{"id":10825,"date":"2026-08-29T23:43:13","date_gmt":"2026-08-29T15:43:13","guid":{"rendered":"https:\/\/q8bbzjnpm5.wpdns.site\/?p=10825"},"modified":"2026-08-29T23:43:13","modified_gmt":"2026-08-29T15:43:13","slug":"practical-guide-to-troubleshooting-power-transformer-faults","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/es\/news\/practical-guide-to-troubleshooting-power-transformer-faults\/","title":{"rendered":"Gu\u00eda Pr\u00e1ctica para la Soluci\u00f3n de Problemas de Fallas en Transformadores de Potencia"},"content":{"rendered":"

A las 2:47 a.m. en punto, la alarma en la sala de control son\u00f3: el an\u00e1lisis de gas disuelto (DGA) para el transformador de potencia de 10 MVA, 33\/11 kV hab\u00eda saltado de un normal 60 ppm de gas combustible a 340 ppm en seis horas. El operador de la planta tiene tres opciones: limpiar toda la unidad y terminar el turno con una p\u00e9rdida en la producci\u00f3n, continuar la operaci\u00f3n normal con la esperanza de no activar el rel\u00e9 Buchholz, o comenzar a realizar diagn\u00f3sticos. El diagn\u00f3stico de fallas en transformadores de potencia es exactamente el campo de estudio que lleva a diferenciar entre los tiempos de inactividad programados para mantenimiento y las interrupciones forzadas que le quitan a la empresa $50,000 o m\u00e1s en ingresos perdidos, costos de transporte y compra de electricidad de emergencia. En este art\u00edculo, se puede encontrar informaci\u00f3n sobre los tipos de fallas m\u00e1s comunes, sus m\u00e9todos de detecci\u00f3n y las instrucciones paso a paso para realizar diagn\u00f3sticos de fallas en la pr\u00e1ctica.<\/p>\n

Explicamos la causa f\u00edsica de cada tipo de falla, los dispositivos de diagn\u00f3stico responsables de detectarlas, los fondos aproximados necesarios para equipos de prueba y diagn\u00f3sticos de terceros, y el trabajo de mantenimiento que permite evitar la mayor\u00eda de las fallas mucho antes de que lleguen al interruptor autom\u00e1tico.<\/p>\n

En t\u00e9rminos simples, solucionar una falla en un transformador de potencia significa seguir un procedimiento claramente definido basado en el conocimiento, destinado a identificar, medir y rectificar fallas en transformadores de m\u00e1s de aproximadamente 1 MVA, mediante pruebas como DGA (an\u00e1lisis de gas disuelto), pruebas de resistencia de aislamiento, pruebas de resistencia de devanados y pruebas de aceite de transformador. Se estima que 80% de los transformadores defectuosos fallan debido a fallas el\u00e9ctricas causadas por ruptura del aislamiento, descarga parcial o impacto de sobretensi\u00f3n, siendo las fallas t\u00e9rmicas y relacionadas con la m\u00e1quina la gran mayor\u00eda del resto. Lo que debemos tener en cuenta es que no debemos quitar la tapa de un transformador hasta que los resultados de DGA y las pruebas el\u00e9ctricas hayan mostrado cu\u00e1l es el subsistema que falla.<\/p><\/blockquote>\n

\"Gu\u00eda<\/p>\n

\n

\u00bfCu\u00e1les son las fallas m\u00e1s comunes en transformadores de potencia?<\/h2>\n

Los transformadores son equipos maduros que se conocen por ser muy fiables y pueden durar entre 30 y 40 a\u00f1os si se construyen correctamente y se enfr\u00edan adecuadamente. La falla de los transformadores generalmente se clasifica en una de cinco categor\u00edas, siendo la primera la ruptura del aislamiento de los devanados, que causa alrededor del 35-40% de las fallas de dicho equipo. Esto est\u00e1 relacionado con cortocircuitos entre vueltas, cortocircuitos entre diferentes capas, as\u00ed como fallas a tierra que ocurren debido a la deterioraci\u00f3n del aislamiento de papel. Adem\u00e1s, las debilidades en los terminales tambi\u00e9n son responsables del 10-15% de las fallas, y esto es particularmente peligroso debido a la posibilidad de que aceite caliente altamente inflamable sea rociado desde los terminales cuando ocurre una falla. Las fallas de los cambiadores de tomas bajo carga se comparan con los terminales, ya que representan un porcentaje similar de las fallas, siendo los problemas de forja una de las principales razones, ya sea por desgaste de contacto, contaminaci\u00f3n del aceite en el compartimento del cambiador de tomas, o fallas en el motor. Los defectos del n\u00facleo y del circuito magn\u00e9tico pueden presentarse en forma de pernos sueltos o circulaci\u00f3n de corriente causada por da\u00f1os en el aislamiento entre las laminaciones, lo que lleva a un sobrecalentamiento local y p\u00e9rdidas excesivas en vac\u00edo. Adem\u00e1s, los problemas relacionados con el aceite del sistema de enfriamiento, como radiadores obstruidos, bombas y ventiladores que no funcionan, bajo nivel de aceite o altos niveles de humedad, conducen a una degradaci\u00f3n t\u00e9rmica que inicia la destrucci\u00f3n de partes dentro del transformador.<\/p>\n

C\u00f3mo se desarrollan las fallas en los transformadores: Modos y mecanismos de falla<\/h2>\n

La existencia de fallas requiere un largo proceso de degradaci\u00f3n que ocurre con el tiempo para que aparezca una falla. La mayor\u00eda de las fallas en devanados y aislamiento resultan de tensiones t\u00e9rmicas. Seg\u00fan la regla de envejecimiento aplicada en la industria, la vida \u00fatil del aislamiento se reduce a la mitad cuando su temperatura supera entre 6\u00b0C y 10\u00b0C por encima de su temperatura nominal de 98 \u00b0C al utilizar papel t\u00e9rmicamente mejorado. Por ejemplo, operar un transformador de 10 MVA bajo una carga de al menos 20% durante el verano consumir\u00e1 a\u00f1os de vida \u00fatil del aislamiento, incluso si el transformador no se desconecta.<\/p>\n

Las tensiones el\u00e9ctricas conducen a su propio proceso de fallo. Las descargas parciales que aparecen como micro-descargas a trav\u00e9s de burbujas, vac\u00edos y material de aislamiento da\u00f1ado pueden llevar a una degradaci\u00f3n lenta del aislamiento. En el caso de un devanado de 33 kV, se debe tener en cuenta que una actividad de descarga parcial de 100 pC ya es una se\u00f1al de advertencia. Y si hay descargas parciales en el transformador de 1000 pC, el transformador experimentar\u00e1 un fallo que podr\u00edamos observar en un par de semanas. La presencia de humedad puede empeorar ambos procesos. En el caso de un transformador que tiene un nivel de humedad de 2 % en su aislamiento de papel, el papel puede envejecer aproximadamente el doble de r\u00e1pido que en un transformador sin influencia de humedad, lo que lleva a la destrucci\u00f3n del aislamiento. Debido a la presencia de humedad en el aceite, la resistencia diel\u00e9ctrica puede disminuir de 40 kV (calificaci\u00f3n m\u00ednima seg\u00fan IEC 60156) a menos de 20 kV, lo que es suficiente para provocar un fallo. La fuerza mec\u00e1nica conectada a las corrientes de cortocircuito en el devanado puede cambiar y aflojarlo, por lo que incluso si el transformador sobrevive al primer caso, el segundo fallo a trav\u00e9s puede finalmente da\u00f1ar si ocurre en seis meses entre los fallos. Tenga en cuenta que reconocer esos mecanismos proporciona una base muy buena para el diagn\u00f3stico de fallos en transformadores.<\/p>\n

Tipos de fallos, se\u00f1ales de advertencia y causas ra\u00edz<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Tipo de fallo<\/th>\nParticipaci\u00f3n t\u00edpica de fallos<\/th>\nSe\u00f1ales de advertencia tempranas<\/th>\nCausas ra\u00edz m\u00e1s comunes<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Fallo de devanado \/ aislamiento<\/td>\n35\u201340%<\/td>\nAumento de DGA acetileno\/etileno, desviaci\u00f3n de relaci\u00f3n, aceite caliente<\/td>\nSobrecalentamiento, humedad, PD, da\u00f1o por sobretensi\u00f3n, sujeci\u00f3n suelta<\/td>\n<\/tr>\n
Fallo de bushing<\/td>\n10\u201315%<\/td>\nGrietas visibles, fugas de aceite, cambio de capacitancia, PD en el bushing<\/td>\nDa\u00f1o en porcelana, entrada de humedad, contaminaci\u00f3n<\/td>\n<\/tr>\n
Fallo de OLTC \/ cambiador de tomas<\/td>\n10\u201315%<\/td>\nRuido inusual al cambiar de toma, aumento de resistencia de contacto, oscurecimiento del aceite<\/td>\nDesgaste de contacto, aceite carbonizado, desgaste mec\u00e1nico<\/td>\n<\/tr>\n
Fallo de n\u00facleo<\/td>\n8\u201312%<\/td>\nAumento de p\u00e9rdida en vac\u00edo, puntos calientes locales, zumbido inusual<\/td>\nLaminaciones sueltas, aislamiento de n\u00facleo da\u00f1ado, corrientes circulantes<\/td>\n<\/tr>\n
Fallo del sistema de enfriamiento \/ aceite<\/td>\n10\u201315%<\/td>\nAlta temperatura del aceite superior, bajo nivel de aceite, paradas de bomba\/ventilador<\/td>\nRadiadores bloqueados, bombas fallidas, fugas, entrada de humedad<\/td>\n<\/tr>\n
Sobrecarga \/ evento del sistema externo<\/td>\n5\u201310%<\/td>\nCarga alta sostenida, calentamiento arm\u00f3nico, disparo de protecci\u00f3n<\/td>\nSobrecarga sostenida, arm\u00f3nicos, desequilibrio de voltaje<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La tabla contiene dos piezas importantes de informaci\u00f3n sobre el proceso de soluci\u00f3n de problemas. Una que vale la pena mencionar es que los datos que muestran la \u201cparticipaci\u00f3n de fallos\u201d se recopilan de investigaciones combinadas sobre diferentes fallos en la industria realizadas por CIGR\u00c9 e IEEE, que han identificado las variaciones en estas cifras seg\u00fan la clase de voltaje de los transformadores. Por ejemplo, los transformadores de clase de distribuci\u00f3n sufren de muchos m\u00e1s fallos por sobrecarga que los transformadores que transmiten m\u00e1s de 110 kV sufren de fallos diel\u00e9ctricos y de OLTC. Adem\u00e1s, el aceite aislante de un transformador es un mensaje oculto, ya que indica el tipo de fallo que est\u00e1 ocurriendo.<\/p>\n

\"S\u00edntomas<\/p>\n

S\u00edntomas de fallo vs. causas probables<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
S\u00edntoma observado<\/th>\nFallo m\u00e1s probable<\/th>\nConfirmar con<\/th>\nSospechosos secundarios<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Disparo repentino del rel\u00e9 Buchholz<\/td>\nFallo interno severo (de vuelta a vuelta, n\u00facleo)<\/td>\nDGA + resistencia de devanado + prueba de relaci\u00f3n<\/td>\nLiberaci\u00f3n r\u00e1pida de humedad, acumulaci\u00f3n de gas<\/td>\n<\/tr>\n
Aumento gradual de temperatura a carga constante<\/td>\nDegradaci\u00f3n del sistema de refrigeraci\u00f3n<\/td>\nVerificaci\u00f3n del flujo de aceite, corriente de bomba\/ventilador, DGA<\/td>\nDegradaci\u00f3n del aceite, mayor temperatura ambiente, obstrucciones<\/td>\n<\/tr>\n
Alta p\u00e9rdida en vac\u00edo y zumbido fuerte<\/td>\nDa\u00f1o en el n\u00facleo o mala aislamiento de laminaci\u00f3n<\/td>\nPrueba de p\u00e9rdida en vac\u00edo, corriente de tierra del n\u00facleo<\/td>\nHolgura mec\u00e1nica, magnetizaci\u00f3n DC<\/td>\n<\/tr>\n
Disminuci\u00f3n de la resistencia de aislamiento<\/td>\nIngreso de humedad o contaminaci\u00f3n<\/td>\nPrueba de resistencia de aislamiento, voltaje de ruptura del aceite<\/td>\nEnvejecimiento del papel, lodo de aceite<\/td>\n<\/tr>\n
Relaci\u00f3n de voltaje fuera de tolerancia<\/td>\nVueltas cortocircuitadas del devanado o da\u00f1o en el OLTC<\/td>\nPrueba de relaci\u00f3n de vueltas (TTR), resistencia del devanado<\/td>\nDesalineaci\u00f3n del cambiador de tomas<\/td>\n<\/tr>\n
Oscurecimiento del color del aceite y lodo<\/td>\nDegradaci\u00f3n t\u00e9rmica del aceite<\/td>\nN\u00famero de \u00e1cido (IEC 62021), tensi\u00f3n interfacial<\/td>\nSobrecalentamiento, oxidaci\u00f3n, contacto con aire<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Esta tabla de s\u00edntomas es deliberadamente conservadora: cada s\u00edntoma indica un sospechoso clave, pero los solucionadores de problemas experimentados no saltar\u00edan a conclusiones sobre nada. Por ejemplo, un disparo de Buchholz podr\u00eda surgir tan f\u00e1cilmente de una tuber\u00eda de enfriamiento rota que introduce aire en el contenedor pero no implica ninguna falla el\u00e9ctrica en absoluto. Por lo tanto, la siguiente secuencia de diagn\u00f3stico siempre debe confirmarse con medidas de antemano, antes de tomar cualquier decisi\u00f3n sobre abrir el contenedor.<\/p>\n

Pruebas de diagn\u00f3stico clave y l\u00edmites aceptables<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Prueba<\/th>\nReferencia est\u00e1ndar<\/th>\nRango aceptable t\u00edpico<\/th>\nCu\u00e1ndo realizar<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
An\u00e1lisis de gases disueltos (DGA)<\/td>\nIEC 60599 \/ IEEE C57.104<\/td>\nGas combustible total < 720 ppm; relaciones de gas clave normales<\/td>\nAnual; inmediatamente despu\u00e9s de cualquier disparo o evento anormal<\/td>\n<\/tr>\n
Resistencia de aislamiento (IR) \/ PI<\/td>\nIEEE 43<\/td>\n\u00cdndice de polarizaci\u00f3n \u2265 2.0 para papel seco; IR por clasificaci\u00f3n de kV<\/td>\nAnual; antes de energizar despu\u00e9s del mantenimiento<\/td>\n<\/tr>\n
Resistencia del devanado<\/td>\nIEC 60076-1<\/td>\nDesbalance de fase \u2264 2% entre fases<\/td>\nDespu\u00e9s de disparos, inspecciones de OLTC, vueltas cortocircuitadas sospechosas<\/td>\n<\/tr>\n
Prueba de relaci\u00f3n de vueltas (TTR)<\/td>\nIEC 60076-1<\/td>\nDesviaci\u00f3n \u2264 0.5% del nombre de placa<\/td>\nAnual; despu\u00e9s de reconexi\u00f3n o trabajo en OLTC<\/td>\n<\/tr>\n
Voltaje de ruptura del aceite (BDV)<\/td>\nIEC 60156<\/td>\n\u2265 40 kV para aceite nuevo; \u2265 30 kV aceptable en servicio<\/td>\nCada muestra de aceite; antes de la recuperaci\u00f3n del aceite<\/td>\n<\/tr>\n
Humedad en aceite \/ papel<\/td>\nIEC 60814 \/ Karl Fischer<\/td>\n< 2% humedad en papel; < 10 ppm de agua en aceite (t\u00edpico)<\/td>\nAnual; despu\u00e9s de sospecha de ingreso de humedad<\/td>\n<\/tr>\n
Medici\u00f3n de descarga parcial<\/td>\nIEC 60270<\/td>\nNivel de PD por debajo de la aceptaci\u00f3n del fabricante (a menudo < 100 pC en HV)<\/td>\nPruebas de f\u00e1brica; despu\u00e9s de una gran perturbaci\u00f3n de aislamiento<\/td>\n<\/tr>\n
Respuesta en frecuencia (SFRA)<\/td>\nIEC 60076-18<\/td>\nBajo \u00edndice de desviaci\u00f3n a trav\u00e9s de barrido de frecuencia<\/td>\nDespu\u00e9s de fallas a trav\u00e9s o transporte; comparaci\u00f3n de l\u00ednea base<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Estos l\u00edmites son n\u00fameros de trabajo, en lugar de inevitables, ya que un transformador que siempre funcion\u00f3 bajo indicadores equivalentes de humedad de 5% podr\u00eda seguir funcionando correctamente; sin embargo, la tendencia importa m\u00e1s que cualquier n\u00famero separado. Por lo tanto, necesita mantener todos los resultados de las pruebas disponibles para una comparaci\u00f3n a\u00f1o tras a\u00f1o, porque un aumento de 40% en el contenido de hidr\u00f3geno en dos instancias es mucho m\u00e1s importante que un valor absoluto normal.<\/p>\n

Donde los fallos golpean m\u00e1s fuerte: aplicaciones y activos cr\u00edticos<\/h2>\n

Las prioridades en la resoluci\u00f3n de problemas var\u00edan seg\u00fan las aplicaciones, ya que los costos de las fallas difieren de una aplicaci\u00f3n a otra. En la generaci\u00f3n y transmisi\u00f3n de electricidad, un transformador con una clasificaci\u00f3n de 110 kV\/50 MVA podr\u00eda costar hasta $ 400,000 e incluso un mill\u00f3n de d\u00f3lares, y podr\u00eda tardar hasta 1 temporada en reemplazarlo. En un entorno industrial, el mismo dispositivo de 10 MVA generalmente tendr\u00eda una unidad de respaldo en su lugar, y el objetivo, por lo tanto, ser\u00eda clasificar la falla, averiguando si se puede reparar en el sitio o necesita ser atendida fuera del sitio. Para dispositivos de energ\u00eda renovable, similares a los parques e\u00f3licos, los transformadores est\u00e1n expuestos a ciclos de calle y enfrentan diferentes problemas relacionados con da\u00f1os en el OLTC, sobrevoltajes y fallas de aislamiento, no causadas por accidentes individuales. Lugares como centros de datos y hospitales se centrar\u00e1n en hacer de los problemas de disponibilidad la prioridad, y es por eso que recurrir\u00e1n a pagar mucho m\u00e1s de lo habitual por las reparaciones.<\/p>\n

En cuanto a las redes, las empresas que operan en ellas elegir\u00e1n la estrategia de gesti\u00f3n de riesgos y lidiar\u00e1n con fallas de alto riesgo cada 6-12 meses y fallas de bajo riesgo cada 2-3 a\u00f1os. As\u00ed, el mismo transformador o la misma falla pueden recibir un tratamiento completamente diferente, dependiendo del contexto de uso de la tecnolog\u00eda.<\/p>\n

Herramientas de diagn\u00f3stico, marcas y rangos de precios<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Herramienta \/ Servicio<\/th>\nMarcas representativas<\/th>\nRango de precios t\u00edpico<\/th>\nNotas<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Kit de muestreo DGA y prueba de laboratorio (por muestra)<\/td>\nDoble, SGS, laboratorios de servicios p\u00fablicos locales<\/td>\n$80\u2013$250 por muestra<\/td>\nPanel completo de cromatograf\u00eda de gases<\/td>\n<\/tr>\n
Monitor DGA port\u00e1til (en l\u00ednea)<\/td>\nKelman (GE), Serveron, Qualitrol<\/td>\n$15,000\u2013$45,000<\/td>\nMonitoreo continuo de gases clave<\/td>\n<\/tr>\n
Probador de resistencia de aislamiento (5\u201310 kV)<\/td>\nMegger, Fluke, Doble<\/td>\n$1,500\u2013$6,000<\/td>\nPara mediciones de IR, PI, DAR<\/td>\n<\/tr>\n
Medidor de resistencia de devanado (micro-ohmi\u00f3metro)<\/td>\nMegger, Vanguard, DV Power<\/td>\n$4,000\u2013$12,000<\/td>\nMedici\u00f3n de baja resistencia hasta 0.1 \u00b5\u03a9<\/td>\n<\/tr>\n
Probador de relaci\u00f3n de transformaci\u00f3n (TTR)<\/td>\nMegger, Vanguard, Doble<\/td>\n$5,000\u2013$15,000<\/td>\nTTR trif\u00e1sico completo con prueba de OLTC<\/td>\n<\/tr>\n
Conjunto de prueba SFRA<\/td>\nDoble, OMICRON, Megger<\/td>\n$20,000\u2013$60,000<\/td>\nAn\u00e1lisis de deformaci\u00f3n de devanados<\/td>\n<\/tr>\n
Servicio de diagn\u00f3stico de terceros (bater\u00eda completa en el sitio)<\/td>\nDoble, Intertek, laboratorios certificados locales<\/td>\n$5,000\u2013$25,000 por visita<\/td>\nDGA + pruebas el\u00e9ctricas + pruebas de aceite en una unidad<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Dependiendo de factores como la ubicaci\u00f3n, el fabricante y la singularidad, los precios pueden diferir, por lo que puede ser m\u00e1s seguro considerarlos como valores de planificaci\u00f3n en lugar de precios reales. Por ejemplo, una de las ideas v\u00e1lidas para presupuestar una peque\u00f1a flota industrial es comprar primero un medidor de resistencia de aislamiento de gama media y un medidor de resistencia de devanados, que cuesta entre $6,000 y $18,000 juntos; las muestras de DGA pueden enviarse a un laboratorio y la inspecci\u00f3n de terceros para SFRA y PD solo se puede realizar cuando aparece alguna disfunci\u00f3n. Hay muchos actores globales en el mercado como Doble, OMICRON, Megger, Fluke y Qualitrol, por lo que es posible estar seguro de que pueden servir como un punto de referencia. Sin embargo, debe se\u00f1alarse que Jiangsu Subian Electric Power y otras empresas chinas ya han comenzado a producir los transformadores que estos dispositivos de diagn\u00f3stico eval\u00faan, introduciendo as\u00ed transformadores de distribuci\u00f3n y potencia relacionados con IEC 60076 de 10 kVA a 100 MVA en el mercado a precios y plazos razonables. Para comparar la metodolog\u00eda de diagn\u00f3stico utilizada por varias empresas, es necesario decir que una empresa que produce transformadores tambi\u00e9n puede proporcionar a sus clientes la interpretaci\u00f3n de los resultados de las pruebas.<\/p>\n

\"Construyendo<\/p>\n

Construyendo un Flujo de Trabajo de Soluci\u00f3n de Problemas: 8 Pasos<\/h2>\n

Cualquier actividad seria de soluci\u00f3n de problemas debe adherirse a la misma secuencia estructurada, ya que as\u00ed es como los t\u00e9cnicos experimentados se meten en problemas.<\/p>\n