Mantenimiento de transformadores sumergidos en aceite dielectrico

Los transformadores son equipos vitales para la transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica, así como para el desarrollo de las industrias, de ahí la importancia de considerar un plan de mantenimiento para estas unidades, mediante un programa de paradas planificadas con el objeto de realizar los trabajos necesarios para garantizar un servicio seguro y confiable de los mismos, sin salidas intempestivas del servicio que resultan muy onerosas por la pérdida del equipo (el cual puede requerir un tiempo largo de reparación) y la pérdida de la producción y el lucro cesante que una contingencia de este tipo trae consigo.

Los transformadores no obstante de ser unidades estáticas, desarrollan en su interior un proceso dinámico del tipo térmico-eléctrico. Su sistema de aislamiento está constituido por un aislamiento líquido (aceite) y un aislamiento sólido (celulosa), materiales orgánicos que están sometidos a alteraciones químicas bajo la influencia de la humedad, del oxígeno, de la temperatura teniendo como catalizadores los materiales del bobinado (cobre, aluminio) y el hierro. 

En servicio, los transformadores pueden estar expuestos a las siguientes contingencias del servicio: 

• Sobretensiones de origen atmosférico 
• Sobretensiones de maniobra.
• Errores de instalación
• Sobrecarga en el transformador.
• Insuficiente ventilación.
• Subdimensionamiento.
• Condiciones del medio ambiente (altitud, temperatura, grado de contaminación). 

Estos fenómenos afectan el aislamiento y la estanqueidad de los transformadores y reducen el tiempo de vida de estos aislamientos y por ende su vida útil.

Actualmente es conocido que la mayoría de las fallas de los transformadores, se deben al deterioro de su sistema de aislamiento, por lo tanto para un mantenimiento adecuado se debe considerar un programa de prevención, orientado a mitigar los factores (humedad, oxigeno, calor y contaminación) que inciden en su deterioro, provocando salidas de servicio intempestivo, por lo que se recomienda la implementación de programas de mantenimiento preventivo y predictivo acorde al servicio vital que prestan.

El mantenimiento recomendado para transformadores medianos a partir 250 hasta 5000 KVA, será principalmente en base al mantenimiento predictivo y preventivo. 

A. MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA TRANSFORMADORES 

El mantenimiento predictivo, se basa en la medición y la evaluación de distintos parámetros medibles en el transformador, mediante la cual se puede pronosticar la posible falla futura de un componente y/o de su sistema de aislamiento, con el objetivo de anticiparse a la falla que se podría presentar en el equipo y de esa manera reducir los costos por paradas imprevistas. 

Las técnicas de monitoreo permiten medir parámetros que son indicadores de la condición de la máquina. Analizando estos parámetros y comparándolos con los valores de referencia, se puede estimar el grado de deterioro de un componente del transformador y por tanto tomar la medida correctiva pertinente. 

En el mantenimiento predictivo de los transformadores se recomienda realizar las siguientes pruebas y llevar un control de los resultados para su comparación con los valores de referencia existentes:  

Control del aceite dieléctrico: 

• Análisis físico químico.
• Análisis cromatográfico (DGA).
• Análisis del contenido de furanos.
• Análisis de aceite complementarios: Estas pruebas se podrían realizar en función a los resultados obtenidos en el análisis físico químico y DGA, para confirmar resultados y tener un buen diagnóstico.
  • Grado de polimerización del papel (DP).
  • Análisis del contenido de partículas metálicas en el aceite.
  • Contenido de azufre en el aceite.
  • Contenido de inhibidor ASTM-D2668.

Pruebas Eléctricas: 

• Medida de la Resistencia de Aislamiento. 
• Medida de la Relación de Transformación. 
• Medida de la Resistencia Ohmica de los arrollamientos.  
• Análisis Termográfico: 
• Pruebas eléctricas complementarias: 

Estas pruebas se podrían realizar en función a los resultados obtenidos en las pruebas eléctricas realizadas anteriormente, para confirmar resultados y tener un buen diagnóstico.   

• Medida de Factor de potencia y capacitancia de los arrollamientos.  
• Medida de Collar Caliente en bujes no capacitivos. 
• Medida de la Corriente de Excitación. 
• Análisis de la respuesta en frecuencia (SFRA).

B. MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE TRANSFORMADORES

El mantenimiento preventivo, es complementario al mantenimiento predictivo. 

Las actividades que se detallan a continuación son para realizar en campo: 

• Completar el nivel de aceite. 
• Cambio de empaquetaduras de aisladores e indicador de nivel de aceite. 
• Cambio de aisladores, de ser necesario. 
• Cambio de algún accesorio del transformador de ser necesario (indicador de nivel de aceite, válvula de alivio de presión, relé buchholz, etc.) 
• Detección y corrección de fugas de aceite. 
• Revisión y ajuste de la conexión de los terminales de puesta a tierra, de AT y BT. 
• Limpieza general de los accesorios, de la superficie de la cuba y del tanque de expansión del transformador. 
• Revisión del sistema de refrigeración (radiadores). 
• Revisión de funcionamiento de dispositivos usados para control como son: termómetros y  válvula de alivio de presión y relé bucholz, entre otros. 
• Cambio de los granos de sálica gel del deshumedecedor.