Tratamiento de aceites

La importancia del aceite en el transformador eléctrico es fundamental. Es un elemento que realiza dos funciones básicas, evacuar el calor del núcleo y bobinados a las zonas de enfriamiento y aislar las partes a diferentes potenciales eléctricos, interponiendo una barrera entre ellos.Los enemigos principales del aceite son el calor, el agua y el oxigeno, por lo que es necesario evitar en la medida de lo posible que estos agentes tengan influencia directa o indirecta sobre el aceite.El aceite está sometido a un proceso de envejecimiento provocado, tanto por la temperatura como por la humedad y el contacto con el oxigeno del aire, formando lodos y partículas en suspensión.

Un valor de unas 20 p.p.m. (partes por millón) de agua disueltas en el aceite puede provocar la caída del cincuenta por ciento de la rigidez dieléctrica, lo que supone un evidente peligro para la seguridad de las personas y la instalación, ya que es el aislante que soporta casi él solo el aislamiento a tierra.

Cuando el aceite del transformador esta deteriorado y hay presencia de lodos, la capacidad aislante de los materiales disminuye, asimismo el aceite deja de fluir por radiadores y ranuras con el consiguiente sobrecalentamiento del transformador.

Como consecuencia de ese sobrecalentamiento se provoca una descomposición más rápida del aceite y de los aislamientos, aumentado sus pérdidas dieléctricas y acortando por tanto la vida útil de la máquina.

Por tanto, basados en el hecho de que el aceite se degrada de una manera predecible, las pruebas periódicas ayudarán de una manera bastante segura a anticipar cualquier condición negativa del aceite dieléctrico. Esto permite realizar comparaciones entre tasas de decrementos normales y anormales lo que a largo plazo se traducirá en una extensión de la vida útil del transformador.

El proceso de tratamiento está basado en las siguientes técnicas:

• La microfiltración:
  Con la microfiltración se elimina carbón, agua, lodos o cualquier micro partícula sólida que este en suspensión.
• La deshidratación bajo vacío:
  Con la deshidratación bajo vacío conseguimos reducir las p.p.m. (partes por millón) de agua disuelta en el aceite y a la vez desgasificamos y eliminamos los ácidos más volátiles.
• Desgasificación bajo vacío:
  Con la desgasificación bajo vacío eliminamos gases como el oxígeno, nitrógeno y otros gases producidos en la degradación del aceite y los materiales aislantes.

La combinación de estas técnicas es lo que hace que el tratamiento efectuado sea altamente eficaz y fiable para la recuperación de las propiedades físico-químicas y eléctricas del aceite, de modo que su comportamiento en el interior del transformador sea el normalizado para su buen funcionamiento de una forma segura.

Para ello en Molina Talleres Electrotécnicos contamos con una estación de filtrado, deshidratado y desgasificado que nos asegura una puesta a punto óptima del aceite.

Para determinar si el estado del aceite reúne las condiciones mínimas de funcionamiento es conveniente realizar análisis físico-químicos, y en caso de que los resultados no sean satisfactorios, proceder a su tratamiento.

En Molina Talleres Electrotécnicos, disponemos de los siguientes ensayos para realizar al aceite dieléctrico, tanto en Taller como “in situ”:

• Análisis de la rigidez dieléctrica.
• Determinación de partes por millón de agua en el aceite mediante el método Karl Fisher.

Adicionalmente disponemos de análisis y ensayos más específicos ligados al mantenimiento preventivo del dieléctrico y que subcontratamos con un laboratorio externo especializado como son:

• Pruebas Físicoquímicas.
• Análisis de gases disueltos (Cromatografía de Gases).
• Compuestos furanos.

Cuando las pruebas físicoquímicas, cromatografías o de furanos indican que el aceite se encuentra fuera de sus especificaciones o no cumple con uno de los parámetros medidos, es necesario efectuar un tratamiento para restablecer sus valores normales.

Se estimó hace unos años que alrededor del 40% de los transformadores eléctricos de potencia a nivel mudial tenían más de unos 25 años de vida de servicio. Este indicador es aún más alto para Europa con aproximadamente el 60%. Así que, los fallos de los transformadores se pronostican ser más frecuentes al no realizar los trabajos de mantenimiento necesarios. Los datos disponibles de las compañías del sistema mundial energético integral indican que las causas más comunes de fallos en los transformadores son los daños en el papel electroaislante de celulosa, el cual envuelve y protege el núcleo de un transformador.

El aceite de un transformador sirve como el medio refrigerante y como el material aislante. El aceite junto con el papel aislante y con los separadores gruesos de cartón protegen el transformador y permiten que el transformador funcione aun bajo las condiciones de las fluctuaciones eléctricas, en vibraciones, con cortocircuitos y en otros momentos estresantes. Hay un número de los procesos diferentes de envejecimiento que afecta al aceite y al papel, pero el papel es la parte más importante del transformador, la cual tiene que estar protegida. Si el papel falla, el transformador también falla.

El aceite de un transformador contiene mayormente hidrocarburos (más del 99%), una mezcla similar a diésel convencional. No obstante, la menor parte del contenido de aceite, el cual es menos que un 1% de aceite, tiene un gran impacto en las propiedades operantes del aceite y su eficacia. El proceso de oxidación es la causa más común de desintegración del aceite. Este proceso es altamente complicado ya que la oxidación de aceite y la deterioración del papel están conectados entre sí. Con todo eso el papel depende fuertemente del aceite como para controlar y mantener el nivel de los contaminantes nocivos, los cuales circulan hacia el papel, minimizando su impacto. Los aceites de transformadores inhibidos contienen antioxidantes sintéticos, mientras los aceites no inhibidos cuentan con los antioxidantes en base de azufre natural, estos están presentes en los aceites con menos refinación. Los aceites inhibidos tienen normalmente el ciclo de vida más largo, aun así, el contenido de inhibidor todavía requiere el monitoreo a lo largo de la vida de servicio de aceite para mantener el nivel suficiente de los aditivos inhibidores. Eso requiere la implementación de unos programas de monitoreo.

Debido a la naturaleza de su operación, los transformadores eléctricos casi siempre están expuestos a condiciones severas de trabajo, es decir, ambientes con presencia de polvo, tierra, viento o lluvia, por nombrar algunos ejemplos de una serie de variables naturales y medioambientales que inciden directamente en el correcto funcionamiento de este tipo de equipos.

El objetivo del tratamiento de aceite es mantener al aceite aislante del transformador en las condiciones adecuadas para el funcionamiento del mismo.
El ingreso de humedad afecta directamente el sistema de aislamiento (papel-aceite) de la parte activa, contribuyendo a su envejecimiento prematuro y disminuyendo su vida útil. Otros factores de riesgo son las altas temperaturas, causadas principalmente por sobrecargas indebidas y los sobre esfuerzos mecánicos internos debidos a las corrientes de cortocircuito. Por ello, las consideraciones técnicas en la etapa de diseño son importantes, al igual que operar la unidad dentro de un marco normal de funcionamiento.

Debido a lo mencionado, se hace necesario medir y controlar constantemente el funcionamiento de un transformador eléctrico. 
El aceite dieléctrico se utiliza dentro de los transformadores eléctricos debido a su idoneidad como agente aislante. Para obtener la máxima rigidez dieléctrica y, en consecuencia, optimizar la capacidad de aislamiento del aceite, debe reducirse al mínimo la humedad y el gas que este contiene. Los equipos de tratamiento de aceite hacen circular aceite caliente a través de una columna de vacío que elimina el agua y otras impurezas disueltas en él. Este tratamiento se realiza en el aceite nuevo introducido en las etapas finales de la fabricación del transformador y también durante las tareas de mantenimiento in situ que deben llevarse a cabo periódicamente.

Los equipos de tratamiento de aceite calientan el aceite, lo impulsan a través de un filtro de partículas y lo hacen pasar por una columna de vacío, donde se desgasifica y deshidrata.

Los principales componentes de estos equipos son los siguientes:

• Calentador que aumenta la temperatura de manera controlada y uniforme para evitar la descomposición del aceite.
•  Filtros de partículas.
•  Columna de vacío, con relleno de anillos de acero inoxidable que garantizan que el aceite fluya de manera uniforme y, de este modo, se facilite su desgasificación y secado.
•  Sistema de supervisión y control del efecto espuma del aceite.
•  Bombas de recirculación con variador de frecuencia que permite ajustar el caudal.
•  Sistema de bombeo de vacío que mantiene las condiciones de vacío en la columna.
•  Vacuómetros.
•  Doble válvula a la entrada y a la salida para permitir distintas configuraciones de tratamiento de aceite.

En Transformadores Molina podemos informarte más, si lo deseas, sobre el tratamiento de aceites, llamándonos al 957 274 162  a través del cual te atenderemos encantados.