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¿Qué pasa cuando un transformador de energía falla?

2025-02-06

Últimas noticias de la empresa sobre ¿Qué pasa cuando un transformador de energía falla?

Cuando un transformador de energía falla, la situación puede ser muy grave, con consecuencias que van desde daños en el propio equipo hasta la parálisis de toda la red eléctrica,e incluso incidentes de seguridad como incendio o explosiónLo que ocurra depende exactamente del tipo de falla, de su gravedad, del diseño del transformador y de la rapidez con que los dispositivos de protección pueden funcionar.


Aquí hay algunos escenarios posibles:

Fenómenos anormales (señales observables):

Sobrecalentamiento: se genera una gran cantidad de calor localmente en el punto de falla, lo que hace que la temperatura del aceite o la temperatura de enrollamiento aumente bruscamente.

Sonido anormal: se escuchan fuertes sonidos de "zumbido", "cracking", "explosión" o incluso "ruido" en el interior.ruptura del material aislante, núcleo flojo o sobrecorriente severa.

Cambio anormal del nivel de aceite: Gas generated by internal faults or large amounts of gas generated by high-temperature decomposition of insulating oil by arcs may cause abnormal oil level increase (increased pressure) or decrease (leakage).

Fumigación o fuga de aceite: un fuerte aumento de la presión interna puede hacer que la válvula de alivio de presión rocíe aceite, o tanques de aceite, tuberías,Los radiadores y otras partes pueden romperse y filtrarse aceite debido al sobrecalentamiento., presión o tensión mecánica.

Humo y fuego: Las altas temperaturas y los arcos pueden encender el aceite aislante o los materiales aislantes sólidos, causando que el transformador humee o incluso se incendie.

Generación de gas: el aceite aislante se descompone a altas temperaturas y en arco para producir gases como hidrógeno, metano, etano, etileno, acetileno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, etc.(El análisis de gases disueltos/DGA es un método importante de diagnóstico de fallas)Las grandes cantidades de gas acumuladas pueden causar un aumento repentino de la presión.

Deformación o ruptura de la cáscara: en casos extremos, la enorme presión interna o la energía de arco pueden hacer que el tanque del transformador se hinche, se deforme o incluso se rompa.

Daño interno:

Fallo del enrollamiento:

Cortocircuito de giro a giro: El aislamiento entre los giros adyacentes en el mismo enrollamiento se daña, formando un circuito corto y causando un sobrecalentamiento local.

Cortocircuito entre capas: El aislamiento entre las capas de enrollamiento está dañado.

Cortocircuito de fase a fase: se rompe el aislamiento entre los diferentes devanados de fase.

Cortocircuito de enrollamiento a tierra: se rompe el aislamiento entre el enrollamiento y el núcleo o el tanque (tierra).

Circuito abierto de enrollamiento: el cable está roto o el punto de conexión no está soldado.

Deformación/desplazamiento de la bobina: La enorme fuerza electromotriz de cortocircuito hace que la bobina se deforme mecánicamente, se afloje o incluso colapse.

Fallo del núcleo:

Tierración multipunto del núcleo: el núcleo debe estar diseñado para tener un solo punto de tierra fiable.causando sobrecalentamiento local o incluso fusión del núcleo.

Cortocircuito entre piezas centrales: El daño a la pintura aislante conduce a un cortocircuito entre piezas, lo que resulta en una mayor pérdida de corriente de remolino y sobrecalentamiento.

Fallo del sistema de aislamiento

Envejecimiento, humedad y descomposición del aislamiento sólido (cartucho, estancias, etc.).

Envejecimiento, humedad, contaminación, carbonización y disminución de la resistencia a la degradación del aceite aislante.

Fallo del interruptor: mal contacto, erosión del contacto, falla del aislamiento, atasco mecánico o fallo del mecanismo de accionamiento.

Fallo en el encasillado: sobrecarga, descarga sucia, humedad interna o grietas que conducen a una avería, o fallo del sello y fuga de aceite.

Fallo del sistema de refrigeración: obstrucción del radiador, parada de la bomba de ventilador/aceite, fuga de la tubería de refrigeración, lo que resulta en una mala disipación del calor, aumento de la temperatura, envejecimiento o falla acelerados del aislamiento.

Impacto en el sistema eléctrico:

Acción de protección del relé: Los transformadores están equipados con múltiples protecciones (protección diferencial, protección contra gases, protección contra exceso de corriente, protección contra la liberación de presión, protección contra la temperatura, etc.)..En caso de fallo, los dispositivos de protección pertinentes detectarán rápidamente la anomalía (desequilibrio de corriente, generación de gas, aumento de presión, temperatura excesiva) y actuarán:

Desconecte el interruptor conectado al transformador y aísle el transformador defectuoso de la red eléctrica.El objetivo es evitar que el accidente se expanda..

Alarma: Envía señales de sonido y luz o información de alarma remota.

Fluctuación o caída de voltaje: la falla en sí misma o el desencadenamiento de la protección harán que la tensión del bus conectado al transformador baje o fluctúe instantáneamente,que afectan a la calidad del suministro de energía de los usuarios en el sentido descendente.

Interrupción del suministro de energía: Si el transformador defectuoso es un nodo clave en la cadena de suministro de energía, su desencadenamiento causará un corte de energía a gran escala en el área que suministra energía.

Problemas de estabilidad del sistema: el desencadenamiento de una falla importante del transformador principal puede alterar el equilibrio de potencia y la estabilidad de la red eléctrica,y en casos graves puede causar un corte de energía a mayor escala o incluso el colapso del sistema (fallo en cascada).

Choque de corriente de cortocircuito: Una falla de cortocircuito dentro del transformador generará una corriente de cortocircuito enorme que no sólo causará daños devastadores al transformador en sí,pero también causar una enorme fuerza electromotriz y choque de estrés térmico a las barras de bus, equipos de interconexión, líneas, etc. conectados a él.

Riesgos para la seguridad:

Incendio y explosión: es muy probable que el aceite aislante inflamable a alta temperatura rociado cause un incendio cuando se encuentre con aire o arco eléctrico.Esta es la situación más peligrosa..

Liberación de sustancias tóxicas: La quema de aceite aislante y materiales aislantes liberará humo y gas tóxicos.

Salpicaduras de equipos: La explosión o la ruptura del tanque de aceite pueden causar salpicaduras de aceite a alta temperatura, escombros y piezas, causando daños al personal y al equipo cercano.

Contaminación del medio ambiente: Las grandes cantidades de aceite aislante que se filtran contaminarán el suelo y las fuentes de agua.

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