Protección de la temperatura del aceite del transformador

发布时间：30 de julio de 2025 18:49:42

La protección de temperatura del aceite del transformador es un "guardián de control de temperatura" para evitar daños en el transformador debidos a una temperatura anormalmente alta, y su función principal es intervenir a tiempo en el estado de sobrecalentamiento controlando la temperatura del aceite superior del transformador para evitar el envejecimiento acelerado del aislamiento o la combustión de los devanados. No sólo es el "guardián" para garantizar la vida útil del equipo, sino también la línea de defensa clave para mantener el funcionamiento estable de la red eléctrica. El siguiente análisis detallado desde el principio, la composición, la lógica de actuación y otros aspectos:
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¿Por qué la temperatura del aceite es un "barómetro de salud" para los transformadores?

Cuando el transformador está en funcionamiento, las pérdidas en los devanados (pérdidas de cobre) y en el núcleo (pérdidas de hierro) se convierten en calor, lo que aumenta la temperatura del aceite aislante. En circunstancias normales, la temperatura del aceite se equilibra mediante disipadores de calor y disipación de calor ambiental, pero si las pérdidas aumentan de forma anormal (por ejemplo, cortocircuito de los devanados) o se bloquea la disipación de calor (por ejemplo, fallo del ventilador), la temperatura del aceite seguirá aumentando:
  • Cuando la temperatura del aceite supera80°C Cuando el aceite aislante se oxida, su vida útil se acorta exponencialmente a medida que aumenta la temperatura (la velocidad de oxidación se duplica por cada 10 °C de aumento);
  • superan a105°C Cuando la resistencia mecánica del papel aislante (material del núcleo del aislamiento del devanado) comienza a disminuir significativamente, el funcionamiento a largo plazo puede provocar la rotura del aislamiento, desencadenando fallos por cortocircuito.
    Por lo tanto, la esencia de la protección de la temperatura del aceite es "proteger" el sistema de aislamiento controlando el límite superior de temperatura.

Componentes principales de los objetos de protección y control de la temperatura del aceite

El sistema de protección de la temperatura del aceite consta deElementos de control de la temperaturayunidad de procesamiento de señalesresponder cantandoorganismo ejecutorLas tres partes del sistema trabajan juntas para completar el proceso de "Medición de la temperatura - Valoración - Acción".

1. Elementos clave de control: sensores de temperatura

El sensor es el "ojo" de la protección de la temperatura del aceite y tiene que estar en contacto directo con la superficie superior del aceite (la más reflectante de la temperatura general del aceite), los tipos y características más comunes son los siguientes:
Tipo de sensor Principio de funcionamiento vanguardia Escenarios aplicables
Termómetros de presión El termopozo se llena con un líquido volátil (por ejemplo, clorometano), que se expande/contrae cuando cambia la temperatura, transmitiendo la presión a través del tubo capilar y accionando el puntero y los contactos eléctricos. Estructura sencilla, resistente a las vibraciones (sin electrónica), visualizable localmente. Transformadores pequeños y medianos (hasta 10 MVA), transformadores de distribución de exterior.
Sensores de resistencia de platino(Pt100) Utilizando las características de los cambios de resistencia del platino con la temperatura (100Ω a 0℃, la resistencia aumenta 0,385Ω por cada 1℃ de aumento de temperatura), la señal de resistencia se transmite al termostato por cable. Gran precisión de medición (±0,5°C), posibilidad de transmisión de datos a distancia. Transformadores de gran capacidad (35 kV y superiores), subestaciones que requieren una supervisión centralizada.
Sensores de fibra óptica La fase/intensidad de una señal óptica varía con la temperatura a medida que viaja a través de una fibra óptica y se convierte en un valor de temperatura mediante un dispositivo de demodulación. Antiinterferencias electromagnéticas (apto para entornos de alta tensión), resistente a la corrosión. Transformadores de muy alta tensión (1000 kV), transformadores especiales con múltiples estructuras de separación de aceite.

2. Tratamiento de señales y control: termostatos

El termostato es el "cerebro" de la protección de la temperatura del aceite, que recibe la señal del sensor, la compara con el umbral preestablecido y emite las instrucciones de control. Sus funciones principales incluyen:

 

  • Visualización en tiempo real de la temperatura del aceite (LED local o sistema de monitorización remota);
  • Establezca umbrales de temperatura de varios niveles (por ejemplo, iniciar refrigeración, alarma, disparo);
  • Registra los perfiles de temperatura y el historial de acciones (para facilitar la localización de averías).

Lógica de actuación en tres fases para la protección de la temperatura del aceite: de la advertencia a la desconexión

La protección de la temperatura del aceite adopta la estrategia de "respuesta escalonada", intensificando la acción paso a paso en función del grado de aumento de la temperatura, equilibrando la protección de los equipos y la continuidad del suministro eléctrico, con los siguientes umbrales específicos (para transformadores sumergidos en aceite, por ejemplo):

 

rango de temperatura condición de disparo acción protectora Objetivo e importancia
Refrigeración de arranque (normalmente entre 60 y 70°C) La temperatura del aceite alcanza el valor ajustado (puede ajustarse en función de la temperatura ambiente, por ejemplo, 60℃ en verano y 70℃ en invierno). Activación automática del sistema de refrigeración:
- Transformadores pequeños: Encienda el ventilador de refrigeración;
- Grandes transformadores: poner en marcha un juego de bombas de aceite + ventilador, si la temperatura sigue subiendo, poner el refrigerador de reserva.		 Reducir la temperatura del aceite mediante la disipación activa del calor para evitar que siga aumentando es una "intervención preventiva".
Alarma de alta temperatura (normalmente 85~95°C) Una vez que la temperatura del aceite supera el valor de inicio de refrigeración, sigue aumentando hasta alcanzar el umbral de alarma después de 30-60 minutos. Se emiten alarmas sonoras y luminosas (por ejemplo, alarmas de la sala de control, ventanas emergentes del sistema de supervisión), al tiempo que se registran la hora de la alarma y el valor de la temperatura del aceite. Solicita al operador que compruebe la causa de la anomalía (por ejemplo, fallo del sistema de refrigeración, carga excesiva), lo que requiere una intervención manual.
Disparo de emergencia (normalmente 95~105°C) La temperatura del aceite supera el valor de alarma y aumenta bruscamente durante un breve periodo de tiempo (por ejemplo, 10°C en 5 minutos) o alcanza el valor máximo permitido. Desconecte inmediatamente los disyuntores de ambos lados del transformador, corte la alimentación eléctrica y, al mismo tiempo, la conexión envía la señal de "disparo por temperatura del aceite demasiado alta". Evitar que las altas temperaturas del aceite provoquen la vaporización del aceite aislante y la rotura del papel aislante pertenece a la "última línea de defensa".

 

clasificador de sumas de dineroLos ajustes de los umbrales varían ligeramente de un fabricante a otro, por ejemplo, para los transformadores con refrigeración por circulación forzada de aceite, la temperatura de disparo puede relajarse a 110°C (debido a una disipación de calor más eficaz), consulte la placa de características del equipo.

Relación sinérgica entre la protección de la temperatura del aceite y otras temperaturas

Sistema de protección de la temperatura del transformador, protección de la temperatura del aceite yProtección de la temperatura del devanadoExiste a la vez división del trabajo y colaboración, y es preciso aclarar la distinción entre ambas y la lógica de la vinculación:

 

dimensión de comparación Protección de la temperatura del aceite Protección de la temperatura del devanado lógica de colaboración
Supervisión de objetos Temperatura media del aceite aislante superior Temperatura del punto caliente dentro del bobinado (10~20°C superior a la temperatura del aceite) Durante el funcionamiento normal, predomina la protección de la temperatura del aceite (que refleja el estado general);
En caso de cortocircuito, la temperatura del devanado aumenta bruscamente, lo que provoca el disparo prioritario de la protección del devanado.
Método de medición Contacto directo con el nivel de aceite (sensor en la parte superior del depósito) Cálculo indirecto (corriente de carga medida por el transformador de corriente, combinada con la temperatura del aceite para obtener la temperatura del punto caliente) Si la protección de la temperatura del aceite no funciona pero la temperatura del devanado supera el límite superior, el sistema determinará un "sobrecalentamiento local" y forzará el inicio de la refrigeración o el disparo.
Prioridad de protección Secundaria (más lenta de reflejar, adecuada para sobrecalentamiento crónico) Primario (respuesta rápida en caso de sobrecalentamiento repentino) Cualquiera de los dos activará una desconexión si se alcanza la condición de disparo, creando un "doble seguro".

Fallos comunes y solución de problemas de la protección de la temperatura del aceite

El mal funcionamiento o fallo de la protección de la temperatura del aceite amenazará directamente la seguridad del equipo, es necesario centrarse en las siguientes cuestiones:

 

  1. Falsa alarma / Falso disparo
    • Causas: Cableado del sensor suelto (señal de resistencia anormal), valor de ajuste del termostato incorrecto, mala disipación del calor debido a la acumulación de polvo en el radiador (temperatura falsamente alta);
    • Solución de problemas: recalibrar los sensores, comprobar los parámetros del termostato, limpiar las aletas del radiador.
  2. Inoperativo (temperatura superada pero no responde)
    • Causas: Sensores dañados (por ejemplo, resistencias de platino rotas), fallo del actuador (por ejemplo, motor del ventilador quemado, contactor atascado), fusible del circuito de control fundido;
    • Solución de problemas: Utilice un multímetro para comprobar la resistencia del sensor (Pt100 debe ser de 100Ω a 0℃), pruebe manualmente si el sistema de refrigeración está funcionando y compruebe el encendido y apagado del circuito de control.
  3. Desviación de la indicación de temperatura
    • Causas: envejecimiento del sensor (pérdida de precisión), interferencias de la temperatura ambiente (por ejemplo, la luz solar directa sobre el depósito de combustible provoca una medición localizada de alta temperatura);
    • Tratamiento: Enviar al organismo de medición a calibrar el sensor periódicamente (cada 1~2 años), e instalar un parasol en el transformador exterior.

Mantenimiento rutinario y sugerencias de optimización

  1. calibración periódica
    • Realice pruebas anuales de simulación del termostato: caliente el sensor con un baño termostático para verificar que los umbrales de temperatura para el inicio de la refrigeración, las alarmas y los disparos son precisos;
    • Compruebe el aislamiento del cable del sensor cada 2 años (para evitar cortocircuitos debidos a la corrosión del aceite).
  2. Optimización operativa
    • Ajuste de la temperatura de arranque de refrigeración en función de la estación (por ejemplo, aumento a 70 °C en invierno para reducir el funcionamiento innecesario del ventilador y ahorrar energía);
    • Registre la curva de temperatura del aceite - carga (si la temperatura del aceite aumenta año tras año con la misma carga, puede indicar que la lámina de acero al silicio del núcleo está envejeciendo y necesita un mantenimiento previo).
  3. adaptación medioambiental
    • Los transformadores de exterior deben asegurarse de que los radiadores estén bien ventilados (sin malas hierbas ni residuos que bloqueen la zona circundante);
    • Las zonas de alta temperatura (como el verano austral) se pueden instalar con un dispositivo de refrigeración por pulverización, y el enlace de protección de la temperatura del aceite (temperatura del aceite superior a 75 ℃ pulverización automática).

resúmenes

La protección de la temperatura del aceite es la "línea básica de defensa" para el control de la temperatura del transformador. Mediante la supervisión de la tendencia de la temperatura del aceite superior, consigue la protección graduada de "regulación de la refrigeración - aviso anormal - parada de emergencia". Su valor fundamental radica en equilibrar la seguridad de los equipos y la fiabilidad del suministro eléctrico, no sólo para evitar que la sobreprotección provoque paradas frecuentes, sino también una "acción decisiva" antes del umbral peligroso. En la práctica, debe prestarse atención a la sinergia con la protección de la temperatura del devanado, el mantenimiento regular de los sensores y actuadores para garantizar una respuesta eficaz tanto al sobrecalentamiento crónico (por ejemplo, carga excesiva) como a los fallos repentinos (por ejemplo, fallo de refrigeración) y, en última instancia, prolongar la vida útil del transformador.
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