1. Campo de aplicación y propósito
Este manual define una única procedimiento técnico para la realización del mantenimiento técnico programado y la diagnóstico de transformadores de potencia con aceite en empresas industriales de Ucrania. El documento abarca tres etapas críticas del diagnóstico: la toma de muestra de aceite del transformador, la interpretación de los resultados del análisis cromatográfico de gases disueltos (DGA) y la medición de la resistencia de aislamiento de las bobinas.
La procedura se aplica a transformadores de potencia de dos y tres bobinas con tensión de 6 kV a 110 kV, potencia de 630 kV·A y más, instalados en instalaciones industriales, subestaciones y puntos de distribución. Las obras se realizan durante las paradas planificadas del equipo, revisiones preventivas estacionales o al detectar desviaciones en el funcionamiento de los sistemas de refrigeración y protección.
2. Medidas de seguridad
Peligro de alta tensión y sustancias tóxicas!
1. Bloqueo y etiquetado (LOTO): Antes de comenzar cualquier trabajo de conexión a circuitos de medición o toma de muestras de aceite del transformador, debe estar completamente fuera de servicio, desconectado del lado de alta tensión (AT) y baja tensión (BT) con una ruptura visible en los dispositivos de conmutación. Instale los bornes de tierra en todos los puntos de entrada. 2. EPI: Uso obligatorio de guantes dieléctricos (clase 3 según EN 60903), gafas de protección con protección lateral, ropa de trabajo termorresistente (EN ISO 11612) y calzado especial con suela resistente a aceites y combustibles. 3. Seguridad ecológica: El aceite del transformador contiene productos de degradación y puede estar contaminado con trazas de PCB (polibromuros de bifenilo) en transformadores antiguos. Utilice recipientes para recogida de derrames con un volumen no menor al 110% del volumen del orificio de toma de muestra. Cumpla con los requisitos del DСП 2.012-99 en cuanto al manejo de residuos peligrosos.
3. Herramientas y materiales necesarios
| Nombre del instrumento / material | Especificación técnica | Cantidad |
|---|---|---|
| Megóhmetro | Prueba de tensión hasta 2500 V, rango de medición hasta 100 GΩ (por ejemplo, Fluke 1555 o similar) | 1 pieza |
| Conjunto de llaves dinamométricas | Rango 5–50 Nm y 20–200 Nm con precisión ±4% | 2 piezas |
| Botellas de vidrio para muestras de aceite | Botellas especiales tipo Schott Duran con tapones sellados de 1 litro | 3 piezas |
| Inyectores especiales (para DGA) | Jeringas Luer Lock de 50 ml con válvulas de tres vías | 2 piezas |
| Pirómetro infrarrojo/cámara termográfica | Rango -20 °C ... +350 °C, precisión ±2 °C (p. ej. Testo 883) | 1 ud. |
| Manguera flexible de silicona | Diámetro 8-10 mm, resistente a productos derivados del petróleo. | 3 metros |
| Alcohol técnico (isopropanol) | 99,7% de pureza para desengrasar | 1 litro |
| Servilletas sin pelusa | Rollos industriales | 1 paquete |
4. Lista de verificación de la inspección preliminar
| Ver elemento | Que comprobar | Criterio de aceptación/rechazo | Notas |
|---|---|---|---|
| El tanque principal del transformador. | Integridad de las soldaduras, sin rastros de fugas de aceite. | Aceptable: Superficies secas. Desviación: Presencia de goteos o gotas de aceite. |
Tome una fotografía de cualquier defecto. |
| expansor de aceite | El nivel de aceite es relativo a la escala de temperatura. | El nivel de aceite debe corresponder a la temperatura ambiente (p. ej. +20 °C dentro de la marca). | Verifique el estado del desecante de gel de sílice. |
| Cartucho de gel de sílice | Gel de sílice indicador de color | Aceptable: Azul o rosa brillante (según el tipo). Desviación: Rosa pálido o amarillo sucio (saturado de humedad). |
El reemplazo del grano se extrae cuando el color cambia en más del 50%. |
| Entradas (aisladores) AT y BT | Estado de la superficie de porcelana o polímero. | Ausencia de astillas, grietas, rastros de descargas superficiales (hollín). | Limpiar del polvo y la suciedad. |
| Puesta a tierra del cuerpo | Fiabilidad de las conexiones atornilladas del circuito de tierra. | Resistencia transitoria no más de 0,1 ohmios. Apriete de tornillos según el momento. | Limpia de la corrosión hasta obtener un brillo metálico. |
5. Procedimiento paso a paso para realizar trabajos.
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Preparación del área de trabajo y provisión de LOTO
- Obtenga un permiso para trabajos de alto riesgo y un equipo de autorización.
- Realizar una desenergización completa del transformador. Utilice cerraduras mecánicas en los cuadros y coloque carteles que digan "¡No encienda! La gente está trabajando".
- Asegúrese de que no haya voltaje en las entradas de AT y BT utilizando un indicador de voltaje portátil de la clase adecuada.
- Coloque tierras portátiles en todos los cables de las entradas del transformador.
Indicador visual de finalización: Rotura visible en los contactos de las máquinas, presencia de cables de tierra en las entradas.
Errores comunes: comenzar a trabajar sin verificar el voltaje capacitivo residual en entradas de alto voltaje.
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Muestreo de aceite de transformador para análisis de laboratorio y DGA
- Limpiar el grifo inferior del muestreador del transformador de polvo y suciedad con un paño sin pelusa e isopropanol.
- Drene la porción inicial de aceite en un volumen de aproximadamente 0,5 litros en el recipiente preparado (esto le permitirá eliminar el aceite estancado del grifo).
- Enjuague el grifo y conecte la manguera de silicona, evitando que entren burbujas de aire al flujo de aceite.
- Llenar los frascos de vidrio especiales (o jeringas para DGA) con chorro laminar de abajo hacia arriba, lavando y llenando completamente el recipiente sin dejar espacios de aire. Tapar las botellas con corchos.
Indicador visual de finalización: Ausencia total de burbujas de aire en el interior del recipiente de cristal o jeringa, sellado hermético.
Errores comunes: contacto de la muestra de aceite con el aire atmosférico o la humedad, uso de botellas de plástico abiertas en lugar de vidrio sellado.
Medición de la resistencia de aislamiento del devanado (R60/R15)
- Conecte el megaóhmetro a los cables de prueba. Esquemas de uso: HV relativo a (LV + Cuerpo), LV relativo a (HV + Cuerpo), HV relativo a LV.
- Configure el voltaje de prueba de acuerdo con el pasaporte del transformador (se recomiendan 2500 V para devanados con un voltaje superior a 10 kV).
- Mida durante 60 segundos, registrando el valor de resistencia en el segundo 15 ($R_{15}$) y en el segundo 60 ($R_{60}$). Calcule el coeficiente de absorción $K_{abs} = R_{60} / R_{15}$.
- Después de completar la medición, descargue la capacitancia de los devanados al cuerpo durante al menos 2 minutos.
Indicador visual de finalización: Estabilización de la flecha o indicador cyfd del megaóhmetro en el segundo 60, el valor del coeficiente de absorción $K_{abs} \ge 1,3$ a una temperatura de +20 °C.
Errores comunes: tiempo de descarga insuficiente de los devanados después de la prueba, lo que provoca daños en el dispositivo de medición o descarga eléctrica.
-
Apretar las conexiones de contacto de entradas y buses
- Verificar el estado de las uniones atornilladas en las bornas de contacto de las entradas AT y BT.
- Utilice una llave dinamométrica para apretar las tuercas y los pernos según los valores de torsión nominales. Para la rosca M12, establezca un par de apriete de 45 a 50 Nm, para M10, de 25 a 30 Nm.
- Aplique una capa de grasa protectora (como vaselina o pasta de zinc) a las conexiones expuestas de cobre, aluminio o latón para evitar la oxidación.
Indicador visual de finalización: clic del mecanismo de la llave dinamométrica en cada conexión, presencia de una marca con un marcador de control de apriete.
Errores comunes: arrastre de conexiones roscadas en aisladores de casquillo de porcelana, lo que provoca que la porcelana se astille.
6. Lista de verificación de control posterior a la reparación
| Prueba/comprobación | Resultado esperado | Resultado real | Estado (aprobado/reprobado) |
|---|---|---|---|
| Resistencia de aislamiento del devanado (HV) | $R_{60} \ge 1000$ MΩ a +20 °C | [ ] Aprobado | |
| Coeficiente de absorción ($K_{abs}$) | $\ge 1,3$ (según SOU-N EE 20.302:2007) | [ ] Aprobado | |
| Diagnóstico del aceite DGA. | El contenido de gases combustibles está dentro de los límites de IEEE C57.104. | [ ] Aprobado | |
| Tensión de ruptura del aceite | Al menos 50 kV en un descargador estándar | [ ] Aprobado | |
| Conexiones de contactos de entradas | Apretado según las especificaciones, sin juego | [ ] Aprobado |
7. Guía de solución de problemas
| Síntoma | captura probable | Acción correctiva |
|---|---|---|
| Baja resistencia de aislamiento del devanado ($R_{60} < 300$ MΩ) y alto coeficiente de absorción ($K_{abs} \aproximadamente 1,0$) | Humectación del aislamiento sólido o líquido del transformador, presencia de suciedad en la superficie de las entradas. | Secar la parte activa del transformador con corriente de aire caliente o secado al vacío. Limpiar las entradas con disolvente. |
| Alto contenido de hidrógeno ($H_2$) y acetileno ($C_2H_2$) según resultados de la DGA | La presencia de descargas parciales internas o un arco eléctrico en el ambiente petrolero. | Reduzca la carga en el transformador, realice una inspección no programada del cambiador de tomas (PBV o cambiador de tomas), programe una verificación de laboratorio completa. |
| Una disminución constante del nivel de aceite en el expansor sin goteos externos visibles. | Fugas de aceite a través de sellos internos o grietas en los radiadores de refrigeración, daños en la línea de aceite del relé de gas. | Presurice el tanque con una presión excesiva de nitrógeno (hasta 0,3 bar), encuentre el lugar de la fuga y reemplace las juntas de sellado. |
| Oscurecimiento y presencia de sedimentos en una muestra de aceite de transformador. | Envejecimiento térmico del aceite, oxidación por sobrecalentamiento de la parte activa de los devanados. | Completar la regeneración o sustitución del aceite según IEC 60296 con lavado del depósito. |
8. Programa de mantenimiento recomendado
| Tarea | Frecuencia | Duración estimada | Nivel de calificación |
|---|---|---|---|
| Inspección visual, control de nivel de aceite y gel de sílice. | Mensual | 0,5 horas | Electricista de turno (Grupo III) |
| Control de imágenes térmicas de conexiones de contacto. | Trimestral | 1 hora | Ingeniero de Diagnóstico (Grupo IV) |
| Muestreo de aceite y análisis DGA. | Anualmente | 2 horas | Especialista en pruebas (Grupo IV) |
| Medición de la resistencia de aislamiento y prueba de las características del aceite. | 1 vez en 2 años | 4 horas | Equipo de laboratorio de pruebas |
| Overhaul (revisión de la parte activa, reemplazo de sellos) | Cada 8 a 12 años | 5-7 días | Equipo de servicio especializado |
9. Directorio de repuestos
| Descripción de la pieza | Especificación típica | Categoría UNITEC |
|---|---|---|
| Indicador de gel de sílice | GOST 8984-75, gránulos de 3-5 mm, azul | Materiales consumibles para transformadores |
| Un juego de sellos resistentes al aceite. | Material: caucho NBR / FKM resistente al aceite y a la gasolina, resistente hasta -40 °C ... +100 °C | Elementos de sellado y juntas |
| Entradas de porcelana de alto voltaje. | VST-10/630, VST-35/1000 según DIN/GOST | Entradas de energía y aisladores |
| Relé de gas | Tipo BUHL, relé Buchholz de 2 pines | Relés y accesorios de protección |
| grifo de muestreo | Rosca G 1/2", válvula de bola de latón con racor | Accesorios y tuberías |
Para seleccionar y pedir componentes originales, visite nuestro catálogo electrónico: https://www.unitecd.com/e-catalog/.
10. Referencias normativas
- DSTU EN 60076 (Transformadores de potencia)
- IEC 60296 (Especificación para aceites minerales frescos para transformadores)
- IEEE C57.104 (Pautas para la interpretación de gases disueltos en aceite de transformador)
- SOU-N EE 20.302:2007 (Normas para pruebas de equipos eléctricos)
- EN 50160 (Características del voltaje en redes eléctricas de uso general)
