Averías más comunes en transformadores trifásicos

Este documento detalla las averías más frecuentes que pueden presentarse en transformadores trifásicos, así como las soluciones y procedimientos de mantenimiento recomendados.

1. Sobrecarga y Sobrecalentamiento

• Síntomas:
  • Aumento excesivo de la temperatura del transformador.
  • Disparos en los sistemas de protección (relé térmico o interruptores).
  • Olor a quemado o decoloración en los materiales aislantes.
• Causas:
  • Cargas superiores a la capacidad nominal del transformador.
  • Insuficiente ventilación o mal funcionamiento del sistema de refrigeración.
• Soluciones:
  • Reducir la carga a niveles dentro de la capacidad del transformador.
  • Revisar y limpiar el sistema de ventilación (ventiladores, radiadores, etc.).
  • Instalar equipos de monitoreo de temperatura para evitar futuras sobrecargas.

2. Cortocircuitos en los Devanados

• Síntomas:
  • Disminución de la tensión de salida.
  • Incremento de la corriente en el devanado afectado.
  • Disparos frecuentes de los interruptores o fusibles.
• Causas:
  • Fallos en el aislamiento entre espiras o devanados.
  • Exposición prolongada a condiciones de sobrecalentamiento.
• Soluciones:
  • Realizar una prueba de resistencia de aislamiento con un megóhmetro para confirmar el fallo.
  • Si se detecta un cortocircuito, será necesario rebobinar el devanado afectado.
  • En transformadores de menor tamaño, puede ser más económico reemplazar el equipo.

3. Degradación del Aislamiento

• Síntomas:
  • Baja resistencia de aislamiento.
  • Fugas de corriente y arcos eléctricos entre los devanados o hacia tierra.
• Causas:
  • Envejecimiento natural del aislamiento.
  • Contaminación por humedad o polvo.
  • Sobretensiones en el sistema eléctrico.
• Soluciones:
  • Realizar pruebas periódicas de aislamiento con un megóhmetro.
  • Secar los devanados si se detecta humedad.
  • Reemplazar el aislamiento dañado para evitar fallas mayores.

4. Fugas de Aceite Dieléctrico

• Síntomas:
  • Presencia de manchas o charcos de aceite alrededor del transformador.
  • Descenso del nivel de aceite en el tanque.
• Causas:
  • Deterioro de las juntas o sellos del tanque.
  • Daños mecánicos en el tanque o radiadores.
• Soluciones:
  • Inspeccionar las juntas y sellos; reemplazarlos si están deteriorados.
  • Reparar las fugas en el tanque y rellenar el aceite dieléctrico.
  • Realizar análisis del aceite para verificar que mantiene sus propiedades dieléctricas.

5. Vibraciones y Ruidos Anormales

• Síntomas:
  • Ruidos anormales como zumbidos, golpes o vibraciones constantes.
• Causas:
  • Núcleo laminado mal ajustado.
  • Pernos o piezas internas sueltas.
  • Sobrecargas o desequilibrios en la red.
• Soluciones:
  • Inspeccionar y ajustar las laminaciones del núcleo y los pernos.
  • Revisar el sistema de fijación de los devanados y el núcleo.
  • Verificar el balance de las cargas conectadas al transformador.

6. Baja Eficiencia y Regulación de Voltaje Deficiente

• Síntomas:
  • Pérdida significativa de voltaje en el devanado secundario bajo carga.
  • Ineficiencia energética y mayor generación de calor.
• Causas:
  • Fallos parciales en los devanados o cortocircuitos entre espiras.
  • Conexiones defectuosas o resistencia excesiva en terminales.
• Soluciones:
  • Medir el voltaje de salida en diferentes condiciones de carga.
  • Revisar las conexiones y terminales para detectar puntos calientes o corrosión.
  • Reparar o reemplazar los devanados afectados.

7. Fallas en el Sistema de Refrigeración

• Síntomas:
  • Aumento excesivo de la temperatura del transformador durante la operación.
  • Funcionamiento defectuoso de ventiladores o radiadores.
• Causas:
  • Bloqueos en los radiadores por suciedad o aceite seco.
  • Ventiladores eléctricos dañados o en mal estado.
• Soluciones:
  • Limpiar los radiadores y verificar el flujo de aire.
  • Reparar o reemplazar los ventiladores defectuosos.
  • Revisar el nivel y la calidad del aceite dieléctrico si se usa para enfriamiento.

8. Averías por Sobretensiones

• Síntomas:
  • Daños en el aislamiento, quemaduras visibles en los devanados o conexiones.
  • Disparos en los sistemas de protección por sobretensión.
• Causas:
  • Rayos o descargas eléctricas directas en el sistema.
  • Sobretensiones transitorias en la red eléctrica.
• Soluciones:
  • Instalar pararrayos y dispositivos de protección contra sobretensiones en la red.
  • Verificar y reparar el aislamiento dañado.
  • Realizar pruebas de aislamiento para garantizar el correcto funcionamiento.

9. Desequilibrios de Tensión entre las Fases

• Síntomas:
  • Una o más fases con voltajes distintos a los especificados.
  • Calentamiento desigual en las fases.
• Causas:
  • Desequilibrio en las cargas conectadas al transformador.
  • Fallos internos en los devanados o conexiones.
• Soluciones:
  • Verificar las cargas en cada fase y redistribuirlas si es necesario.
  • Realizar una inspección interna del transformador para detectar problemas en los devanados.

10. Pérdidas Magnéticas (en el núcleo)

• Síntomas:
  • Calentamiento excesivo del núcleo.
  • Baja eficiencia energética.
• Causas:
  • Daños en las laminaciones del núcleo.
  • Presencia de corrientes parásitas o pérdidas por histéresis.
• Soluciones:
  • Inspeccionar y reajustar las laminaciones.
  • Sustituir el núcleo si el daño es significativo.

Mantenimiento de Transformadores de Pequeña Potencia

1. Concepto de Mantenimiento

El mantenimiento de transformadores de pequeña potencia busca garantizar su buen funcionamiento, alargar su vida útil y evitar averías que puedan causar interrupciones en el sistema eléctrico. Este mantenimiento incluye tareas preventivas, predictivas y correctivas.

2. Tipos de Mantenimiento

A. Mantenimiento Preventivo

Se realiza para evitar fallos antes de que ocurran. Incluye inspecciones periódicas y acciones programadas.

1. Inspección Visual Regular
   • Verificar el estado físico del transformador.
   • Comprobar que no haya fisuras, deformaciones, o decoloraciones en la carcasa.
   • Asegurarse de que no haya signos de corrosión en los terminales o conexiones.
2. Limpieza Externa
   • Eliminar polvo, grasa, y suciedad acumulada que puedan comprometer la disipación de calor.
   • Utilizar un paño seco o aire comprimido para evitar dañar componentes internos.
3. Revisión de Conexiones
   • Verificar que todas las conexiones eléctricas estén bien ajustadas y libres de corrosión.
   • Limpiar terminales con productos adecuados si es necesario.
4. Medición de Temperatura
   • Monitorear la temperatura del transformador en funcionamiento para evitar sobrecalentamientos.
5. Comprobación de Carga
   • Asegurarse de que la carga conectada no exceda la capacidad nominal del transformador.

B. Mantenimiento Predictivo

Se basa en la monitorización y análisis de parámetros del transformador para predecir posibles fallas.

1. Pruebas de Resistencia de Aislamiento
   • Utilizar un megóhmetro para medir la resistencia entre los devanados y entre los devanados y la carcasa.
   • Valores bajos de aislamiento indican desgaste del material aislante o contaminación.
2. Medición de Relación de Transformación
   • Usar un comprobador de relación de transformación (TTR) para verificar que el transformador mantiene la relación nominal entre la entrada y salida de voltaje.
3. Pruebas de Continuidad
   • Verificar la continuidad en los devanados con un multímetro.
   • Detectar posibles cortocircuitos internos.

C. Mantenimiento Correctivo

Se realiza cuando el transformador ya ha sufrido una avería. Incluye tareas de reparación y, en algunos casos, sustitución de componentes.

1. Rebobinado de Devanados
   • Si se detectan fallos en los devanados (como cortocircuitos o quemaduras), puede ser necesario rebobinar el transformador.
2. Reparación de Conexiones
   • Sustituir terminales dañados o quemados.
   • Reemplazar conexiones flojas o corroídas.
3. Sustitución de Componentes
   • Cambiar materiales aislantes deteriorados o placas terminales dañadas.

3. Herramientas y Equipos Necesarios

• Multímetro digital.
• Megóhmetro para medir aislamiento.
• Pinza amperimétrica para comprobar corriente.
• Aire comprimido para limpieza.
• Herramientas manuales como destornilladores y llaves ajustables.
• Equipo de protección personal (guantes dieléctricos, gafas de seguridad, etc.).

4. Frecuencia de Mantenimiento

• Mensual:
  • Limpieza externa y revisión visual.
  • Verificar conexiones.
• Semestral:
  • Medición de resistencia de aislamiento.
  • Comprobación de relación de transformación.
• Anual:
  • Inspección completa del transformador.
  • Realización de todas las pruebas eléctricas necesarias.

5. Seguridad Durante el Mantenimiento

1. Desconectar el transformador de la red eléctrica antes de realizar cualquier trabajo.
2. Usar herramientas aisladas y equipo de protección personal.
3. Asegurarse de que no haya cargas conectadas durante las pruebas.

6. Registro de Mantenimiento

Es fundamental llevar un registro detallado de las inspecciones, pruebas y reparaciones realizadas. Esto ayuda a:

• Identificar patrones de fallas recurrentes.
• Planificar adecuadamente las actividades de mantenimiento.
• Documentar el estado del transformador a lo largo del tiempo.

Medios y Equipos para la Localización de Averías en Transformadores

1. Introducción

El diagnóstico de averías en transformadores requiere herramientas y técnicas específicas que permitan identificar fallos de forma precisa y segura. Estos medios ayudan a detectar problemas como fallos de aislamiento, cortocircuitos internos, desequilibrios de carga, entre otros.

2. Equipos para Localización de Averías

A. Multímetro Digital

• Uso:
  • Verificar tensiones y corrientes en los devanados.
  • Comprobar la continuidad de los circuitos.
• Aplicación:
  • Identificar fallos en las conexiones eléctricas.
  • Comprobar si hay devanados abiertos o cortocircuitados.

B. Megóhmetro

• Uso:
  • Medir la resistencia de aislamiento entre devanados y entre devanados y tierra.
• Aplicación:
  • Localizar problemas en el aislamiento.
  • Detectar degradación del material aislante o contaminación por humedad.

C. Comprobador de Relación de Transformación (TTR)

• Uso:
  • Verificar la relación entre el voltaje de entrada y el de salida del transformador.
• Aplicación:
  • Detectar deformaciones o fallos en los devanados.
  • Comprobar si la relación nominal coincide con las especificaciones del fabricante.

D. Cámara Termográfica

• Uso:
  • Identificar puntos calientes y anomalías térmicas.
• Aplicación:
  • Localizar problemas de sobrecalentamiento en conexiones, terminales y devanados.
  • Detectar desequilibrios de carga o fallos en el sistema de refrigeración.

E. Analizador de Aceite Dieléctrico

• Uso:
  • Evaluar la calidad del aceite utilizado en el transformador.
  • Detectar partículas de humedad o contaminación.
• Aplicación:
  • Identificar problemas en transformadores inmersos en aceite.
  • Prevenir fallos por pérdida de las propiedades dieléctricas del aceite.

F. Osciloscopio

• Uso:
  • Analizar la forma de onda de tensiones y corrientes.
• Aplicación:
  • Detectar armónicos, distorsiones o fallos en la calidad de la energía.

G. Detector de Descargas Parciales

• Uso:
  • Localizar descargas parciales en el aislamiento del transformador.
• Aplicación:
  • Identificar puntos débiles en el aislamiento antes de que ocurran fallos mayores.

H. Pinza Amperimétrica

• Uso:
  • Medir corrientes sin necesidad de desconectar los circuitos.
• Aplicación:
  • Verificar desequilibrios de corriente entre fases.
  • Detectar fallos en las conexiones y cargas conectadas.

I. Analizador de Frecuencia de Barrido (SFRA – Sweep Frequency Response Analysis)

• Uso:
  • Detectar deformaciones mecánicas en los devanados.
• Aplicación:
  • Evaluar daños estructurales después de eventos como cortocircuitos o impactos mecánicos.

J. Equipo de Prueba de Impedancia

• Uso:
  • Medir la impedancia de los devanados.
• Aplicación:
  • Identificar cortocircuitos internos o variaciones en la inductancia de los devanados.

3. Técnicas de Diagnóstico

A. Inspección Visual

• Objetivo: Identificar daños externos, fugas de aceite, corrosión o conexiones flojas.
• Herramientas Necesarias: Linterna, lupa, cámara digital para documentar.

B. Pruebas de Aislamiento

• Técnica: Utilizar un megóhmetro para medir la resistencia del aislamiento en diferentes puntos del transformador.
• Resultado Esperado: Valores altos indican buen estado del aislamiento; valores bajos sugieren problemas.

C. Análisis de Aceite Dieléctrico

• Técnica: Realizar pruebas de rigidez dieléctrica y cromatografía de gases.
• Resultado Esperado: Detectar humedad, partículas metálicas o gases generados por fallos internos.

D. Medición de Relación de Transformación

• Técnica: Usar un TTR para medir la relación entre el voltaje primario y secundario.
• Resultado Esperado: La relación medida debe coincidir con las especificaciones del fabricante.

E. Pruebas de Descargas Parciales

• Técnica: Utilizar detectores ultrasónicos o equipos especializados para localizar descargas parciales en el aislamiento.
• Resultado Esperado: Identificar defectos en aislamiento antes de fallos mayores.

4. Procedimiento General de Diagnóstico

1. Desconectar el transformador:
   • Asegurar que no esté energizado antes de realizar pruebas.
2. Inspección visual:
   • Revisar conexiones, fugas de aceite, y componentes externos.
3. Realizar pruebas básicas:
   • Medición de resistencia de aislamiento.
   • Prueba de continuidad de los devanados.
4. Analizar resultados:
   • Comparar los datos obtenidos con los valores nominales del transformador.
5. Aplicar pruebas avanzadas si es necesario:
   • Usar analizador de aceite, cámara termográfica o detector de descargas.

5. Seguridad en el Diagnóstico

• Usar equipo de protección personal (guantes dieléctricos, gafas de seguridad, calzado aislante).
• Asegurar la desconexión eléctrica antes de intervenir.