Por qué se sobrecalienta un transformador refrigerado por aceite a pesar de tener un nivel de aceite normal

Un nivel de aceite normal no garantiza que un transformador refrigerado por aceite se esté enfriando correctamente. El aumento de temperatura puede indicar una circulación de aceite restringida, superficies del radiador obstruidas, fallos en los ventiladores o las bombas de refrigeración, si están instalados, una carga excesiva o defectos eléctricos internos. Limitarse a rellenar el aceite puede dejar sin resolver el problema real y aumentar el riesgo de daños en el aislamiento o de una parada imprevista.

La pregunta importante no es solo si hay suficiente aceite, sino si el calor puede pasar de los devanados al aceite, circular por el sistema de refrigeración y disiparse en el aire circundante. La resolución de problemas debe seguir ese recorrido y, al mismo tiempo, comprobar si el transformador está generando más calor del que permiten sus condiciones de funcionamiento.

Confirme el problema de temperatura antes de realizar cambios

Empiece por analizar la tendencia, no una sola lectura del indicador. Registre la temperatura del aceite en la parte superior, la indicación de temperatura de los devanados cuando esté disponible, la temperatura ambiente, las corrientes de fase, la tensión y el estado de los equipos de refrigeración. Compare estos datos con lecturas anteriores tomadas con cargas y condiciones meteorológicas similares. El aumento de temperatura con respecto al ambiente suele ser más revelador que la temperatura absoluta por sí sola.

Muchos indicadores de temperatura de devanado estiman esta temperatura mediante la temperatura del aceite y un elemento calefactor cuya generación de calor depende de la corriente; no miden directamente el punto más caliente del devanado. Por ello, un sensor defectuoso, una entrada de corriente incorrecta o un problema en el indicador pueden inducir a error durante la investigación. Compruebe las lecturas con instrumentos independientes, siguiendo los procedimientos aprobados.

Compruebe la indicación del nivel de aceite según la referencia de temperatura del fabricante y el diseño del tanque. El aceite se expande al calentarse y un indicador atascado puede mostrar un nivel aparentemente normal. Incluso una lectura correcta confirma la cantidad de aceite, no su circulación. No añada aceite únicamente para intentar resolver el sobrecalentamiento si el nivel ya es correcto.

Respete los límites de alarma, disparo y carga especificados para la unidad. No existe un único umbral de temperatura seguro para todos los transformadores. Un aumento rápido e inexplicable, la actuación de las protecciones de gas o presión, la presencia de humo o un ruido eléctrico anormal requieren actuar conforme a los procedimientos de emergencia de la instalación. No desactive las protecciones ni vuelva a energizar repetidamente una unidad que se haya disparado.

Siga el recorrido de refrigeración desde el tanque hasta el aire circundante

En un transformador ONAN —circulación natural de aceite y refrigeración natural por aire—, la refrigeración depende de la circulación natural del aceite y del flujo de aire alrededor del tanque o los radiadores. ONAF incorpora refrigeración por aire forzado. Los diseños con circulación forzada de aceite incluyen bombas y controles adicionales. Identifique la configuración de refrigeración indicada en la placa de características antes de buscar equipos que quizá no estén instalados en la unidad.

Inspeccione si hay polvo, vegetación, materiales almacenados, aberturas de ventilación obstruidas o recirculación del aire caliente de salida. Un radiador puede estar mecánicamente intacto y, aun así, resultar ineficaz porque sus pasos de aire están obstruidos. Las instalaciones interiores también dependen de la ventilación del recinto; limpiar el transformador no resolverá el problema si el recinto no puede evacuar el calor.

Compruebe que las válvulas de aislamiento del radiador hayan vuelto a sus posiciones correctas después del mantenimiento. Una válvula cerrada o parcialmente cerrada puede dejar el tanque lleno y, al mismo tiempo, restringir la circulación a través de un grupo de refrigeración. Verifique las posiciones con los planos y las instrucciones aprobadas, en lugar de accionar válvulas desconocidas por ensayo y error.

La termografía puede ayudar a comparar los grupos de radiadores con una carga estable. Un grupo inesperadamente frío junto a otros más calientes puede indicar un caudal restringido, aunque las temperaturas superficiales también dependen del viento, la emisividad y las condiciones de observación. Considere el patrón como una pista de diagnóstico, no como prueba de una obstrucción interna.

Si hay ventiladores o bombas instalados, compruebe que funcionen realmente; no se fíe solo de una luz de estado del panel de control. Verifique las órdenes de arranque automático, la disponibilidad de alimentación, las indicaciones de sobrecarga, la dirección del flujo de aire y las indicaciones de caudal aprobadas por el fabricante. Que un motor esté en marcha no significa necesariamente que haya un flujo de aire o de aceite eficaz. Las inspecciones internas, la limpieza y los trabajos eléctricos deben realizarlos personal cualificado, con aislamiento, bloqueo y etiquetado, además de las medidas de seguridad exigidas en la instalación.

Analice más allá de la lectura de carga promedio

Las pérdidas en los devanados relacionadas con la carga aumentan aproximadamente con el cuadrado de la corriente, aunque las pérdidas totales también incluyen otros componentes. Por ello, un aumento moderado de la corriente puede producir un incremento desproporcionado del calor. Compruebe la demanda sostenida y los picos recientes, teniendo en cuenta la respuesta térmica del transformador, en lugar de esperar que la temperatura siga instantáneamente los cambios de corriente.

• Desequilibrio de fases: compare las corrientes de cada fase; un promedio aceptable puede ocultar una fase sobrecargada.
• Cargas con alto contenido de armónicos: los variadores, rectificadores y equipos similares pueden aumentar las pérdidas adicionales. Investigue la calidad de la energía si el perfil de carga justifica esta preocupación.
• Disponibilidad de las etapas de refrigeración: confirme qué potencia nominal indicada en la placa corresponde cuando los ventiladores o las bombas no están disponibles.
• Tensión y frecuencia: compruebe si hay condiciones anormales de tensión respecto a la frecuencia que puedan aumentar el calentamiento del núcleo.

Si una reducción de carga autorizada ralentiza o revierte el aumento de temperatura, esto respalda la hipótesis de una generación de calor excesiva o de una capacidad de refrigeración insuficiente. No descarta un defecto interno. Del mismo modo, una corriente aceptable no garantiza un funcionamiento adecuado si las condiciones ambientales superan las previstas en el diseño o si la ventilación se ha deteriorado.

Cuando las comprobaciones normales de refrigeración no bastan

La cantidad de aceite y su estado son cuestiones diferentes. Los productos de envejecimiento y los lodos pueden dificultar la transferencia de calor u obstruir los pasos. La humedad y la contaminación pueden reducir el rendimiento dieléctrico aunque el nivel parezca correcto. Los análisis del aceite pueden incluir la medición de humedad, tensión de ruptura dieléctrica, acidez y otros indicadores de estado seleccionados según el fluido y el equipo.

El análisis de gases disueltos puede ayudar a investigar una actividad térmica o eléctrica anormal en las unidades adecuadas llenas de aceite. La interpretación requiere analizar los patrones de gases, las tendencias, el historial de carga, los registros de tratamiento del aceite y el diseño del transformador. Un único resultado no debería desencadenar automáticamente un cambio de aceite ni una declaración de que el transformador es seguro.

El calentamiento localizado puede deberse a conexiones deficientes, fallos en los devanados, problemas en el núcleo o defectos en el cambiador de tomas. En los cambiadores de tomas en carga, determine si el compartimento afectado tiene un sistema de aceite independiente. Las pruebas especializadas pueden incluir resistencia de devanados, comprobación de la relación de transformación, evaluación del aislamiento u otras pruebas seleccionadas según los síntomas. Abrir el tanque o vaciar el aceite no es una medida inicial rutinaria.

Distinga entre el mantenimiento correctivo y la decisión de sustituir el transformador

Un radiador obstruido normalmente requiere restablecer la refrigeración, no sustituir el transformador. Los sobrecalentamientos repetidos después de confirmar las reparaciones justifican una revisión más amplia de la capacidad, la ventilación del recinto, el crecimiento de la carga y las limitaciones de la instalación.

Para proyectos que consideren una tecnología de transformador diferente, Jiangsu Shengda Power Equipment Co., Ltd. fabrica equipos sumergidos en aceite y de tipo seco, incluidos modelos de 10 kV y 35 kV. Sutransformador de tipo seco SCB12 ofrece una reducción declarada de las pérdidas en vacío superior al 20 % en comparación con el SCB11, además de funciones de visualización del control de temperatura y registro de carga. Confirme en la documentación del proyecto la configuración aplicable y la base de comparación.

Los equipos de tipo seco eliminan el problema de la circulación de aceite, pero no la necesidad de ventilación, supervisión de la temperatura ni inspecciones periódicas. La selección sigue dependiendo del perfil de carga, el grado de protección del recinto, las condiciones ambientales y los requisitos de instalación; no es una solución rápida para evitar el diagnóstico de la unidad existente.

Antes de cerrar la orden de servicio, documente la causa identificada, los trabajos correctivos y la respuesta de temperatura en condiciones comparables. Si persisten las dudas, envíe al fabricante los datos de la placa de características, las tendencias de carga, el estado del sistema de refrigeración, fotografías y los resultados de las pruebas pertinentes. La prueba significativa de que el problema se ha resuelto es un rendimiento térmico estable, no simplemente una lectura normal del indicador del nivel de aceite.