamente mi termostato?

Una instalación correcta es fundamental para un funcionamiento fiable. Aunque siempre debe seguirse el manual específico del fabricante, los pasos generales son los siguientes:

1. La seguridad ante todo: Asegúrese de que el transformador esté totalmente sin tensión y bloqueado antes de iniciar cualquier trabajo.
2. Instalación: La unidad de termostato suele montarse en la caja del transformador o en un armario de control cercano.
3. Conexión del sensor: Conecte los cables de tres hilos de los tres sensores PT100 a los terminales de entrada correspondientes en la parte posterior del termostato. Se recomienda encarecidamente el uso de cable apantallado para minimizar el ruido eléctrico.
4. Cableado de alimentación y relés: Conecte la alimentación de CA o CC a los terminales de alimentación del termostato. Conecte los relés de salida (ventilador, alarma, desconexión) a los dispositivos externos adecuados (bobina del contactor del ventilador, alarma, bobina de desconexión del disyuntor).
5. Configuración: Conecte la alimentación y utilice los botones del panel frontal para acceder al menú de configuración. Aquí programará los valores de consigna clave para el arranque/parada del ventilador, la activación de la alarma y la activación del disparo de acuerdo con las especificaciones del fabricante del transformador.

¿Qué ocurre en caso de sobretemperatura?

El termostato proporciona una respuesta escalonada e inteligente para evitar daños:

• Fase 1 - Puesta en marcha del ventilador: A medida que aumenta la carga del transformador, aumenta la temperatura del devanado. Cuando supera el punto de ajuste de "arranque del ventilador" (por ejemplo, 100 °C), el termostato activa el relé del ventilador, que pone en marcha el ventilador de refrigeración para disipar el calor.
• Etapa 2 - Alarma de alta temperatura: Si la carga es muy alta o la temperatura ambiente es extrema, la temperatura puede seguir aumentando aunque el ventilador esté en marcha. Cuando supera el valor de consigna de "alarma" (por ejemplo, 130 °C), el termostato activa un relé de alarma, alertando al personal de una situación anómala que es necesario resolver.
• Etapa 3 - Viaje crítico: Se trata de la medida de seguridad definitiva. Si la temperatura alcanza un punto de ajuste de "disparo" crítico (por ejemplo, 150 °C), esto indica una situación peligrosa que podría provocar un fallo inmediato del aislamiento. El termostato activa el relé de disparo, que envía una señal al disyuntor principal para desactivar el transformador y protegerlo de daños permanentes.

¿Cuáles son las principales características que hay que tener en cuenta a la hora de comprar?

Al seleccionar un termostato, tenga en cuenta las siguientes características:

• Precisión y resolución: Busque una alta precisión (por ejemplo, ±1°C) y una resolución de al menos 0,1°C.
• Pantalla clara: Es esencial disponer de una pantalla LED o LCD grande y luminosa que sea fácil de leer a distancia.
• Relés fiables: Asegúrese de que los relés de salida tienen los contactos adecuados para las cargas que van a conmutar (especialmente las bobinas del contactor del ventilador).
• Puertos de comunicación: El puerto RS485 Modbus es una característica importante de las instalaciones modernas, ya que permite la supervisión remota y el registro de datos.
• Carcasa robusta: El termostato debe tener una carcasa resistente y una clasificación IP adecuada (por ejemplo, IP54 en el panel frontal) para protegerlo del polvo y la humedad.
• Certificación: Busque las certificaciones de seguridad y calidad pertinentes, como CE o UL, para asegurarse de que los productos cumplen las normas internacionales.

¿Cuáles son los problemas más comunes?

La mayoría de los problemas con los termostatos están relacionados con la instalación o el sensor. Estas son algunas situaciones habituales:

• Lecturas de temperatura incorrectas: La causa suele ser un cableado incorrecto del sensor PT100, conexiones sueltas o ruido eléctrico. Compruebe todas las conexiones y asegúrese de que el cable apantallado está correctamente conectado a tierra.
• En la pantalla aparece "FALLO" o un código de error: La mayoría de los termostatos mostrarán un código de error (como "E-01" o "FAULT") si el sensor falla. Esto suele indicar un cable abierto (roto) o un cortocircuito en el sensor o en su cableado.
• El ventilador no arranca/para correctamente: Compruebe el ajuste de temperatura de arranque/parada del ventilador en el menú del termostato. Si el ajuste es correcto, compruebe el cableado del relé del contactor del ventilador y asegúrese de que el propio relé funciona correctamente.

¿Cómo ayudan estos termostatos a la red inteligente?

Aunque un termostato básico funciona de forma independiente, un termostato moderno con un puerto de comunicación RS485 es un elemento clave para las iniciativas de red inteligente e Industria 4.0. Al conectar el termostato a un sistema SCADA o BMS central, el transformador se convierte en un nodo inteligente de la red.

Esta conectividad puede lograrse:

• Control remoto: Los operarios pueden ver los datos históricos y en tiempo real de la temperatura desde una sala de control central sin tener que estar físicamente presentes en el emplazamiento del transformador.
• Mantenimiento predictivo: Mediante el análisis de las tendencias a largo plazo de la temperatura y los datos de carga, un sofisticado software puede predecir posibles problemas y programar el mantenimiento antes de que se produzcan fallos.
• Gestión optimizada de la carga: Los operadores de redes pueden tener una idea más clara de la capacidad térmica de sus transformadores, lo que permite una distribución más dinámica y eficiente de la carga en la red.