¿Cuál es la función y ciclo de reemplazo del aceite de transformador?

1. ¿Qué es el aceite de transformador?

El aceite de transformador, también conocido como aceite aislante, es un medio líquido especializado de aislamiento y enfriamiento que se utiliza en equipos eléctricos de alto voltaje, como transformadores de potencia sumergidos en aceite, reactores y disyuntores. Generalmente está hecho de aceite mineral profundamente refinado o ésteres sintéticos, conocidos como la "sangre" de los transformadores, y desempeña un papel crucial en el funcionamiento seguro, estable y duradero de los equipos.

2. La función del aceite de transformador.

• Función de aislamiento (anti avería)

       El aceite para transformadores tiene una rigidez dieléctrica extremadamente alta y puede llenar eficazmente los espacios entre los devanados internos, los núcleos de hierro y los casquillos de los transformadores. Como medio aislante, previene descargas o averías entre partes vivas y es la primera línea de defensa para garantizar la seguridad eléctrica de los equipos.

• Efecto de enfriamiento (disipación de calor)

      El devanado de un transformador genera una gran cantidad de calor durante su funcionamiento. El aceite del transformador circula por convección, quitando el calor del devanado y del núcleo de hierro, conduciéndolo hacia la pared del tanque y luego disipándolo en el aire a través de aletas de disipación de calor. Es como un refrigerante que mantiene el funcionamiento de los transformadores dentro de un rango de temperatura seguro y evita que los materiales aislantes envejezcan debido al sobrecalentamiento.

• Extinción y protección de arco (extinción de arco)

      Cuando se produce una descarga parcial o un arco dentro del transformador, el aceite del transformador puede descomponerse rápidamente y absorber la energía del arco, suprimiendo la expansión del arco. Al mismo tiempo, puede disolver y descargar el gas generado durante las fallas y proporcionar advertencias de fallas para los equipos junto con los relés de gas (relés de gas).

• Función de diagnóstico

      Al probar periódicamente las propiedades físicas y químicas del aceite del transformador, se puede determinar el estado operativo del transformador. Por ejemplo, los cambios en el contenido de gas, el índice de acidez, la humedad y otros indicadores disueltos en el aceite pueden reflejar fallas potenciales dentro de los transformadores y proporcionar una base importante para el mantenimiento y reparación de los equipos.

3. Ciclo de reemplazo del aceite de transformador

Una vez que el aceite del transformador envejece (como un índice de acidez excesivo, un mayor contenido de humedad y una disminución del voltaje de ruptura), su rendimiento de aislamiento y disipación de calor se deteriorará drásticamente. Por lo tanto, las pruebas periódicas del aceite y el estricto cumplimiento de los ciclos de reemplazo son de suma importancia para el mantenimiento de los equipos eléctricos.

Los siguientes son los principales factores que afectan el ciclo de reemplazo del aceite de transformador:

• El grado de envejecimiento del aceite

      Durante la operación, el aceite del transformador está sujeto a altas temperaturas, oxígeno, humedad e impurezas, lo que lleva a reacciones químicas graduales como oxidación y agrietamiento, que resultan en una disminución del rendimiento de aislamiento y enfriamiento. Al probar indicadores como el índice de acidez del aceite, la rigidez dieléctrica y el contenido de humedad, se puede determinar el grado de envejecimiento del aceite y decidir así si es necesario reemplazarlo.

• Entorno operativo del dispositivo

      El entorno operativo de un transformador influye significativamente en la tasa de envejecimiento de su aceite de transformador. Por ejemplo, en ambientes de alta temperatura, alta humedad y polvorientos, el aceite de transformador es más susceptible a la contaminación y la oxidación, lo que requiere intervalos de reemplazo más cortos. Además, si un transformador se somete a condiciones de sobrecarga prolongadas, la tasa de envejecimiento del aceite también se acelerará.

• Años de funcionamiento del equipo

     A medida que aumenta la vida útil de un transformador, la tasa de envejecimiento de su aceite de transformador se acelera gradualmente. Generalmente, en los primeros años después de la puesta en servicio de un nuevo transformador, el rendimiento del aceite permanece relativamente estable, lo que permite una extensión adecuada del ciclo de reemplazo. Sin embargo, a medida que aumenta el tiempo de operación del equipo, la frecuencia de reemplazo de aceite debe aumentarse correspondientemente.

• Resultados de la prueba de aceite

      Las pruebas periódicas del aceite de transformador son una base crucial para determinar si es necesario reemplazarlo. De acuerdo con los estándares nacionales y las especificaciones de la industria, todos los parámetros del aceite de transformador (como el índice de acidez, la rigidez dieléctrica, el contenido de humedad y el contenido de gas) tienen límites claramente definidos. Si los resultados de las pruebas exceden los límites permitidos, indica que el rendimiento del aceite ya no cumple con los requisitos operativos y requiere un reemplazo inmediato.

• Condición de falla del dispositivo

     Si un transformador experimenta fallas internas (como descargas parciales o cortocircuitos), puede provocar una contaminación o degradación grave del aceite del transformador. En tales circunstancias, incluso si los resultados de la prueba del aceite no han excedido los límites permitidos, el aceite debe reemplazarse según las condiciones reales para garantizar el funcionamiento seguro del equipo.

4. Norma para la sustitución del aceite de transformadores.

No existe un período fijo de "reemplazo al vencimiento" para el aceite de transformador, y su ciclo de reemplazo sigue el principio de "prioridad de prueba y reemplazo según sea necesario".

De acuerdo con la norma nacional GB/T 7595-2017 Calidad del aceite de transformador en funcionamiento, los estándares de reemplazo de aceite de transformador incluyen principalmente los siguientes aspectos:

• Valor ácido

      El índice de acidez es un indicador importante para medir el grado de envejecimiento del aceite de transformador. Si el índice de acidez del aceite excede 0,1 mgKOH/g, indica que el aceite ha sufrido una oxidación significativa y debe reemplazarse de manera oportuna.

• Rigidez dieléctrica

       La rigidez dieléctrica es un indicador clave para medir el rendimiento de aislamiento del aceite de transformador. Si la rigidez dieléctrica del aceite es inferior a 30 kV/2,5 mm, indica que el rendimiento de aislamiento del aceite ha disminuido y es necesario reemplazarlo.

• Contenido de humedad

      La humedad es una de las principales causas del envejecimiento del aceite de los transformadores y de la degradación del rendimiento del aislamiento. Si el contenido de humedad en el aceite excede las 30 ppm, se deben tomar medidas para deshidratar o reemplazar el aceite.

• Contenido de gas

       Al detectar el contenido de gas disuelto en el aceite (como hidrógeno, metano, acetileno, etc.), se puede determinar el estado operativo interno del transformador. Si el contenido de gas aumenta de manera anormal, indica que puede haber un mal funcionamiento potencial en el equipo y se requiere una inspección adicional y un reemplazo de aceite.

• Apariencia y olor

      Si el color del aceite del transformador se vuelve más oscuro, turbio o tiene olor, indica que el aceite ha sido contaminado o envejecido y debe reemplazarse de manera oportuna.

5. El proceso de sustitución del aceite del transformador

Corte de energía y descarga de aceite

Antes de reemplazar el aceite del transformador, es necesario apagar el transformador y drenar completamente el aceite viejo. Durante el proceso de descarga de petróleo, se debe prestar atención a prevenir la contaminación del medio ambiente por petróleo.

Equipo de limpieza

Antes de inyectar aceite nuevo, es necesario limpiar a fondo el interior del transformador para eliminar posibles restos de aceite viejo e impurezas.

Inyectar aceite nuevo

Inyectar aceite nuevo que cumpla con las normas en el transformador, prestando atención a controlar la velocidad de inyección y la temperatura del aceite para evitar la formación de burbujas.

Pruebas y depuración

Después de reemplazar el aceite, es necesario realizar una inspección y depuración exhaustiva del transformador para garantizar el funcionamiento normal del equipo.

6. Resumen

El aceite de transformador juega un papel crucial en los equipos eléctricos y su desempeño afecta directamente la operación segura y la vida útil de los transformadores. Al inspeccionar y reemplazar periódicamente el aceite del transformador, se pueden prevenir eficazmente las fallas del equipo y se puede extender la vida útil del equipo. En la operación práctica, el ciclo de reemplazo del aceite del transformador debe formularse razonablemente de acuerdo con la situación específica y el entorno operativo del equipo para garantizar el funcionamiento estable del sistema eléctrico.