El conservador es el tanque de expansión que mantiene lleno de aceite el tanque principal mientras el volumen del aceite cambia con la temperatura. El aire que entra y sale pasa por un respirador de sílica gel que le quita la humedad, y en muchos transformadores una bolsa de caucho separa el aceite del aire. Un indicador de nivel con contactos avisa cuando el aceite baja.
Qué es y dónde está
El aceite de un transformador se dilata al calentarse y se contrae al enfriarse. El conservador es un tanque cilíndrico de expansión, montado por encima de la tapa, que absorbe esos cambios: el tanque principal permanece siempre lleno y con una columna de aceite por encima. Lo une al tanque una tubería en la que va el relé Buchholz.
El respirador (o desecador) conecta el espacio de aire del conservador con el exterior. IEC 60076-22-7 lo define como el dispositivo que une el espacio de aire de un transformador sumergido con el aire exterior para absorber la humedad del aire que respira. En el conservador va también el indicador de nivel de aceite.
El cambiador de tomas bajo carga suele tener su propio compartimiento de conservador, con su respirador y su relé de flujo, separado del aceite del tanque principal; vea el cambiador de tomas bajo carga.
Cómo funciona
La respiración. Cuando el transformador se calienta, el aceite empuja el aire del conservador hacia fuera por el respirador. Cuando se enfría, el aceite se contrae y entra aire del ambiente. Sin secado, ese aire lleva la humedad del clima, que se disuelve en el aceite, reduce su rigidez dieléctrica y acelera el envejecimiento del papel.
El respirador convencional. Es un recipiente con sílica gel, un desecante con indicador de color. Abajo tiene un vaso con aceite: el aire pasa a través del aceite antes de llegar al gel, y entre respiraciones el aceite aísla el gel del ambiente. El gel se satura desde abajo hacia arriba y el color cambia a medida que absorbe humedad; el color inicial y el final dependen del tipo de gel y del fabricante. Se reemplaza o se regenera antes de que la zona saturada llegue arriba.
El respirador autorregenerable. Mide continuamente la humedad del aire que va al conservador y, cuando supera el límite, calienta la sílica gel para secarla y la devuelve al servicio. No requiere cambiar el gel, tiene contactos de alarma y salidas hacia el SCADA. IEC 60076-22-7 (2020) normaliza los dos tipos de respirador: el convencional de reemplazo manual y el autorregenerable.
La bolsa o membrana. Muchos conservadores llevan dentro una bolsa de tela recubierta de caucho, compatible con el aceite. El aceite queda por fuera de la bolsa y el aire por dentro, conectado al respirador. Cuando el aceite se dilata, la bolsa se desinfla; cuando se contrae, se infla. Así el aceite no toca el aire y se reduce su oxidación y la entrada de humedad. El respirador sigue siendo necesario, porque la bolsa respira.
El indicador de nivel. Un flotador sigue la superficie del aceite y mueve la aguja de una carátula. Según el fabricante, el flotador se mueve en dirección radial o axial respecto al conservador, y el indicador puede llevar varios microinterruptores y transmisión remota del nivel en 4–20 mA o por comunicación. IEC 60076-22-1 (2019) fija los requisitos y ensayos de los indicadores de nivel de carátula de lectura directa.
Diferencias entre distribución, potencia y extra alta tensión
| Aspecto | Distribución | Potencia en AT | EAT y autotransformador |
|---|---|---|---|
| Expansión del aceite | Casi siempre tanque hermético de llenado integral, sin conservador | Conservador, con o sin bolsa | Conservador grande, con o sin bolsa según la especificación |
| Respirador | No tiene si es hermético | Convencional o autorregenerable | Varios respiradores o de mayor capacidad |
| Protección asociada | Relé integral de herméticos (gas, presión, nivel y temperatura) | Buchholz, nivel 71 y relé de flujo del OLTC | Igual y, si se especifica, monitoreo de humedad en línea |
El tamaño del respirador crece con el volumen de aceite. Un fabricante de respiradores autorregenerables, por ejemplo, va de 1,1 kg de sílica gel para cambiadores de tomas y transformadores de red hasta 40 MVA, a 4,4 kg para unidades de más de 200 MVA. En bancos de monofásicos, cada unidad tiene su propio tanque y su propio conservador. Vea el transformador de potencia de alta tensión y, para los herméticos, la guía del transformador de distribución.
Conexión a protección y control
- Nivel de aceite (ANSI 71): un contacto de nivel bajo da alarma. Algunos propietarios agregan un segundo umbral de nivel muy bajo que dispara; es una decisión de su filosofía de protección.
- Relé Buchholz (63): está en la tubería entre tanque y conservador y es la protección que más se relaciona con este conjunto; vea las protecciones mecánicas del transformador.
- Respirador autorregenerable: alarmas de falla del equipo y de humedad, que van al tablero de control del transformador y al SCADA.
- Señales analógicas: el nivel transmitido en 4–20 mA puede llegar a un sistema de monitoreo; en IEC 61850-7-4 el nodo lógico TLVL representa un sensor de nivel y SIML la supervisión del medio aislante líquido.
Fallas comunes y qué revisar primero
- Sílica gel saturada en pocas semanas: revise el vaso de aceite (nivel correcto), las uniones de la tubería y los empaques. Si el gel está empapado de aceite, se reemplaza.
- Alarma de nivel bajo: compare la lectura con la curva de nivel según la temperatura del aceite que marcan los indicadores de temperatura. Busque fugas en válvulas, radiadores y empaques. Un nivel mal ajustado en el último llenado también da esta alarma.
- Bolsa rota: no se ve desde afuera. Sospeche si la humedad del aceite sube sin otra explicación; se confirma con la inspección que indique el fabricante.
- Gas en el Buchholz después de trabajar en el conservador: casi siempre es aire que quedó atrapado; se confirma tomando una muestra del gas.
- Indicador de nivel trabado: la aguja no cambia entre la mañana y la tarde con carga. Verifique el flotador y el mecanismo.
Pruebas y mantenimiento
- Inspección visual del respirador en cada recorrido: color del gel, nivel del vaso de aceite y estado del vidrio y de los empaques.
- Cambio o regeneración de la sílica gel según su color; en los autorregenerables, prueba con el botón de prueba y revisión de alarmas.
- Prueba funcional de cada contacto del indicador de nivel hasta el relé y el SCADA.
- Medición de humedad en el aceite como parte del análisis periódico; con muestras tomadas según el procedimiento de muestreo de aceite.
- Inspección de la bolsa y llenado de aceite según el procedimiento del fabricante, para no dejar aire atrapado.
Pruebas y configuración con Tiza Group
En Tiza Group revisamos en sitio el conservador, el respirador, el nivel y todos los contactos del transformador como parte de las pruebas a transformadores de potencia. Si una alarma de nivel o un Buchholz llega mal al relé, corregimos la lógica y los ajustes con la configuración remota de relés.
Referencias
- IEC 60076-22-7, Power transformer and reactor fittings – Accessories and fittings (incluye los respiradores deshidratantes).
- IEC 60076-22-1, Power transformer and reactor fittings – Protective devices (Buchholz, indicadores de nivel, relé para herméticos).
- IEC 60076-1, Power transformers – Part 1: General.
- IEC 60296, aceites minerales aislantes nuevos para transformadores.
- IEC 60814, determinación de agua en líquidos aislantes por valoración Karl Fischer.
- IEEE C37.2, números de función de dispositivos (71, nivel de líquido).
- IEC 61850-7-4, nodos lógicos TLVL y SIML.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la sílica gel del respirador cambia de color tan rápido?
Porque está absorbiendo más humedad de la normal: clima muy húmedo, un vaso de aceite sin aceite o mal llenado, o aire que entra por una unión o empaque dañado y no por el respirador. Si el color avanza desde arriba y no desde abajo, sospeche de una entrada de aire por otro camino.
Si el conservador tiene bolsa, ¿todavía necesita respirador?
Sí. El aire que entra y sale es el de dentro de la bolsa, que se infla y se desinfla con los cambios de volumen del aceite. Ese aire debe llegar seco, y si la bolsa se rompe el respirador vuelve a ser la única barrera contra la humedad.
¿Qué nivel de aceite debe marcar el indicador del conservador?
Depende de la temperatura del aceite. El fabricante entrega una curva o unas marcas de nivel según la temperatura; un nivel correcto en un día frío puede verse bajo comparado con el mismo transformador caliente y con carga.