Analizadores de la serie SONEL PQM #16 Transformador quemado

La mala calidad de la alimentación eléctrica puede causar varios efectos negativos. Éstas van desde relativamente leves, como el parpadeo periódico de la luz, hasta las muy graves, como los daños a los dispositivos eléctricos. Sin embargo, siempre se debe tener en cuenta que la mala calidad de la alimentación eléctrica no es necesariamente la única causa de los problemas. Otras razones pueden ser problemas técnicos y de construcción, errores de diseño, etc.

Descripción del problema identificado

Un transformador de unidad de 1250 kVA resultó dañado en la central de cogeneración. Después de sustituirlo por uno nuevo, el incidente se repitió después de unos meses. El fabricante del transformador rechazó otra sustitución en garantía, acusando al usuario de malas condiciones de trabajo del transformador causadas por un nivel elevado de armónicos en la corriente. ¿Fue esta la razón real del daño en los dos transformadores?

Herramientas de medición utilizadas

• • Analizador Sonel PQM-710

• • Juego de alicates F-3A (In=3000 A)

• Programa Sonel Analysis

El transformador fue alimentado por dos generadores G-1 y G-2. Se seleccionó el promedio de mediciones cada 10 segundos para diagnosticar el problema. A lo largo de una semana se realizaron las siguientes mediciones:

• • en el circuito del generador G-1 (800 kW) antes del interruptor del generador,

• • en el circuito del generador G-2 (400 kW) antes del interruptor del generador,

• en las barras del 0,4 kV del transformador 15/0,4 kV.

1. Medidas en el circuito generador G-1 (800 kW)

Tabla 1. Valores de medición promediados por semana

2. Medidas en el circuito generador G-2 (400 kW)

Tabla 2. Valores de medición promediados por semana

CONCLUSIONES PRELIMINARES:

1. 1. Los valores promedio semanales del factor de distorsión armónica THD I indican un mayor contenido armónico en la corriente en el generador G-2 (al nivel del 8.8 … 11.3%), pero esto no parece ser la causa del problema de sobrecalentamiento del transformador.
   2. Se nota una carga asimétrica en los generadores, especialmente en el generador G-1.

Medidas en un transformador de 1250 kVA

Tabla 3. Funcionamiento de los generadores G-1 y G-2 al 100% de la potencia nominal (valores de medición promediados por semana)

Tabla 4. Funcionamiento de los generadores G-1 y G-2 al 90% de la potencia nominal. Con limitación de potencia, el nivel de armónicos de orden cero prácticamente no varía, corriente de 90 A en el conductor neutro (valores de medición promediados por semana)

CONCLUSIONES FINALES:

1. 1. La proporción de armónicos de secuencia cero al nivel de 90 A en la corriente total de 1400…1600 A es de alrededor del 5,5 % y no fue la causa de la quemadura del transformador.
   2. Las pérdidas térmicas adicionales debido a armónicos (factor K=1,1 al 90 % de la potencia nominal) no tuvieron un impacto significativo en las pérdidas especificadas por el fabricante al nivel de 12 kW.
   3. Las pruebas con el analizador PQM permitieron excluir la influencia de los armónicos de corriente como causa de la falla. Por lo tanto, se llevó a cabo una inspección adicional de la instalación, incluido un análisis del sistema de circulación de aire de refrigeración. El fabricante del transformador requería un caudal de aire de 6.900 m3/h, mientras que en realidad la media fue de 2.100 m3/h. La causa directa del daño en los transformadores fue la refrigeración insuficiente provocada por una ventilación defectuosa.
   4. El caso anterior muestra que siempre se debe tener en cuenta un análisis integral del problema, donde el primer paso debe ser el análisis de la calidad de la alimentación de energía, seguido del análisis de otros factores de riesgo.

Autor:
Marcin Szkudniewski