¿Por qué se sobrecalienta mi transformador sumergido en aceite?

Como equipo central del sistema eléctrico, el estado operativo de los transformadores sumergidos en aceite está directamente relacionado con la seguridad y estabilidad de la red eléctrica. Sin embargo, en el funcionamiento real, el sobrecalentamiento del transformador es un fenómeno anormal común que requiere alta vigilancia. Si la causa no se identifica y trata a tiempo, no sólo acelerará el envejecimiento del material aislante y acortará la vida útil del equipo, sino que en casos severos puede incluso causar accidentes catastróficos como incendios o explosiones. Las causas del sobrecalentamiento del transformador son complicadas y generalmente pueden analizarse desde tres dimensiones: entorno operativo externo, sistema de enfriamiento y fallas eléctricas internas.

I. Funcionamiento externo y factores ambientales

El calor generado por el transformador durante el funcionamiento está directamente relacionado con la carga. Cuando el transformador está en un estado de operación de sobrecarga durante mucho tiempo, o se produce un cortocircuito grave en el equipo eléctrico aguas abajo y el dispositivo de protección no logra eliminar la falla a tiempo, la corriente que fluye en el devanado aumenta bruscamente, lo que hará que el calor generado supere con creces el calor disipado, provocando que la temperatura general aumente anormalmente. Además, no se puede ignorar la influencia del entorno externo. En el clima continuo de alta temperatura del verano, la eficiencia de disipación de calor del transformador naturalmente disminuirá. Si en este momento se superpone una operación de carga alta, es fácil activar una alarma de temperatura excesiva del aceite. Al mismo tiempo, impactos externos como rayos o sobretensiones de funcionamiento también pueden generar arcos dentro del transformador, generando instantáneamente una gran cantidad de calor.

II. Problemas con el sistema de refrigeración y la calidad del aceite.

La disipación de calor de los transformadores sumergidos en aceite se basa principalmente en aceite aislante y sistemas de refrigeración. Una vez que el sistema de enfriamiento falla, como cuando el ventilador se cala, la bomba sumergible falla, la válvula del radiador no está completamente abierta o el disipador de calor está severamente bloqueado por polvo o escombros, el calor no se disipará a tiempo. El estado del propio aceite aislante también es decisivo. Si hay una fuga de aceite en el transformador y el nivel de aceite es demasiado bajo, no sólo se reducirá la capacidad de disipación de calor, sino que también algunos devanados o núcleos pueden quedar expuestos al aire, exacerbando el sobrecalentamiento local. Además, si el aceite aislante se deteriora, se humedece o se contamina después de un funcionamiento prolongado, su rendimiento de aislamiento y conductividad térmica se reducirán significativamente, empeorando aún más las condiciones de disipación de calor.

III. Fallas eléctricas y mecánicas internas.

Una vez eliminados los problemas de carga externa y del sistema de enfriamiento, si el transformador aún se sobrecalienta, existe una alta probabilidad de que exista una falla interna. Las fallas internas comunes incluyen:

Cortocircuito del devanado: debido a defectos de fabricación, mantenimiento inadecuado o envejecimiento del aislamiento, la bobina interna puede tener un cortocircuito entre vueltas, entre capas o entre fases, formando un circuito de cortocircuito cerrado, lo que resulta en una enorme corriente circulante y alta temperatura local.

Mal contacto: El cambiador de tomas es el único contacto móvil en el devanado del transformador y también es el más propenso a tener problemas. Si los contactos del cambiador de tomas, las conexiones de la bobina o el cableado final están flojos u oxidados, provocará una resistencia de contacto excesiva, un sobrecalentamiento local severo e incluso la fusión de los contactos cuando pasen grandes corrientes.

Fallo del núcleo de hierro: si el aislamiento entre las láminas de acero al silicio del núcleo de hierro se daña, o si el núcleo de hierro se conecta a tierra en múltiples puntos, se generará una enorme corriente parásita dentro del núcleo de hierro, lo que provocará un fuerte aumento en la pérdida de hierro, lo que provocará un sobrecalentamiento local del núcleo de hierro y puede descomponer el aceite aislante circundante para producir gas inflamable.

IV. Diagnóstico científico y sugerencias de tratamiento.

Ante el sobrecalentamiento del transformador, el riesgo de manipulación a ciegas es extremadamente alto. El proceso de diagnóstico científico debe seguir el principio de "de afuera hacia adentro, de lo simple a lo complejo":

Verifique las condiciones de operación inmediatamente:Confirme si el transformador está sobrecargado, verifique si el dispositivo de enfriamiento (ventilador, bomba de aceite) está funcionando normalmente y limpie el polvo y la suciedad de la superficie del radiador.

Fortalecer el monitoreo de condiciones:Supervise de cerca las tendencias cambiantes de la temperatura superior del aceite y la temperatura del devanado, y compárelas con datos históricos. Preste atención a si hay un sonido de descarga "crujido" o de agua hirviendo dentro del transformador, y observe si el color del aceite se vuelve negro y si el nivel de aceite es normal.

Análisis de cromatografía de aceite:Este es uno de los medios más eficaces para determinar la falla interna del transformador. Al analizar la composición y el contenido de gases característicos como hidrógeno, metano, etileno y acetileno disueltos en el aceite, podemos determinar con precisión si existe una falla de sobrecalentamiento o descarga en el interior, así como la gravedad de la falla.

Solicitar corte de energía para mantenimiento:Si se determina que hay una falla interna mediante inspección externa y análisis de cromatografía de aceite, o que la temperatura continúa aumentando anormalmente y no puede aliviarse con medidas externas, debe solicitar inmediatamente un corte de energía, realizar una inspección del capó colgante (núcleo) y encontrar y eliminar minuciosamente el punto de falla.

El sobrecalentamiento del transformador es un precursor importante de la falla del equipo. Cuando la temperatura superior del aceite continúa excediendo los 85°C y aún no puede bajar después de reducir la carga, se debe aplicar un corte de energía inmediatamente y se deben realizar pruebas eléctricas y de lubricación. Si el deterioro del aceite aislante y los fallos internos latentes no se solucionan a tiempo, pueden fácilmente derivar en cortocircuitos entre espiras o incluso accidentes de deflagración, poniendo en grave peligro la seguridad de la red eléctrica. Inspección regular, mantenimiento oportuno, análisis científico.