Los conservadores de transformadores son componentes esenciales en transformadores de potencia sumergidos en aceiteactuando como mecanismos vitales para la regulación del volumen de aceite térmico y el aislamiento atmosférico. Al evitar la contaminación, la oxidación y la entrada de humedad, los conservadores prolongan considerablemente la vida útil y la fiabilidad del transformador. Esta guía explora su función, estructura, diferentes tipos, técnicas de sellado y su papel en el mantenimiento de la eficiencia y la seguridad operativa del transformador.
1. ¿Qué es un conservador de transformadores?
A conservador de transformadorestambién conocido como depósito conservador de aceite para transformadores o depósito de expansiónes una cámara auxiliar montada sobre el depósito principal del transformador. Permite la aceite aislante dentro del transformador para expandirse y contraerse debido a los cambios de temperatura sin exponerlo al aire ambiente, manteniendo así la calidad del aceite y la rigidez dieléctrica.
2. ¿Por qué son críticos los conservadores para el rendimiento de los transformadores?
El sistema conservador desempeña varias funciones clave:
Gestiona los cambios de volumen de aceite debido a las variaciones de temperatura
Evita el contacto con el aire exteriorreduciendo la absorción de humedad y la oxidación
Mantiene el equilibrio de la presión dentro del depósito del transformador
Protege la calidad del aceite aislante, garantizando un rendimiento dieléctrico a largo plazo
Admite el funcionamiento sin supervisión en las redes eléctricas modernas
Permite controlar con precisión el nivel de aceite y mantenimiento proactivo
Al hacerlo, ayuda a maximizar vida útil del transformador y minimiza el riesgo de fallo del aislamiento.
3. Componentes clave de un sistema de conservación de transformadores
Un conjunto conservador estándar suele incluir:
Depósito conservador: El principal depósito de expansión/contracción del petróleo
Separador flexible (vejiga o diafragma): Evita el contacto entre el aceite y el aire
Respiradero (con gel de sílice): Absorbe la humedad del aire entrante
Indicador del nivel de aceite: Controla los niveles de aceite para garantizar la seguridad de funcionamiento
Válvula de alivio o compuerta de presión: Gestiona los picos de presión debidos a cambios térmicos rápidos
Relevo de Buchholz (opcional): Detecta la acumulación de gas en condiciones de fallo
4. Tipos de conservadores de transformadores
4.1 Conservador de tipo ondulado (expansor metálico)
Este es el tipo más avanzado y ampliamente adoptado en los transformadores sellados modernos.
Estructura y funcionamiento:
Utiliza fuelle metálico o tubos ondulados de acero inoxidable como cámaras de expansión.
Totalmente hermético a la atmósfera.
Compensa el volumen de aceite expansión/contracción mecánica del metal.
Subtipos:
Conservador ondulado de aceite interno (vertical): Mayor rendimiento pero mayor volumen.
Conservador ondulado de aceite exterior (horizontal): Compacta, buena disipación del calor.
Ventajas:
Excelente estanqueidad; no entra humedad
Larga vida útil (>20.000 ciclos de expansión)
Detección precisa del nivel de aceite sin lecturas erróneas
Incorporado compuerta de presión mejora la seguridad
Menor mantenimiento; ideal para estaciones remotas o sin personal
4.2 Conservador tipo cápsula
Un diseño más antiguo que utiliza un vejiga de caucho o nailon resistente al aceite (cápsula) dentro del tanque conservador.
Operación:
La cápsula se expande/contrae con el nivel de aceite.
El aire fluye a través de un respiradero para mantener el equilibrio de la presión.
Desafíos:
El envejecimiento y el agrietamiento de la cápsula son frecuentes
Mala estanqueidad a largo plazo
La infiltración de humedad y aire provoca degradación del aceite
Disminución del uso por problemas de fiabilidad
4.3 Conservador de diafragma
Este diseño utiliza un diafragma flexible (capas de caucho o sintéticas) para separar el aire del aceite.
Construcción:
Material multicapa (por ejemplo, tela de nailon + neopreno + butadieno cianógeno)
Proporciona una barrera entre el aceite y el aire
Limitaciones:
Sensible a la calidad de la instalación y al desgaste del material
Alta probabilidad de fuga de aceite o rotura del diafragma
Menor seguridad en las operaciones a largo plazo
Se van eliminando gradualmente en favor de los diseños ondulados
4.4 Conservador de tipo abierto
El diseño más antiguo y básico, que expone directamente el aceite al aire ambiente.
Principales inconvenientes:
Rápida oxidación del aceite y absorción de humedad
Degradación grave del aceite aislante
Alto riesgo de fallos internos y acortamiento de la vida útil del transformador
Ahora obsoleto para aplicaciones de media/alta tensión
5. Mecanismos de sellado de los conservadores de transformadores
Un sellado adecuado es esencial para proteger el aceite del transformador de la exposición atmosférica.
a. Conservador abierto (sin sellar)
Contacto directo con el aire
El aceite se oxida rápidamente; la entrada de humedad es habitual
Sólo se utiliza en transformadores de baja tensión o anticuados
b. Tipo de cápsula (cierre parcial)
Separación del aire mediante vejiga
Propenso a la fatiga de la vejiga y al agrietamiento
Requiere supervisión y mantenimiento frecuentes
c. Tipo diafragma (junta mejorada)
Mejor sellado que la cápsula, pero el envejecimiento del material sigue siendo un problema
Sensible a la calidad de la instalación y el mantenimiento
d. Tipo ondulado (sellado completo)
El mejor sellado de su clase
Sin falsos niveles de aceite
Sin contacto con el aire; bajo mantenimiento
Soporta con fiabilidad los ciclos de temperatura y presión
6. Cambios de temperatura y compensación de volumen
El aceite aislante se dilata cuando se calienta y se contrae cuando se enfría. Un conservador debe:
Absorben la expansión del aceite sin crear picos de presión
Compensación de vacío durante el enfriamiento
Evitar la entrada de aire en el depósito principal
Evitar el desbordamiento de aceite o la deformación inducida por el vacío
Tipos de cartón ondulado responden automáticamente a los cambios térmicos ajustando el volumen del fuelle - proporcionando compensación en tiempo real y mantener el equilibrio del sistema.
7. Papel del conservador en la fiabilidad del transformador
Un conservador bien diseñado mejora el rendimiento del transformador mediante:
Mantener calidad constante del aceite
Prevención avería eléctrica debido a la humedad o a burbujas de gas
Minimizar oxidación del aceite y formación de ácidos
Proteger el núcleo y los devanados del envejecimiento prematuro
Reducción del tiempo de inactividad y del mantenimiento imprevisto
Apoyo a largo plazo fiabilidad y estabilidad de la red
8. Supervisión y mantenimiento
La inspección rutinaria y el mantenimiento predictivo son esenciales para un rendimiento óptimo.
Las tareas incluyen:
Control del nivel de aceite mediante indicadores o sensores
Sustitución del gel de sílice en los respiraderos
Inspección de las vejigas/diafragmas en busca de desgaste o daños
Comprobación de los umbrales de nivel de aceite de los interruptores de alarma
Garantizar que no haya fugas de aceite por las conexiones o válvulas
Los diseños sellados ondulados suelen requerir la menor intervenciónpor lo que son ideales para los servicios públicos modernos.
9. Notas de aplicación: Consideraciones sobre el cambiador de tomas en carga
Evite el uso de conservadores metálicos corrugados completamente sellados en tanques con cambiador de tomas en carga (OLTC)ya que el gas generado durante las operaciones de grifería puede acumularse y perjudicar el funcionamiento. Los conservadores OLTC requieren mecanismos de ventilación y liberación de gases que no son adecuados para los diseños de fuelles sellados.
10. Conclusión: Elegir al conservador adecuado
La elección del conservador adecuado depende de:
Tensión y capacidad del transformador
Condiciones ambientales (humedad, intervalo de temperaturas)
Accesibilidad para el mantenimiento
Criticidad operativa
Vida útil prevista y coste de propiedad
Para la mayoría de las aplicaciones modernas, conservadores de metal corrugado (sellados) son la solución preferida, ya que combinan fiabilidad, seguridad y mantenimiento reducido.
