El tablero de control del transformador es el gabinete montado en el tanque que reúne todas las señales del equipo: contactos del Buchholz, la presión y las temperaturas, secundarios de los CT de buje, el control de la refrigeración y la interfaz con el mando a motor del cambiador de tomas. Desde allí salen los cables al tablero de protecciones y al SCADA, por lo que su estado decide si las alarmas y los disparos llegan bien.
Qué es y dónde está
Cada transformador de potencia tiene decenas de señales: contactos de protecciones propias, indicadores de temperatura y nivel, motores de ventiladores y bombas, secundarios de los CT de buje y la interfaz con el cambiador de tomas. El tablero de control del transformador (en inglés marshalling box o control cabinet) es el gabinete, montado en el costado del tanque, donde todo ese cableado llega, se ordena en borneras y sale en cables multiconductores hacia el tablero de control y protección de la sala de control.
No debe confundirse con las cajas de bornes estancas que IEC 60076-22-7 llama junction terminal boxes: estas hacen las conexiones de baja tensión entre el interior y el exterior de un compartimiento con aceite. El tablero de control es el gabinete exterior de agrupación y control.
Cómo funciona
El tablero cumple cuatro funciones:
1. Agrupar señales de protección. Recibe los contactos del Buchholz, del relé de flujo del cambiador, de la válvula de alivio de presión, del relé de presión súbita, de los indicadores de temperatura y del nivel de aceite. Los lleva a borneras identificadas y de ahí al relé de bloqueo 86 y a las entradas binarias del relé o del controlador de bahía.
2. Agrupar corrientes. Los secundarios de los CT de buje llegan a borneras de CT con facilidad de cortocircuito y prueba. De ahí salen a la diferencial 87T, a la falla a tierra restringida, a la imagen térmica de devanado y a la compensación de caída de línea del regulador de tensión.
3. Controlar la refrigeración. Contiene las alimentaciones de corriente alterna de los motores, sus interruptores y guardamotores, los contactores de cada grupo, el selector manual/automático y, cuando aplica, la lógica de alternancia. Los contactos de temperatura deciden qué etapa arranca.
4. Hacer de interfaz con el cambiador de tomas. Pasa las órdenes de subir y bajar desde el regulador automático (ANSI 90) o desde el SCADA, y devuelve la posición de toma, la señal de cambio en curso y las alarmas del mando a motor, como el disparo de su guardamotor. Según el fabricante, la posición se entrega como contactos, como cadena de resistencias o como señal analógica o digital.
Además tiene calefacción con termostato o higróstato para evitar la condensación, iluminación y, a veces, un tomacorriente de servicio.
En diseños recientes, parte de estas funciones las hace un controlador electrónico montado en el propio tablero: un fabricante ofrece un sistema que integra en el gabinete el control de la refrigeración, la regulación de tensión, el monitoreo y la comunicación con el SCADA.
Diferencias entre distribución, potencia y extra alta tensión
| Aspecto | Distribución | Potencia en AT | EAT y autotransformador |
|---|---|---|---|
| Gabinete | Ninguno o una caja de bornes pequeña | Tablero completo junto al mando a motor del OLTC | Tablero completo, a veces con controlador electrónico y monitoreo |
| Señales | Termómetro, relé de herméticos o relé de temperatura de secos | Protecciones propias, CT de buje, refrigeración y OLTC | Lo mismo, con más CT, grupos de refrigeración y sensores |
| Disposición | — | Uno por transformador | En bancos de monofásicos, caja por unidad y tablero común del banco, según el proyecto |
Vea el transformador de potencia, el transformador de distribución y el cambiador de tomas bajo carga.
Datos típicos
El grado de protección del gabinete (código IP de IEC 60529), el calibre del cableado de control, la cantidad de bornes de reserva y las tensiones de control los fija la especificación del proyecto; no hay un valor único. Los contactos que pasan por el tablero deben tener una capacidad de corte adecuada al circuito de disparo en corriente continua, expresada en las categorías de IEC 60947-5-1.
Conexión a protección y control
- Disparos: cableado directo de cada contacto al relé de bloqueo 86, que abre todos los interruptores del transformador. En paralelo, cada señal entra al relé como entrada binaria para tener su hora.
- Alarmas: al controlador de bahía o al SCADA, con nombres que coincidan con los planos.
- Corrientes: las de los CT de buje a la 87T, a la 87N y a la imagen térmica, con un solo punto de puesta a tierra por circuito, tema que trata la guía IEEE C57.13.3.
- Alimentaciones: corriente continua de la batería de la subestación para los circuitos de disparo, y corriente alterna de servicios auxiliares para motores y calefacción.
Los dispositivos que llegan aquí se explican en las protecciones mecánicas del transformador.
Señales que pasan por el tablero
Cada dispositivo debe dar la señal correcta, en el destino correcto, con el texto correcto y una sola vez. Esta es la respuesta esperada de los más comunes; si un contacto da alarma o disparo lo define el diseño del transformador y la filosofía de protección del propietario:
| Dispositivo | Qué debe dar |
|---|---|
| Relé Buchholz | Alarma por acumulación de gas y disparo por flujo brusco de aceite |
| Relé de flujo del cambiador de tomas | Disparo |
| Relé de presión súbita | Disparo |
| Válvula de alivio de presión | Alarma o disparo, según el diseño |
| Nivel de aceite | Alarma por nivel bajo |
| Temperatura de aceite y de devanado | Alarma y disparo en los valores ajustados; arranque de las etapas de refrigeración |
| Guardamotores de ventiladores, bombas y mando a motor | Alarma |
| Alimentaciones auxiliares de corriente alterna y continua | Alarma por falla de alimentación |
Una alarma que llega al SCADA con otro nombre es tan grave como no tenerla, porque el operador actuará mal. Por eso cada señal se prueba desde su origen, operando el dispositivo en el transformador, y no puenteando borneras: así se prueban también el contacto y el cable de campo.
Transformador de puesta a tierra. El transformador de puesta a tierra, normalmente en zigzag, crea el neutro de un sistema que no lo tiene. Su tablero es más sencillo: muchos no tienen cambiador de tomas ni ventilación forzada, así que no se le aplica la lista de un transformador de potencia genérico. Lo propio es la sobrecorriente de neutro 51N, alimentada por el CT del neutro, que dispara el interruptor asociado; si el transformador de tierra sale de servicio sin que nadie lo note, una falla a tierra puede pasar inadvertida.
Fallas comunes y qué revisar primero
- Condensación: calefacción dañada o termostato mal ajustado; produce corrosión, baja el aislamiento y causa alarmas o disparos falsos.
- Bornes flojos en circuitos de CT: riesgo de abrir un secundario y de operación incorrecta de la diferencial.
- Refrigeración que no arranca: interruptor o guardamotor disparado, contactor dañado o pérdida de la alimentación.
- Posición de toma errónea: el regulador y la operación en paralelo se comportan mal.
- Cableado distinto de los planos después de modificaciones no documentadas.
Pruebas y mantenimiento
- Verificación punto a punto del cableado contra los planos.
- Resistencia de aislamiento del cableado de control.
- Prueba funcional de cada alarma y cada disparo, desde el dispositivo en el transformador hasta la apertura real de los interruptores y la señal en el SCADA.
- Ajustes de los indicadores de temperatura comparados con el fabricante y el estudio de protecciones.
- Una alarma de Buchholz por gas se complementa con el análisis de aceite dieléctrico.
- Circuitos de CT: relación, polaridad, carga y punto de tierra, con inyección primaria o secundaria.
- Secuencia automática de refrigeración, órdenes al cambiador en todo el rango de tomas y calefacción.
- En mantenimiento: reapriete de bornes, empaques, calefacción y termografía.
Pruebas y configuración con Tiza Group
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Guías relacionadas
- Transformador de potencia: partes, funciones y pruebas
- Protecciones mecánicas del transformador
- Válvula de alivio de presión y relé de presión súbita
- Indicadores de temperatura del transformador
- Sistema de refrigeración del transformador
- Cambiador de tomas bajo carga
- Transformador de puesta a tierra
- Tablero de control y protección
Referencias
- IEC 60076-22-1, Power transformer and reactor fittings – Protective devices.
- IEC 60076-22-7, Power transformer and reactor fittings – Accessories and fittings.
- IEC 60214-1, Tap-changers – Part 1: Performance requirements and test methods (incluye los mandos a motor).
- IEC 60529, grados de protección de las envolventes (código IP).
- IEC 60947-5-1, dispositivos de circuitos de control.
- IEEE C37.91, Guide for Protecting Power Transformers.
- IEEE C57.32, dispositivos de puesta a tierra del neutro, incluidos los transformadores de tierra.
- IEEE C57.13.3, Guide for Grounding of Instrument Transformer Secondary Circuits and Cases.
- IEEE C57.152, Guide for Diagnostic Field Testing of Fluid-Filled Power Transformers, Regulators, and Reactors.
Preguntas frecuentes
¿Qué reviso primero cuando llegan alarmas falsas del transformador?
La humedad en el tablero y en las cajas de bornes de los dispositivos (calefacción apagada o empaques dañados), bornes flojos y fallas a tierra en la corriente continua. Una tierra en el circuito de corriente continua puede activar una entrada binaria sin que el dispositivo haya operado.
¿Dónde se cortocircuitan los CT de buje antes de trabajar?
En las borneras de CT del tablero del transformador o del tablero de protecciones, que tienen puentes o bloques de prueba para eso. Nunca se abre el secundario de un CT con el transformador energizado y con carga sin cortocircuitarlo antes.
¿El tablero del transformador es lo mismo que el mando a motor del cambiador?
No. El mando a motor es un gabinete propio del cambiador de tomas, con el motor, el mecanismo, la indicación de posición y el contador. El tablero del transformador se comunica con él: le pasa las órdenes de subir y bajar y recibe la posición y las alarmas.