Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Un transformador de potencia es el segundo equipo más costoso instalado en un sistema de potencia . Por lo tanto, se debe tener especial cuidado durante la instalación de un nuevo transformador de potencia en una subestación eléctrica . Durante el acceso al interior de un transformador de potencia, el trabajador debe vaciar sus bolsillos de todos los artículos sueltos para que no haya riesgo de que caiga nada dentro del transformador de su bolsillo.
Las herramientas utilizadas durante el trabajo, deben estar bien atadas con un grifo de algodón para que puedan ser recuperadas si caen accidentalmente en el interior del transformador. El yute no debe usarse como material de limpieza para un transformador . Las fibras sueltas del yute pueden quedar incluso después de completar el trabajo de limpieza, lo que puede afectar las propiedades aislantes del equipo en el futuro. La limpieza debe realizarse con un paño de algodón limpio sin fibras sueltas en suspensión. Generalmente, muchas partes de un transformador de potencia se transportan de los fabricantes por separado.
Todas las piezas o componentes enviados por separado deben limpiarse adecuadamente por dentro y por fuera antes de ser instalados en el cuerpo del transformador. Se debe prestar especial atención si la superficie interior de cualquier componente se encuentra oxidada. El aceite de transformador también se envía en tambores de acero sellados separados. Este aceite es altamente inflamable, por lo que no se debe acercar ninguna llama al aceite del transformador.
El aceite de transformador y el material aislante a base de celulosa utilizado en el transformador, ambos absorben la humedad fácilmente, por lo tanto, el aceite de transformador y las partes aisladas a base de celulosa del transformador deben manipularse con mucho cuidado. El cuerpo principal del transformador de potencia puede ser suministrado por el fabricante sin o con aceite aislante en su interior. En ambos casos, es una buena práctica hacer circular aceite seco y tibio a través de él hasta que su temperatura sea de 5 o C a 10 o C por encima de la temperatura ambiente.
Esto debe hacerse antes de permitir el acceso externo al interior del tanque. El aceite caliente y seco debe circular en el transformador durante todo el tiempo que el transformador permanezca abierto a la atmósfera. La bomba de aceite y todas las juntas de la tubería de aceite deben ser herméticas de manera adecuada, de lo contrario, el aire entrará en el transformador y se alojará en los lugares vulnerables, como los devanados.
Indice de contenidos
- Ubicación y preparación del lugar para la instalación de un transformador de potencia
- Preparación de aceite durante la instalación del transformador
- Llenado de aceite en el tanque del transformador durante la instalación
- Juntas y juntas de junta
- Colocación y fijación de bujes de transformador
- Instalación del tanque conservador
- Accesorios de respiradero de gel de sílice
- Instalación de ventilación de explosión
- Montaje del relé Buchholz
- Instalación del indicador de temperatura
- Instalación de equipos de refrigeración
- Montaje del cambiador de tomas bajo carga
- Puesta a tierra del transformador
Ubicación y preparación del lugar para la instalación de un transformador de potencia
Para la instalación de un transformador de potencia , no se requiere ningún tipo especial de cimentación. La base debe ser lo suficientemente fuerte para soportar la carga pesada del transformador y debe estar diseñada de manera eficiente para evitar la acumulación de agua debajo del transformador . Es esencial drenar todo el aceite que sale del transformador durante cualquier riesgo de incendio y, por lo tanto, se deben proporcionar instalaciones especiales de drenaje de aceite en el diseño de la cimentación.
Este último punto se recomienda especialmente para grandes transformadores de potencia . La base debe crearse en un lugar en el que se pueda proporcionar un fácil acceso a todos los dispositivos de indicación y protección.
Eso significa que debe haber suficiente espacio alrededor para una visualización adecuada de las placas de diafragma, termómetros, válvulas, medidores de aceite, etc. También se deben proporcionar distancias eléctricas estándar suficientes y mínimas de todas las partes vivas del transformador de la tierra y otros cuerpos vivos. Si el transformador es del tipo Oil Natural Air Natural (ONAN), debe haber suficiente espacio disponible alrededor del transformador para hacer circular el aire de forma natural.
Si el transformador ONAN es de tipo interior, la habitación debe estar bien ventilada. En este caso, las entradas y salidas de aire deben ser de tamaño y número suficientes. Las entradas de aire de la habitación deben estar lo más cerca posible del piso y las salidas de aire deben ser tan altas como lo permita el edificio y esta disposición facilitará una circulación de aire suficiente y eficiente durante el enfriamiento natural del transformador . En algún momento, en el caso de un transformador interior, los extractores de aire se utilizan para la circulación forzada de aire en la habitación.
Cuando no se instalen ruedas o rodillos en la base del cuerpo del transformador , se puede adoptar un zócalo de hormigón nivelado con placas de apoyo de tamaño y resistencia suficientes para el transformador exterior. Para evitar la formación de óxido, es fundamental evitar la presencia de aire y agua en el espacio entre el zócalo y la base del transformador mediante el uso de cretex o compuestos bituminosos similares.
Cuando se instalen rodillos en la base, se deben instalar rieles o rieles adecuados con la base para colocar y bloquear los rodillos en el riel. El bloqueo de los rodillos en el riel es esencial porque evita el movimiento accidental del transformador durante terremotos o cualquier peligro similar.
Preparación de aceite durante la instalación del transformador
Cuando el transformador se envía sin aceite, se requiere aceite completo que es suministrado por el fabricante en tambores de acero sellados separados. Pero cuando el transformador se envía con aceite en el tanque principal, el aceite necesario para el tanque conservador , los radiadores del transformador y otras partes esenciales se envía en tambores de acero sellados separados.
Aunque el aceite suministrado por el fabricante es nuevo, es necesario filtrarlo, limpiarlo y secarlo antes de sentirlo en el transformador. El proceso de filtrado debe continuar hasta que el aceite del transformador cumpla con las especificaciones indicadas por el fabricante.
Los parámetros del aceite que deben comprobarse durante el proceso de filtrado son generalmente la resistencia eléctrica, la resistividad a 27 o C, la resistividad a 90 o C, el valor tan delta a 90 o C y el contenido de humedad en ppm. El aceite se contamina fácilmente, por lo que es importante, al tomar muestras del aceite y llenar el tanque, mantener el aceite libre de contaminación.
Todos los componentes utilizados para manipular el aceite del transformador deben limpiarse y enjuagarse con aceite de transformador nuevo antes de su uso. Para recoger una muestra del aceite con el fin de realizar la prueba, se prefieren los recipientes de vidrio con tapón de vidrio al recipiente metálico. La limpieza del recipiente es esencial porque una cantidad muy pequeña de humedad puede afectar los resultados de la prueba. Nunca use cera para sellar los recipientes de muestras de aceite.
Si es posible, el tapón de vidrio se cubre con un paquete de gel de sílice atado con un paño. Es preferible una manguera de acero flexible para filtrar y manipular aceite aislante . Se puede usar como manguera algún tipo de tubería de caucho sintético o tubería de PVC especialmente hecha, pero en ningún caso se debe usar una manguera de caucho ordinaria, ya que el aceite del transformador disuelve el azufre del caucho y, por lo tanto, está contaminado. La manguera de acero utilizada para este propósito también debe limpiarse adecuadamente y estar libre de humedad y óxido suelto.
Llenado de aceite en el tanque del transformador durante la instalación
El aceite solo se puede llenar en el transformador que cumpla con las especificaciones estándar mencionadas por el fabricante del transformador. Cuando el transformador se suministra lleno de gas, el llenado de aceite se realiza en el tanque principal al vacío.
Los transformadores grandes generalmente están diseñados para resistir el vacío total durante períodos prolongados. Durante el llenado de aceite en el tanque principal del transformador, es preferible conectar la manguera de entrada en la parte inferior del tanque. Después de llenar el aceite hasta la parte superior del núcleo del transformador, se mantiene el vacío adecuado máximo por encima del nivel de aceite en el tanque para minimizar el riesgo de que se acumulen burbujas en las esquinas inaccesibles del devanado.
Cabe señalar que el buje del condensador, el diafragma, el relé Buchholz , la placa del cambiador de tomas, el tanque conservador , las unidades de radiadores, etc., no están diseñados para resistir el vacío, por lo que no deben someterse al vacío. Eso significa que los procesos de vacío solo se deben realizar en el tanque principal sin conectar o con bloquear todos los componentes del transformador mencionados anteriormente .
Secado del transformador de potencia usando una máquina de filtro aerodinámico
El proceso más común de secado de un transformador de potencia es mediante el uso de una máquina de filtro aerodinámico conectada a través de la manguera de aceite de entrada y salida. La cámara de vacío y el calentador de aceite incorporados en la máquina de filtración se utilizan principalmente para este propósito. Antes de utilizar la máquina de filtración, debe asegurarse de que el aceite previamente llenado en la máquina, se debe drenar y la máquina se rellena con el aceite de transformador suministrado por el fabricante.
Este aceite primero circuló dentro de la máquina varias veces y se probó una y otra vez para lograr el resultado requerido. Si se logra el resultado requerido, entonces la máquina debe conectarse a través de las entradas y la manguera de salida del transformador y todo el aceite debe circular a través del transformador y la máquina de filtrado varias veces y la muestra de aceite debe probarse durante un intervalo especificado normalmente después de cada una hora.
La bomba de vacío de la máquina de filtración debe tener la capacidad de crear un vacío lo más alto posible, pero no menos de 710 mm de mercurio. Siempre que sea posible, se puede conectar una bomba de vacío adicional en la tapa superior del tanque para mantener el aceite en el tanque al vacío de manera constante. Esta bomba de vacío adicional puede acelerar el proceso de secado del transformador .
Aunque, el aceite se llenó en el transformador al vacío desde el fondo del tanque, pero durante el proceso de secado, el aceite se extrae del fondo y se alimenta a la parte superior del tanque del transformador. Esto ayuda a eliminar la humedad o las impurezas que quedan en el aceite.
La circulación de aceite en esa dirección debe continuar de 8 a 12 horas y luego el ciclo se invierte, es decir, se extrae aceite de la parte superior y se alimenta al fondo del tanque. Durante este proceso el aceite no debe calentarse más allá de los 85 o C en la máquina y la temperatura del aceite dentro del tanque del transformador no debe exceder los 75 o C.
Si no se mantiene este límite de temperatura máxima permitida, el aceite puede descomponerse debido al funcionamiento a temperaturas más altas. El proceso de secado continúa hasta que se alcanza el valor de resistencia de aislamiento satisfactorio. La resistencia de aislamiento o valor de IR del aceite depende principalmente de su contenido de humedad, por lo tanto, al analizar el valor de IR, se puede predecir el contenido de humedad en el aceite.
Los valores de IR del aceite tomados en un intervalo regular (en el intervalo de una hora) se grafican contra el tiempo. Debe observarse en el gráfico que inicialmente el valor de IR desciende y este valor de IR será bajo hasta que la humedad esté presente en el interior.
Una vez que se elimina toda la humedad del aceite, así como del interior del transformador, el valor de IR vuelve a subir y se vuelve estable. Inicialmente, el valor de la resistencia del aislamiento disminuyó porque la humedad contenida en el núcleo y el devanado del transformador se eliminaba en el aceite caliente, por lo que se incrementó el contenido de humedad del aceite.
Después, esta humedad eliminada del aceite en la máquina de filtrado, el valor de resistencia de aislamiento del aceite volvió a ser alto y estable. Los valores de IR tomados a intervalos regulares también deben representarse frente a las lecturas de temperatura. Al principio, los valores de IR disminuyen a medida que aumenta la temperatura. El valor de IR será bajo hasta que la humedad esté presente en el interior.
Una vez que se elimina la humedad, el valor de IR comenzará a aumentar y luego se estabilizará. Además del proceso de secado por máquina de filtración, el transformador también se puede calentar cortocircuitando el devanado de BT y suministrando un voltaje reducido en los terminales de alto voltaje. El valor de la tensión aplicada se mantiene de modo que la corriente a través del devanado en cortocircuito debe ser inferior al 70% de la corriente nominal.
También se debe tener en cuenta durante el calentamiento del devanado del transformador aplicando tensión reducida, la temperatura del aceite no debe superar los 75 o C. Al mismo tiempo, la temperatura del devanado no debe superar los 90 o C.
Juntas y juntas de junta
La junta del transformador es una junta de corcho unida con neopreno. Las juntas son suministradas sin apretar por el fabricante sin ningún orificio para pernos creado en ellas. Las juntas generalmente se cortan al tamaño y la forma y se perforan para los orificios en el sitio. Las juntas en la junta deben ubicarse lejos de las esquinas y los orificios en negrita.
Antes de su uso, se debe verificar que la junta tenga la flexibilidad adecuada y que no presente engrosamiento local. La solución de neopreno se utiliza como adhesivo para juntas en la junta. Después de colocar la junta, los pernos se escriben en secuencia, un poco cada vez para que se ejerza una presión uniforme sobre la junta hasta que la junta se comprima a aproximadamente 2/3 de su espesor original.
Colocación y fijación de bujes de transformador
Antes de colocar los bujes en el transformador, deben revisarse en busca de daños o grietas. Si están bien, deben limpiarse con un paño de algodón seco. Normalmente, los bujes se entregan completamente ensamblados. Al sujetar el buje al tanque, se debe tener cuidado para asegurar que se obtenga una presión uniforme en la brida de la porcelana y su junta apretando alternativamente las tuercas diagonalmente opuestas. La conexión de energía en el espárrago del buje debe ser lo suficientemente flexible para absorber cualquier vibración. Si se suministran bocinas de arco con el buje, deben instalarse y el espacio entre las bocinas debe ajustarse según el dibujo suministrado con el transformador .
Instalación del tanque conservador
El tanque conservador , donde se instale, debe ensamblarse con su tubería, etc., asegurándose de que las juntas PATINADAS sean estancas al aceite y que la tubería esté limpia y libre de humedad. El mecanismo del medidor de aceite de tipo flotador dentro del conservador está bloqueado para evitar daños durante el transporte. Después de colocar el conservador en posición, debe soltarse girando el perno de bloqueo en la dirección indicada en la placa.
Mientras palpa el conservador con aceite de transformador, debe asegurarse de que el aceite se llene hasta el nivel indicado por el indicador de aceite del conservador. En el cuadrante del indicador de aceite hay una indicación de temperatura, esto indica el nivel prescrito de aceite en el conservador a esa temperatura.
Por ejemplo, si se indica 30 o C en el cuadrante de los medidores de aceite, el aceite debe llenarse en el conservador hasta ese nivel cuando la temperatura del aceite es de 30 o C.Pero durante el llenado real de aceite en el tanque del conservador, debemos estar en consonancia con la temperatura del aceite en ese momento.
Accesorios de respiradero de gel de sílice
El respirador de gel de sílice siempre viene suelto. El tapón de plástico que sella en la parte superior del respiradero debe retirarse y colocarse en la tubería asociada. Se debe quitar la taza de aceite en la parte inferior del respiradero, llenar con aceite de transformador hasta el nivel indicado en él y luego volver a colocarla en la posición. Por tanto, se evita que el gel de sílice absorba la humedad de la atmósfera.
Instalación de ventilación de explosión
El respiradero de explosión está equipado con una junta adecuada. Aquí se debe tener cuidado para asegurar que el diafragma superior con su junta haga una junta hermética. El respiradero de explosión se envía como manta desde la fábrica y la placa ciega superior no debe retirarse hasta que el nivel de aceite dentro del transformador suba por la tapa del tanque.
Cuando un transformador está provisto de un dispositivo Buchholz, el diafragma de papel inferior que actúa como placa deflectora se coloca en la base del respiradero de explosión para garantizar que los gases liberados en el transformador pasen a través del relé Buchholz y no se acumulen en el respiradero. Un orificio en el costado permite que el aceite ingrese a la ventilación e iguale la presión a ambos lados del diafragma deflector.
En los transformadores de gran capacidad, el espacio sobre el aceite en el respiradero generalmente está conectado por una tubería a la parte superior del conservador para igualar la presión y ventilarlo a la atmósfera a través del respiradero. Para el transformador suministrado sin tubo de compensación y grifo de aire, se instala en la parte superior que debe abrirse cuando el tanque se está llenando con el aceite y cerrarse nuevamente.
Montaje del relé Buchholz
El relé Buchholz está conectado a través de la tubería entre el tanque conservador y el tanque principal del transformador . Generalmente hay una válvula de parada entre el relé Buchholz y el tanque conservador. El relé Buchholz debe montarse en la tubería solo después de que el nivel de aceite dentro del transformador esté por encima de la tapa del tanque.
El relé Buchholz está provisto de una flecha marcada en su carcasa y esta flecha siempre debe apuntar hacia el conservador. Si se proporciona el tubo de liberación de gas, debe instalarse en el bolsillo superior del relé Buchholz. En este caso, los bolsillos superiores del relé Buchholz deben abrirse y las tuberías de liberación de gas deben estar llenas de aceite durante el funcionamiento normal del transformador. Cuando el gas se va a recolectar a través de la tubería de liberación de gas, el petróleo saldrá inicialmente seguido por el gas.
Pero cuando la tubería de liberación de gas no está provista de relé Buchholz , los bolsillos superiores generalmente se atornillan firmemente. Durante la instalación del relé Buchholz en la tubería, el relé debe bloquearse mecánicamente con el tornillo de bloqueo provisto en el relé. Evita cualquier daño mecánico en el interior del relé debido al tránsito.
Los contactos de alarma y disparo provistos en el relé deben identificarse correctamente en los planos de control del relé antes de conectar los cables de control en esos terminales del relé. Los contactos ‘NO’ para alarma y disparo deben verificarse para su correcto funcionamiento.
Instalación del indicador de temperatura
El indicador de temperatura del aceite (OTI) y el indicador de temperatura del devanado (WTI) están instalados en el quiosco de clasificación. Las bombillas del termómetro están encerradas en los bolsillos de la tapa superior del transformador. Los bolsillos del termómetro para OTI y WTI deben llenarse con aceite de transformador durante la inserción de las bombillas del termómetro en su interior.
Tanto el indicador de temperatura del aceite como el indicador de temperatura del devanado se proporcionan con punteros máximos e interruptores de mercurio. Los tubos capilares de acero son normalmente bastante flexibles, pero no deben doblarse bruscamente y repetidamente y deben estar sujetos por clips para evitar combaduras innecesarias.
Antes de la instalación, se debe verificar que el instrumento tenga una calibración adecuada mediante un baño de aceite frío y caliente. Los interruptores de mercurio se ajustan para hacer contacto a la temperatura deseada dependiendo de la condición del sitio, es decir, temperatura ambiente, condición de carga, etc. La conexión de transformadores de corriente del WTI se realiza al bolsillo del termómetro según las instrucciones dadas en el tablero de terminales del WTI.
Instalación de equipos de refrigeración
Las unidades de radiador se lavan con aceite limpio y seco antes de colocarlas en el cuerpo principal del transformador . Después de colocar los radiadores con el trabajo de junta adecuado, se llenan con aceite de transformador . El aire debe liberarse perdiendo la bolsa de liberación de aire en la parte superior del cabezal y también en cada unidad de radiador.
Cuando solo se completa el proceso de secado del tanque principal, se abren las válvulas de interconexión entre el tanque y la unidad de radiador. Esto se debe a que la unidad del radiador no debe someterse al vacío, aplicado en el tanque principal durante el proceso de secado. Los ventiladores de enfriamiento y las bombas de circulación de aceite también deben instalarse y el cableado adecuado debe realizarse de acuerdo con los planos de control del enfriador proporcionados con el transformador.
Montaje del cambiador de tomas bajo carga
El cambiador de tomas, si se envía por separado, debe instalarse en el tanque. Se debe medir el valor de resistencia de aislamiento de cada cable del cambiador de tomas y se debe investigar la causa de los valores bajos, si los hay.
El cable del cambiador de tomas debe conectarse a su posición respectiva en el tablero de terminales provisto en el tanque. Se debe garantizar la estanqueidad de todas las conexiones del interruptor selector y el tablero de terminales.
A veces es difícil obtener buenos valores de resistencia de aislamiento si hay humedad en el tablero del cambiador de tomas o en cualquiera de las partes del interruptor selector y el interruptor desviador. Luego, debe asegurarse de que el interruptor selector y el interruptor de desvío estén llenos de aceite procesado limpio y seco.
Para eliminar la humedad del tablero de terminales, es preferible hacer circular el aceite del transformador en el tanque del interruptor selector y el tanque del transformador principal simultáneamente y a la temperatura más alta permitida. Si se proporcionan otras instrucciones especiales, se deben seguir las mismas.
Montaje del cambiador de tomas sin carga
Si el transformador se suministra con cambiador de tomas sin carga, se monta previamente en el propio transformador. No es necesario realizar ninguna conexión adicional a diferencia del caso del cambiador de tomas bajo carga. En este caso solo se mantiene la precaución y se debe aislar el transformador del sistema durante el cambio de toma de una posición a otra.
Puesta a tierra del transformador
El tanque principal del transformador debe estar efectivamente conectado a tierra al menos en más de un punto. Cabe señalar que la conexión a tierra debe tener una sección transversal suficiente para transportar la corriente de falla durante al menos 30 segundos. Los ventiladores, bombas de aceite, neutros, quiosco de clasificación, etc. también deben estar debidamente conectados a tierra.
Finalización de los trabajos de montaje para la instalación del transformador de potencia
Cualquier otro trabajo, como el cableado de varios contactos de alarma / disparo desde varios accesorios del transformador al quiosco de clasificación, configuración de relés, verificación del esquema de protección, etc., debe completarse antes de que el transformador esté listo para la puesta en servicio.
