Transformador para la costa occidental de África: especificaciones relativas a la corrosión, la humedad y la refrigeración
Un transformador instalado cerca de una costa tropical se ve expuesto a una combinación de humedad salina, alta humedad ambiental, calentamiento solar, lluvia impulsada por el viento y dificultades de acceso para su mantenimiento. La respuesta correcta no consiste en añadir la etiqueta «costero» a una ficha técnica estándar. Zisheng Electric aborda un transformador para la costa de África Occidental mediante la aplicación de las condiciones reales de exposición del emplazamiento a la hora de tomar decisiones sobre el sellado de la envolvente, el revestimiento, los herrajes, el aislamiento, la refrigeración, los sistemas auxiliares y las inspecciones.
África Occidental presenta una gran variedad de climas, configuraciones de red y prácticas de las empresas de suministro eléctrico. Por lo tanto, esta guía no da por sentado un único valor de tensión, frecuencia o procedimiento de homologación a nivel nacional. Dichos valores deben confirmarse en función de la ubicación del proyecto y de la empresa de suministro a la que se vaya a conectar. El enfoque técnico se centra en la exposición costera, que los equipos de compras pueden definir y verificar antes de la fabricación.
Definir la ubicación costera antes de seleccionar el transformador
La distancia a la costa por sí sola no determina la gravedad de la corrosión. La dirección del viento, el oleaje, la altitud, las emisiones industriales, las precipitaciones, la ventilación de los edificios y las prácticas de limpieza influyen en la cantidad de sal y humedad que llega a los equipos. Un transformador situado detrás de una pared puede seguir recibiendo cloruros transportados por el aire, mientras que los equipos situados más hacia el interior pueden quedar expuestos a fuertes vientos estacionales. Los documentos de licitación deberían incluir una descripción del entorno, en lugar de una vaga referencia al “uso marítimo”.
En el pliego de condiciones de la obra deben indicarse las temperaturas ambientales máximas y mínimas, el rango de temperatura diario, la humedad relativa, la altitud, la exposición a la lluvia, el nivel de inundación, la base de radiación solar, la categoría de contaminación utilizada para la selección del aislamiento y si el transformador se encuentra en el interior o al aire libre. Si una subestación costera se encuentra dentro de un edificio, el diseño de la ventilación de la sala y la posibilidad de que se produzca condensación durante las paradas son tan importantes como el clima exterior.
Los datos de funcionamiento son igualmente importantes. Indique la carga continua prevista, la duración de los picos, las cargas que generan armónicos, el régimen de arranque de los motores, la política de sobrecargas prevista y la disponibilidad de capacidad de reserva. Los armónicos aumentan las pérdidas en los devanados y las pérdidas parásitas; los ciclos de carga frecuentes modifican el patrón térmico; los largos periodos con carga ligera pueden hacer que los calentadores del armario y los sistemas de ventilación se conviertan en la principal protección contra la humedad. Estas condiciones deben reflejarse en la evaluación de las pérdidas del transformador y en el análisis térmico, en lugar de tratarse como notas genéricas de la instalación. La guía relacionada con Regulación de la tensión de los transformadores para plantas industriales africanas muestra cómo el rango de derivación, la impedancia y el arranque del motor también se tienen en cuenta en el análisis.
| Datos del emplazamiento | Decisión de ingeniería | Qué debe solicitar el departamento de compras | Riesgo si no se especifica |
|---|---|---|---|
| Exposición a la sal y a la contaminación industrial | Sistema de recubrimiento, materiales y distancia de fuga del aislante | Categoría de corrosión declarada/base de diseño y programa de recubrimiento | Riesgo de oxidación precoz, formación de trazas o arco eléctrico |
| Temperatura y carga solar | Capacidad térmica y margen de refrigeración | Base de temperatura, perfil de carga y garantías de aumento de temperatura | Envejecimiento acelerado del aislamiento o pérdida de capacidad útil |
| Humedad y condensación | Sellado de armarios, calefactores, ventilación y desagües | Protección de la carcasa, controles del calefactor y detalles anticondensación | Corrosión de los terminales, fugas en el aislamiento y fallos de control |
| Lluvia, drenaje y nivel de inundación | Altura del zócalo, entrada de cables y drenaje de los cimientos | Plano de planta general coordinado con los niveles de obra y los detalles de las zanjas | Entrada de agua, prensaestopas sumergidos o equipos inaccesibles |
| Capacidad de mantenimiento | Reparaciones de acabados, recambios e intervalos de inspección | Procedimiento de retoque, juntas de repuesto, calentadores y consumibles | Un pequeño daño en el recubrimiento acaba provocando corrosión estructural |
Protección contra la corrosión de un transformador destinado a la costa de África Occidental
Las especificaciones del recubrimiento deben describir la preparación de la superficie, la capa de imprimación, las capas intermedias y de acabado, el espesor nominal de la película seca, el color y el procedimiento de reparación. El mero hecho de indicar el color de la pintura no constituye prueba alguna de durabilidad. El fabricante debe controlar la limpieza de la superficie y las condiciones ambientales durante la aplicación, y posteriormente registrar los resultados del espesor y de la inspección visual. Se debe prestar especial atención a los bordes, las soldaduras, las orejetas de elevación, las conexiones del radiador y las uniones atornilladas, ya que en ellos pueden acumularse agua y sal.
Los elementos de fijación, las bisagras, los pestillos y las placas de sellado deben seleccionarse como un sistema. Un componente de acero inoxidable no es automáticamente compatible con todas las superficies de acero al carbono recubiertas; los pares galvánicos y los recubrimientos dañados pueden concentrar la corrosión. La especificación debe identificar los materiales o acabados protectores para los herrajes expuestos y exigir medidas de aislamiento en los puntos de contacto entre metales diferentes.
El control de calidad debe continuar tras el pintado. Los inspectores deben comprobar si hay una capa demasiado fina en los bordes afilados, poros, chorreos, orificios de tornillos dañados y zonas de contacto sin recubrimiento. El informe de aceptación debe indicar los instrumentos de medición de espesor calibrados y los puntos medidos. Si un recubrimiento resulta dañado durante el montaje del radiador o el cableado final, la reparación debe seguir el proceso de preparación y curado aprobado. Una capa de acabado estética rápida sobre la contaminación por sal o aceite puede ocultar el defecto, pero deja intacto el mecanismo de corrosión.
Los radiadores y válvulas desmontables crean interfaces adicionales. Las juntas deben ser compatibles con el aceite del transformador, la temperatura y la vida útil prevista. Las superficies de las bridas deben protegerse durante el transporte, y las instrucciones de montaje deben especificar el apriete de los pernos y las comprobaciones de fugas. Las válvulas de drenaje y muestreo deben seguir siendo accesibles una vez instaladas las paredes de contención, las vallas y los trazados de cables.
Aislamiento y distancias de seguridad externas
Los depósitos de sal en los casquillos reducen el rendimiento del aislamiento superficial cuando se humedecen. La distancia de fuga y el perfil del aislante requeridos deben basarse en la evaluación de contaminación aprobada y en la norma aplicable, y no copiarse de un proyecto en el interior del país. El equipo de EPC también debe verificar las distancias de seguridad entre fases y entre fase y tierra según la coordinación de aislamiento del proyecto.
Los aisladores de porcelana y de composite presentan consideraciones diferentes en cuanto a su manipulación, limpieza y envejecimiento. La selección debe tener en cuenta las prácticas de la empresa de suministro eléctrico, las cargas mecánicas, la contaminación, los métodos de mantenimiento y la disponibilidad de recambios. Los conectores de los terminales de los pasamuros requieren materiales compatibles, una presión de contacto controlada y protección contra la acumulación de agua.
La caja de cable o la caja de terminación deben ser compatibles con el sistema de cableado concreto. Comprueba el material de los conductores, el número de cables paralelos, el tipo de terminación, el espacio para el control de tensiones, el diámetro del prensaestopas, el radio de curvatura y la disposición de la puesta a tierra. Una caja sellada puede llegar a retener la humedad introducida durante la instalación, por lo que los procedimientos de puesta en servicio deben incluir comprobaciones de sequedad y condensación antes de la activación.
Los descargadores de sobretensión, tanto si se incluyen en el conjunto como si se instalan en las proximidades, requieren la misma disciplina de interfaz. Su tensión nominal y sus características de protección se derivan del estudio de coordinación del aislamiento, mientras que la altura de montaje, la longitud de los cables, la conexión a tierra y las distancias de seguridad se derivan del diseño físico. Los cables largos o mal tendidos pueden reducir la eficacia de un descargador seleccionado correctamente. Por lo tanto, el esquema definitivo debe mostrar conjuntamente los descargadores, los terminales del transformador y la ruta de puesta a tierra más corta posible.
Diseño térmico en condiciones costeras húmedas
La elevada humedad no aumenta directamente la temperatura de los devanados de la misma forma que lo hace una temperatura ambiente elevada, pero sí afecta a la corrosión, la condensación y el rendimiento de los equipos auxiliares. El cálculo térmico debe tener en cuenta el perfil ambiental especificado, la exposición solar y el ciclo de carga. Una central situada en la costa con cargas de proceso cíclicas puede requerir un margen diferente al de un transformador de distribución sometido a una carga continua.
La disposición de los radiadores debe permitir el flujo natural del aire y facilitar el acceso para el mantenimiento. Las paredes, las barreras acústicas, los transformadores adyacentes y las futuras ampliaciones pueden provocar la recirculación del aire caliente. Si se utilizan ventiladores, comprueba la tensión de alimentación, la redundancia, la lógica de activación por etapas, el grado de protección contra la entrada de agua y los contactos de alarma. Los motores de los ventiladores y las cajas de bornes deben ser adecuados para el mismo entorno que el transformador, y no para un uso general no especificado.
Los planos de instalaciones civiles y eléctricas deben revisarse conjuntamente. El transformador no debe ubicarse en un punto bajo donde se acumule agua. Las zanjas para cables deben contar con un sistema de drenaje o sellado adecuado al emplazamiento, y en los cimientos deben colocarse las válvulas y las armarios por encima del nivel de inundación previsto. Las medidas de separación contra incendios, la contención de aceite y las vías de acceso siguen siendo requisitos específicos de cada proyecto y deben coordinarse con la autoridad competente.
Prevención de la condensación en los armarios de distribución
Los quioscos de conmutación, las cajas de accionamiento de los cambiadores de tomas y los paneles de control de los refrigeradores son puntos débiles habituales en entornos húmedos. Cuando la temperatura interior de un armario desciende por debajo del punto de rocío, puede formarse humedad en los terminales y los dispositivos electrónicos. Un índice de protección del armario más alto ayuda a evitar la entrada directa de humedad, pero no elimina la condensación del aire que ya se encuentra en el interior.
Especifique un sistema de control de la anticondensación: calefactores de tamaño adecuado, control mediante termostato o higrostato cuando sea necesario, juntas de puerta resistentes, entrada de cables orientada hacia abajo o sellada, desagües o respiraderos homologados para el diseño del armario, y materiales de los terminales resistentes al entorno. Los circuitos de los calefactores deben estar alimentados durante el almacenamiento y la instalación cuando así lo exijan los procedimientos de la obra. Por lo tanto, el plan de alimentación eléctrica temporal de la EPC debe incluir suministros auxiliares antes de la puesta en servicio del transformador.
Las regletas de bornes deben ser accesibles sin necesidad de desmontar los dispositivos principales. Los bornes de repuesto y el espacio para la entrada de cables deben ajustarse al esquema de E/S. La prueba FAT debe simular las funciones de calefacción, ventilación y alarma, pero durante la puesta en marcha in situ también debe comprobarse la estanqueidad de los prensaestopas, el orden de los cables y el aislamiento tras el cableado sobre el terreno.
Controles de transporte, almacenamiento e instalación
Los proyectos costeros pueden implicar la manipulación portuaria, trayectoras sin asfaltar y almacenamiento prolongado al aire libre. El plan logístico debe confirmar la masa y las dimensiones del envío, los puntos de elevación, el centro de gravedad, el embalaje de los accesorios, la supervisión de impactos si se especifica, el nivel de aceite durante el transporte y los requisitos de conservación. Las cubiertas de transporte no deben retener agua contra las superficies recubiertas. El Guía del proyecto de transformadores para la minería en África Occidental ofrece preguntas adicionales sobre el transporte a distancia y las interfaces de generadores.
A la llegada, inspeccione el depósito, los radiadores, los casquillos, los armarios y las cajas antes de retirar los restos de daños ocasionados por el transporte. Anote las desconchaduras del recubrimiento y repárelas con el sistema homologado. Compruebe el estado del desecante, los indicadores de presión o estanqueidad, la identificación de los accesorios y los registros de impactos. Si el almacenamiento va a ser prolongado, las instrucciones de conservación del proveedor deben especificar el suministro de calefacción, la frecuencia de inspección, el estado del combustible (petróleo o gas) y la rotación de los motores auxiliares, cuando proceda.
Los equipos de instalación deben evitar crear nuevas vías de corrosión. El corte o la soldadura de acero recubierto requieren una reparación controlada. Los soportes de cables y las placas de identificación deben estar fabricados con materiales homologados, y los orificios realizados in situ deben sellarse. Tras el montaje, compruebe que las vías de drenaje permanezcan abiertas y que ningún material de embalaje bloquee el flujo de aire del radiador. Puede ser conveniente realizar un procedimiento final de limpieza con agua dulce tras la exposición a la sal durante el transporte, pero el método debe ser compatible con el transformador, los pasacables, las cajas y los recubrimientos.
Lista de comprobación ilustrativa para la recepción
- Compara la placa de características, la lista de embalaje y los planos aprobados.
- Haz fotos de todos los lados antes de descargar y después de colocarlo.
- Inspecciona el recubrimiento en las orejetas de elevación, las esquinas, las bridas y los puntos de amarre.
- Comprueba que las puertas del armario, las juntas, los prensaestopas y los calentadores no presenten daños.
- Comprueba si los radiadores, las válvulas y las placas ciegas presentan fugas o deformaciones.
- Comprueba que los casquillos y los terminales estén secos, limpios y correctamente aislados.
- Anota las condiciones de almacenamiento y enciende los calentadores de conservación siguiendo las instrucciones.
FAT y documentación para el Servicio Costero
La prueba FAT del transformador debe seguir el plan de inspección y ensayo aprobado, así como la norma del proyecto aplicable. Para el funcionamiento en zonas costeras, añádanse comprobaciones verificables de la construcción: registros de recubrimiento, informes de espesor de película seca, inspección de la carcasa, revisión de juntas y prensaestopas, funcionamiento del calentador y del termostato, escalonamiento de los ventiladores, contactos de alarma y certificados de materiales cuando sea necesario. Los ensayos eléctricos rutinarios del transformador no sustituyen a estas comprobaciones ambientales. Para la revisión del sistema de refrigeración, compárese la disposición aprobada con las comprobaciones prácticas recogidas en Refrigeración de transformadores mineros en zonas tropicales.
La documentación debe incluir la ficha técnica definitiva, el esquema general, las cargas de cimentación, el plano de la caja de cables, el diagrama de terminales, las especificaciones del recubrimiento, la placa de identificación, la lista de embalaje, las instrucciones de conservación, el manual de instalación, los repuestos recomendados y los informes de ensayo. Cualquier desviación aceptada durante la fabricación debe figurar en el informe final, para que el equipo de puesta en servicio no trabaje con información obsoleta.
Preguntas sobre la contratación pública que deben resolverse antes de la adjudicación
- ¿Qué criterios de medición o especificación de la contaminación costera y la corrosión se aplican en la instalación?
- ¿Qué factores —temperatura ambiente, exposición solar, altitud y perfil de carga— determinan la clasificación?
- ¿Qué sistema de recubrimiento y qué materiales de los herrajes a la vista se incluyen?
- ¿Qué holguras de deslizamiento y holguras externas se han seleccionado para los casquillos?
- ¿Cómo se protegen los armarios tanto contra la entrada directa de agua como contra la condensación interna?
- ¿Se han coordinado el flujo de aire de los radiadores, el sistema de desagüe y los espacios libres necesarios para el mantenimiento?
- ¿Qué medidas de conservación se deben aplicar durante la manipulación en el puerto y el almacenamiento prolongado en el emplazamiento?
- ¿Qué documentos relativos a la construcción sostenible se incluyen en el expediente FAT?
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Acerca de ZISHENG ELECTRICAL
Zisheng somos un fabricante profesional con más de 19 años de experiencia en la producción de Transformadores Sumergidos en Aceite, Subestación Compacta, Transformadores Montados en Base, Transformadores Montados en Poste y Transformadores de Tipo Seco. Poseemos los certificados de ISO/CE/IEC 60076 y TUV Rheinland.
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