Localización de averías en el transformador

发布时间：6 de octubre de 2025 08:17:40

  • objetivo centralLocalización de averías en transformadores : La localización de averías en transformadores tiene por objeto determinar con precisión la naturaleza de la avería (por ejemplo, cortocircuito, circuito abierto, descarga), el componente específico (por ejemplo, devanado, núcleo, cambiador de tomas, casquillo) en el que se produce y su ubicación física, mediante una vigilancia, pruebas y análisis sistemáticos.

  • lógica de posicionamiento:: Seguir el principio de "de la superficie al interior, de lo macro a lo micro". El primer paso consiste en analizar los datos de monitorización en línea y la información de las acciones de protección de los relés para una investigación inicial; el segundo, en realizar una serie de pruebas de diagnóstico eléctrico no destructivas tras un fallo de alimentación; y el último, en incorporar técnicas avanzadas de acústica/vibración o realizar inspecciones internas, si es necesario.

  • Métodos clave en línea:

    • Análisis de gases disueltos (AGD) en el petróleo:: Determinación de la densidad de energía y del tipo de avería (por ejemplo, sobrecalentamiento, arco eléctrico, descarga parcial) mediante el análisis del tipo y el contenido del gas característico de la avería.

    • Análisis de las acciones de protección de los relés: Determina rápidamente la zona (interna/externa) y la gravedad de un fallo en función del tipo de protección que esté actuando (por ejemplo, diferencial, gas, sobreintensidad).

  • Pruebas básicas offline:

    • Pruebas eléctricas rutinarias: Incluye la resistencia de CC del devanado, la relación, la resistencia de aislamiento, el factor de pérdida dieléctrica, etc. Se utiliza para juzgar la conductividad del devanado, los cortocircuitos de vuelta a vuelta y la salud del sistema de aislamiento.

    • Diagnóstico del estado mecánico: El análisis de respuesta en frecuencia (SFRA) es el medio más eficaz para diagnosticar daños mecánicos como la deformación y el desplazamiento de los devanados.

  • objetivo finalLocalización de averías: la localización precisa de las averías es la base para formular un programa de reparación (reparación in situ, devolución a la fábrica para revisión o desguace), evaluar los daños del accidente y analizar la causa de la avería para evitar que se repitan accidentes similares.

I. Diagnóstico inicial de fallos: seguimiento en línea y análisis de la información sobre accidentes

Tras el disparo de un transformador, el primer paso en la localización de averías no es la comprobación inmediata sobre el terreno, sino el análisis detallado de los datos en línea previos al disparo y de la información sobre las acciones de protección.

1. Análisis de la información sobre las acciones de protección del relé

  • Relé de gas(Gas) acción de protección: Esta es la prueba más directa que indica claramente que el fallo se encuentra en el interior del depósito de combustible.

    • Alarma de gas ligero: Suele corresponder a fallos latentes iniciales, como sobrecalentamientos localizados y pequeñas descargas, lo que sugiere una baja energía de fallo.

    • Disparo de gas pesado: Indica que se ha producido un grave fallo de cortocircuito interno, produciendo un violento choque de flujo de aceite.

  • Acción de protección diferencial: Indica que se ha producido un cortocircuito severo fase-fase o a tierra dentro de la zona de protección formada por el TI diferencial (es decir, cuerpo y pasatapas del transformador).

  • Acción de protección contra sobrecorriente/impedanciaSi sólo funciona la protección de reserva, la avería puede ser externa o interna al transformador y requiere un juicio más profundo junto con otra información.

2. DGA - Análisis de gases disueltos en el petróleo
La DGA es el medio más eficaz para diagnosticar fallos latentes en un transformador y analizar la naturaleza de los fallos que se han producido. Los distintos tipos de averías provocan la descomposición del aceite aislante y el papel a diferentes temperaturas, produciendo combinaciones específicas de gases.

  • Sobrecalentamiento a baja temperatura (<300°C):: Produce principalmente metano (CH₄), etano (C₂H₆).

  • Recalentamiento de media a alta temperatura (300°C - 700°C)Principalmente produce etileno (C₂H₄).

  • Descarga parcial (DP):: Produce principalmente hidrógeno (H₂) y una pequeña cantidad de metano.

  • Descarga de arco (>700°C)Produce grandes cantidades de hidrógeno (H₂) y acetileno (C₂H₂). El acetileno es el único gas de caracterización eficaz para los fallos de arco.

Analizando los cambios en los datos de la DGA antes y después del fallo y utilizando laTriángulo Duval Se pueden utilizar métodos gráficos equivalentes para determinar con precisión si la avería es un sobrecalentamiento, una descarga parcial o un arco eléctrico.

II. Pruebas de diagnóstico eléctrico y posicionamiento tras un corte de electricidad

Una vez completado el diagnóstico inicial y garantizadas las medidas de seguridad, se utilizan una serie de pruebas eléctricas fuera de línea para localizar mejor el fallo.

Elementos de prueba Principio de prueba Tipos de fallos localizables y componentes
Medición de la resistencia de CC del devanado Mida el valor de la resistencia CC de los conductores del bobinado y compare el balance trifásico con los valores de fábrica o históricos.
  • Alto valor de resistenciaCables de bobinado rotos, mal contacto o quemaduras en los conectores de los cables, mal contacto en el cambiador de tomas.
  • Valor de resistencia bajo: Cortocircuito severo de vuelta a vuelta o de capa a capa de los bobinados (pero con baja sensibilidad).
Medición de la relación de presión variable (relación) Medir la relación de tensiones de los devanados de alta y baja tensión en cada posición de toma y comparar con los valores teóricos.
  • La desviación de la proporción supera la norma: La forma más eficaz de localizar cortocircuitos de giro a giro. Se puede localizar el devanado y la fase específicos en los que se ha producido el cortocircuito entre espiras.
  • Fallo del cambiador de tomasSi la relación de transmisión es anormal al conmutar la toma, se puede localizar un fallo en el cambiador de tomas bajo carga.
Resistencia de aislamiento e índice de polarización Mida la resistencia de aislamiento de los devanados a tierra y entre devanados para evaluar el estado general del sistema de aislamiento.
  • Valor de resistencia demasiado bajoAislamiento del devanado: el aislamiento del devanado en su conjunto está húmedo, muy contaminado o hay una rotura penetrante del aislamiento. Es posible localizar qué devanado (AT, MT, BT) ha fallado en su sistema de aislamiento a tierra o entre fases.
Factor de pérdida dieléctrica (Tanδ) y capacitancia Mide la pérdida dieléctrica de un sistema de aislamiento y es sensible a defectos como el envejecimiento, la humedad y la suciedad del aislamiento.
  • Aumento anómalo del valor de Tanδ: Similar a la resistencia de aislamiento, puede localizar el deterioro del sistema de aislamiento y es más sensible que la resistencia de aislamiento. Se pueden utilizar distintos métodos de cableado (por ejemplo, hacia delante y hacia atrás) para distinguir entre problemas de aislamiento del bobinado y de la carcasa.
Medición de la impedancia de cortocircuito Mida el porcentaje de impedancia del transformador en condiciones de cortocircuito y compárelo con el valor de la placa de características.
  • Cambios significativos en los valores de impedancia: Indica que los bobinados han sido sometidos a grandes choques de corriente de cortocircuito y han sufridoDeformación general, desplazamiento o aflojamiento. Es un indicador importante de si la estructura mecánica del transformador está dañada.

III. Tecnología avanzada de localización de averías

Para algunos fallos complejos, que pueden ser difíciles de detectar con las pruebas eléctricas tradicionales, se requieren técnicas más avanzadas.

1. SFRA - Análisis de respuesta en frecuencia de barrido

  • teoríaEl SFRA se conoce como la prueba de "huella dactilar" de los transformadores. Mide la respuesta de un devanado inyectando una señal de barrido (Hz a MHz) en el devanado y traza una curva de respuesta en frecuencia única. La inductancia (devanados) y la capacitancia (vuelta a vuelta, capa a capa y tierra) dentro del transformador forman una compleja red RLC, y cualquier cambio mecánico (por ejemplo, deformación de los devanados, desplazamiento del núcleo, aflojamiento de las abrazaderas) alterará esta red, dando lugar a un cambio en la curva de "huella digital".

  • aparatoFunción: Comparando la curva de prueba de corriente con la curva de fábrica o histórica, es posible determinar con extrema sensibilidad si el transformador ha sufrido daños mecánicos, así como la gravedad y el área aproximada del daño.

2. Localización de descargas parciales acústicas

  • teoría: Cuando se producen descargas parciales en el interior de un transformador, se generan señales ultrasónicas. Estas ondas sonoras viajan a través del aceite aislante hasta la pared del depósito.

  • localice: Disposición de múltiples sensores ultrasónicos fuera de la pared del tanque, midiendo la diferencia de tiempo (retardo) entre la llegada de la señal de descarga a los diferentes sensores, y utilizando elalgoritmo de triangulaciónEsto permite calcular las coordenadas espaciales tridimensionales de la fuente de descarga dentro del depósito, lo que permite una localización física precisa del punto de descarga.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1. ¿Cuál debe ser el primer paso en la localización de averías tras el disparo de un transformador?
Definitivamente, el primer paso no es la prueba inmediata. Comienza congarantizar la seguridad(aislamiento, pruebas de potencia, conexión a tierra), seguido de laRecopilación de informaciónRegistro y análisis detallado de las protecciones activadas, la hora de activación, la carga y las condiciones meteorológicas previas a la activación, y toma de muestras del transformador para análisis de gases disueltos (AGD) en aceite en primera instancia. La combinación de esta información proporciona una valoración básica de la naturaleza y el alcance de la avería y orienta el programa de pruebas posterior.

2. ¿Cuál es la diferencia entre DGA y SFRA en la resolución de problemas?
Son complementarios: la DGA diagnostica lafallo electroquímicoque le indica si en el interior del transformador se está produciendo o se ha producido un evento como un sobrecalentamiento, una descarga, etc. Y el SFRA diagnostica elFallo mecánico estructuralLe indica si el "esqueleto" del transformador (bobinados, núcleo, etc.) se ha deformado o desplazado porque es incapaz de soportar las fuerzas eléctricas o los impactos externos. Un cortocircuito grave puede producir tanto un arco eléctrico (el DGA puede detectar acetileno) como una deformación de los devanados (el SFRA puede detectar un cambio de curva).

3. ¿Hasta dónde es posible localizar la avería sin levantar la campana del transformador (abriendo la caja)?
Con el conjunto completo de técnicas de diagnóstico no invasivas descritas anteriormente (DGA, pruebas eléctricas, SFRA, localización acústica, etc.), la gran mayoría de las averías (más de 90%) pueden localizarse en un componente específico (por ejemplo, devanado de fase A de alta tensión) y un tipo específico de avería (por ejemplo, cortocircuito entre espiras) sin abrir la caja. Esta localización precisa es esencial para evaluar la viabilidad de una reparación y desarrollar un plan de reparación eficaz, evitando inspecciones a ciegas y costosas fuera de la caja.