Media tensión (MT) transformadores de potencia son los caballos de batalla silenciosos de las redes de distribución eléctrica. Funcionan en el rango de 10 kV a 35 kV y sirven de enlace crítico entre los sistemas de transmisión de alta tensión y las redes de distribución de baja tensión. Aunque están diseñados para prestar servicio durante décadas, su fiabilidad depende de una supervisión proactiva, pruebas rigurosas y una gestión adecuada de los activos.
Las pruebas rutinarias no son simplemente un requisito normativo, sino una inversión en continuidad operativa, longevidad de los equipos y eficiencia del sistema. Un programa de diagnóstico en profundidad ayuda a descubrir defectos ocultos, comparar el rendimiento con los datos de fábrica y crear un registro de salud digital que respalde el mantenimiento predictivo. Esta guía proporciona un marco paso a paso para ingenieros y técnicos de Norteamérica, Europa y otros países, y ofrece las mejores prácticas para transformador de media tensión diagnóstico, metodología de ensayo y registro estructurado de datos.
1. Establecimiento de la base: Configuración de prueba del transformador de media tensión
Todo programa de diagnóstico satisfactorio comienza con una preparación minuciosa. Una configuración incorrecta o una planificación incompleta pueden comprometer tanto la seguridad como la precisión de las pruebas.
Tipos de transformadores esenciales
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Monofásico (10-167 kVA): Se utiliza a menudo en las redes de distribución rurales.
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Trifásico (50-1000 kVA): Estándar en sistemas de distribución industrial y urbana.
Instrumentos de ensayo de precisión
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Multímetro digital (DMM): Comprobaciones de tensión, continuidad y resistencia.
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Pinza amperimétrica: Mediciones de corriente en tiempo real sin interrumpir el circuito.
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Analizador digital de potencia: Tensión, corriente, potencia real (kW), potencia aparente (kVA), factor de potencia y distorsión armónica.
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Comprobador de resistencia de aislamiento (Megger): Normalmente a 2,5 kV o 5 kV para comprobar la integridad del aislamiento.
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Medidor de resistencia de bobinado: Para evaluar la resistencia de CC del bobinado.
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Comprobador de tierra: Verifica el cumplimiento de la conexión a tierra y la seguridad.
Herramientas de carga y medición térmica
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Banco de carga variable resistivo: Simula condiciones de carga controlada.
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Termómetro de infrarrojos / Cámara térmica: Detecta puntos calientes en bobinados, casquillos y terminaciones.
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Termopares: Proporciona un control preciso de las temperaturas del bobinado y del aceite.
Equipo de seguridad (EPI)
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Ropa apta para arco eléctrico, guantes aislantes, botas dieléctricas, pantallas faciales y alfombrillas aislantes. Realice las pruebas siempre con la presencia de al menos dos personas cualificadas.
Más información：Normas de eficiencia de transformadores y análisis de pérdidas: Una Guía Completa (Conforme IEC & DOE)
2. Prueba en vacío (circuito abierto) - Medición de las pérdidas en el núcleo
En prueba en vacío evalúa las pérdidas en el hierro (núcleo) debidas a la histéresis y a las corrientes de Foucault. Dado que estas pérdidas son constantes siempre que el transformador de media tensión está bajo tensión, los valores anómalos pueden indicar problemas como el deterioro de la laminación o cortocircuitos parciales del devanado.
Procedimiento
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Los devanados secundarios permanecen abiertos.
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La tensión nominal se aplica al devanado de alta tensión.
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Registra la tensión, la corriente y la potencia de entrada con un analizador de potencia digital.
Ejemplo de registro de datos
| Transformador ID | Fecha de la prueba | HV nominal (V) | BT nominal (V) | HV medido (V) | Corriente (A) | Potencia en vacío (W) | Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ET-500kVA-13,8kV | 2025/8/21 | 13,800 | 480 | 13,800 | 0.55 | 150 | Lectura estable, baja PF confirma la magnetización del núcleo |
Análisis:
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Un aumento repentino de las pérdidas en vacío en comparación con los datos de las pruebas de fábrica indica una degradación del núcleo o fallos en el aislamiento del bobinado.
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El bajo factor de potencia confirma el predominio de la magnetización.
3. Prueba de carga (cortocircuito) - Evaluación de las pérdidas de cobre y regulación
En prueba de carga simula las condiciones del mundo real para medir las pérdidas de cobre (I²R) y la regulación de la tensión.
Procedimiento
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Conectar el secundario a un banco de carga resistiva.
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Cargue gradualmente desde 25% → 100% de capacidad.
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En cada incremento, registre la tensión, la corriente y la potencia de entrada/salida.
Registro de datos de muestra
| Carga (%) | V_seg (V) | I_seg (A) | Potencia de entrada (kW) | Potencia de salida (kW) | Eficacia (%) | Regulación de tensión (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25% | 479 | 240 | 126 | 125 | 99.2 | - |
| 50% | 477 | 480 | 252 | 250 | 99.2 | - |
| 75% | 475 | 720 | 378 | 375 | 99.2 | - |
| 100% | 473 | 960 | 504 | 500 | 99.2 | 1.46 |
Análisis:
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Valores de regulación elevados = impedancia excesiva.
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Baja eficiencia = posibles cortocircuitos, conexiones sueltas o diseño deficiente.
Leer más：Cómo regulan la tensión los transformadores: De las subestaciones a su infraestructura eléctrica
4. Pruebas de resistencia de aislamiento (IR) e índice de polarización (PI)
La degradación del aislamiento es la principal causa de avería de los transformadores de media tensión. Las pruebas IR y PI miden la resistencia del aislamiento y su capacidad para polarizarse con el paso del tiempo.
Procedimiento
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Desenergice y conecte a tierra todos los devanados.
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Aplique una tensión de prueba de 2,5-5 kV CC con un Megger.
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Registre la resistencia a 1 min y a 10 min.
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Calcular PI = R10min / R1min.
Interpretación:
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PI > 2,0: Excelente estado.
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PI 1.0-2.0: Posible contaminación por humedad.
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PI < 1.0: Debilidad aislante severa.
5. Prueba de relación de transformación (TTR)
Confirma que la relación de vueltas coincide con los datos de la placa de características y que no hay vueltas abiertas o en cortocircuito.
Fórmula:
Desviación >0,5% de la placa de características = defecto del bobinado o conexión incorrecta.
6. Prueba de resistencia del bobinado
Las pruebas de resistencia de CC detectan hilos rotos, juntas sueltas o problemas de calentamiento local.
Procedimiento
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Utilice un óhmetro de baja resistencia.
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Mide cada fase.
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Comparación con valores de referencia de fábrica.
Advertencia: Desviación significativa = conductor dañado o soldadura deficiente.
Más información：Explicación de los valores nominales básicos de los transformadores kVA, tensión, frecuencia e impedancia para compradores e ingenieros
7. Prueba de aumento de temperatura - Salud térmica a largo plazo
Los transformadores de media tensión fallan prematuramente cuando los sistemas de refrigeración funcionan mal. Este ensayo valida el cumplimiento de ANSI/IEEE C57.12 y IEC 60076 normas.
Procedimiento
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Haga funcionar el transformador de media tensión a plena carga durante ≥6 horas.
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Supervise las temperaturas del aceite superior y del bobinado con termopares e imágenes IR.
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Asegúrese de que la elevación por encima de la temperatura ambiente no supere los límites estándar.
8. Análisis de gases disueltos (AGD) - Monitorización avanzada de condiciones
Aunque no siempre forma parte de las pruebas rutinarias, la DGA es esencial para los transformadores de media tensión en aplicaciones críticas. Detecta los gases producidos por la descomposición del aceite debido a la formación de arcos, el sobrecalentamiento o la rotura del aislamiento.
Principales gases controlados:
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Hidrógeno (H₂): Descargas parciales.
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Metano (CH₄), etano (C₂H₆), etileno (C₂H₄): Sobrecalentamiento.
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Acetileno (C₂H₂): Arco severo.
El análisis de tendencias proporciona alertas tempranas antes de un fallo catastrófico.
Más información:Qué ocurre cuando estalla un transformador
9. Registro de datos y gestión de activos digitales
Las pruebas modernas están incompletas sin un registro de datos estructurado. Los resultados de las pruebas deben digitalizarse en un software de gestión de activos o exportarse a Hojas de cálculo de Google / Excel para el análisis de tendencias.
Ventajas del registro de datos:
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Crea un huella digital de cada transformador.
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Activa diagnósticos basados en tendencias en lugar de evaluaciones aisladas.
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Admite estrategias de mantenimiento predictivo.
Conclusión - Del diagnóstico a la gestión proactiva de activos
Los transformadores de media tensión son activos de gran valor que exigen un cuidado proactivo. Combinando pruebas rutinarias, diagnósticos avanzados y registros de datos estructurados, las organizaciones pueden:
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Prevenir cortes: Detecte los fallos antes de que se produzcan.
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Optimice la eficiencia: Mantener una alta eficiencia para reducir las pérdidas.
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Prolongar la vida útil: Preserve la salud de los transformadores de media tensión con un mantenimiento predictivo.
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Garantizar el cumplimiento: Cumple las normativas de seguridad ANSI/IEEE, IEC y locales.
Nuestros productos de transformadores de energía se diseñan teniendo en cuenta estos principios de diagnóstico y se someten a rigurosas pruebas de aceptación en fábrica (FAT) y a un control rutinario de su estado para garantizar un rendimiento fiable en diversos entornos de red de Norteamérica, Europa y otros países.
