¿Qué necesidad presentaba nuestro cliente?
El cliente contactó a nuestra compañía debido a que el transformador de 3.5 MVA, 13800/480 V, utilizado en procesos de generación a partir de plantas a gas, estaba presentando incrementos de temperatura que no permitían utilizarlo a plena capacidad, ya que, llegaba al punto de disparo; por lo cual, requería un diagnóstico, ya que, este se encontraba en periodo de garantía ante la fábrica.
¿Cómo le ayudamos?
Debido a que el transformador estaba prácticamente nuevo y nunca se había podido operar a plena capacidad, sugerimos realizar pruebas integrales en sitio para verificar contra valores de protocolos de fábrica los resultados obtenidos, en este mismo sentido, realizamos un estudio de cargabilidad vs temperatura para diagnosticar los posibles problemas internos del transformador.
¿Qué objetivos trazamos para apoyarle?
Dado que el proceso estaba enfocado a una reclamación de garantía ante el fabricante, el objetivo fue establecer bases sólidas en compañía del cliente, que le permitieran tener las herramientas adecuadas para argumentar ante la fábrica los problemas que presentaba el transformador y con ello lograr una correcta reclamación de garantía.
¿Qué estrategias aplicamos en el proceso?
1- Se realizaron pruebas de ADFQ y cromatografía disuelta de gases para determinar problemas en el aceite y fallas internas en el transformador. Los resultados arrojaron que el aceite se encontraba en excelente condición (índice de calidad en 7745), pero tenía una alta concentración de gases lo cual reducía su rigidez dieléctrica. La cromatografía de gases disueltos indicó alto contenido de Hidrogeno, Metano, Etileno, Acetileno y Dióxido de Carbono. Con ayuda de los Triángulos y Pentágonos de Duval, se señalaba posible falla térmica de alto rango (puntos calientes).
2- Realizar pruebas eléctricas, en las que se incluyeron:
- SFRA (respuesta de barrido en frecuencia).
- FDS (espectroscopía dieléctrica).
- Corriente de excitación.
- Factor de potencia del aislamiento.
- Relación de transformación.
- Impedancia de corto circuito.
- Resistencia de devanados.
- Resistencia de aislamiento.
Las pruebas de factor de potencia, FDS, impedancia de corto circuito y resistencia de devanados arrojaron resultados regulares o inaceptables.
3- El análisis de cargabilidad se realizó en conjunto con el de termografía para realizar seguimiento a la temperatura del transformador y poder comparar con el termómetro instalado con el fin de descartar posibles daños y validar que el transformador no tuviera sobrecargas. Durante esto, se detectó que a partir de los 2400 kVA el transformador aceleraba su curva de calentamiento.
¿Qué resultados conseguimos?
Con base en las pruebas realizadas conseguimos:
- Determinar que el transformador estaba operando a un régimen de carga más bajo para el cual estaba diseñado y bajo esta condición alcanzaba altos valores de temperatura. Con la inspección termográfica se logró determinar que el termómetro indicaba la temperatura correcta del transformador.
- Establecer que existían problemas con el sistema de aislamiento, lo cual se logró con base en el análisis ADFQ (condición del aceite buena), prueba de factor de potencia del aislamiento y FDS.
- Evidenciar que la impedancia de cortocircuito medida superaba con creces el valor de placa y que adicionalmente superaba los límites establecidos en la NTC 819, por lo que podían existir problemas de diseño en el transformador, o movimientos del devanado.
- Observar que la medida de resistencia de devanados por el lado secundario del transformador presentaba desviaciones excesivas, que, en conjunto con la prueba de cromatografía de gases disueltos, incrementan la posibilidad de que existiera un punto caliente en el transformador.
Conforme a lo anterior, teniendo un diagnóstico consolidado, se procedió con la respectiva solicitud de garantía ante el fabricante, el cual la tomó en consideración y desplazo el transformador hacia sus instalaciones para realizar el desencube e inspección interna, hallando las siguientes desviaciones:
- Degradación en el papel aislante de las bobinas de alta tensión (zonas carbonizadas).
- Punto caliente en fase W.
- Corrección de la impedancia de cortocircuito en placa.
De las evidencias encontradas, el fabricante procede con la garantía del transformador, reemplazando las partes afectadas y entregando un transformador en correctas condiciones de operación.
¿Qué podemos aprender de este caso?
Las pruebas de comisionamiento en sitio de transformadores son útiles por varias razones. Una es que permiten establecer la línea base en la cual se soportarán las pruebas en futuros mantenimientos y frente a corrientes de cortocircuito o sobretensiones las cuales pueden afectar mecánicamente el transformados. Otra y principalmente para el caso particular, es que permiten evaluar el estado en el que llega el transformador a sitio y si presenta desviaciones que no permitan su correcta operación.
Así mismo, es fundamental comparar los resultados de las pruebas en campo con los protocolos entregados por el fabricante, esto permitirá aceptar o no el transformador y genera mas confianza en su operación.
Finalmente, es recomendable realizar un paquete de pruebas eléctricas amplio, de ser posible las pruebas descritas en este documento, ya que, entre más información se obtenga, se pueden planear mejores mantenimientos basados en la condición de un activo.
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Ing. Julio César Duque Arévalo
Líder de Transformadores
Transequipos S.A.
