Temperatura de los devanados de los transformadores: Guía de medición y monitoreo 2027
Fecha de publicación:6 de noviembre de 2026, 09:19:15
- La temperatura del devanado describe las condiciones térmicas de los conductores del devanado y del aislamiento adyacente bajo carga. No se trata de un valor único, ya que varía según la posición dentro del devanado.
- El punto más caliente dentro de un devanado es el punto caliente del devanado. La temperatura promedio o indicada del devanado no siempre es la temperatura interna máxima.
- La temperatura del aceite superior y la temperatura del devanado están relacionadas, pero se encuentran en puntos distintos de la curva térmica y responden a diferentes velocidades.
- Los instrumentos tradicionales del WTI indican la temperatura del devanado sumando un efecto de calentamiento relacionado con la carga a la temperatura del aceite. Se trata de una simulación, no de una sonda dentro del devanado.
- Los sensores PT100 miden directamente en el punto donde están instalados, siempre que el aislamiento eléctrico y el diseño mecánico lo permitan.
- Las sondas de fibra óptica pueden colocarse cerca de los puntos calientes previstos dentro de los devanados de alta tensión, con un punto de detección óptico y eléctricamente aislante.
Índice
- 1. ¿Qué es la temperatura de los devanados de un transformador?
- 2. Temperatura del devanado vs. aceite superior vs. temperatura del punto caliente
- 3. ¿Cómo se mide la temperatura de los devanados de un transformador?
- 4. Medición con WTI, PT100 y fibra óptica
- 5. Temperatura del punto caliente del devanado: directa vs. calculada
- 6. ¿Qué provoca que suba la temperatura del devanado?
- 7. Monitoreo en línea de la temperatura del bobinado
- 8. Productos para el monitoreo de la temperatura de los devanados
- 9. Preguntas frecuentes sobre la temperatura de los devanados de los transformadores
1. ¿Qué es la temperatura de los devanados de un transformador?
La temperatura de los devanados de un transformador refleja las condiciones térmicas de los conductores de los devanados por los que circula la corriente y del aislamiento que los rodea. La mayor parte del calor es generada por la corriente de carga que circula por el cobre. Las pérdidas parásitas y por corrientes parásitas contribuyen al calentamiento local, y el sistema de enfriamiento por aceite o aire se encarga de disiparlo. La temperatura ambiente establece el nivel de referencia, y la geometría de los devanados determina cómo se distribuye el calor.
No existe una temperatura uniforme en todo el devanado de un transformador. Las posiciones axiales y radiales varían, los conductos de enfriamiento modifican el flujo local y las tres fases rara vez coinciden exactamente. Por lo tanto, es necesario distinguir entre tres conceptos: la temperatura promedio del devanado, la temperatura indicada del devanado y la temperatura del punto caliente del devanado.
2. Temperatura del devanado vs. aceite superior vs. temperatura del punto caliente
| Parámetro | Lo que representa | Medición típica / Estimación | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Temperatura máxima del aceite | Aceite cerca de la parte superior del tanque | Indicador o sensor de temperatura del aceite | Muestra el estado térmico general del sistema de aceite |
| Temperatura del bobinado | Condición térmica promedio o indicada del devanado | Método de resistencia, indicación WTI, cálculo térmico | Controla la refrigeración, las alarmas y la lógica de desconexión de los variadores |
| Temperatura en el punto crítico del bobinado | Temperatura local máxima en el devanado y su aislamiento | Modelo térmico o un sensor integrado en una ubicación seleccionada | Lo que está más estrechamente relacionado con la tensión de aislamiento local |
| Temperatura ambiente | El aire alrededor de la instalación | Sensor ambiental | Referencia para cada cálculo térmico |
La temperatura máxima del aceite no es la temperatura del devanado, y la temperatura del devanado no es el punto más caliente del interior. Ante un aumento repentino de la carga, el devanado se calienta en cuestión de minutos, mientras que el aceite tarda más en calentarse, por lo que la diferencia entre ambas lecturas se amplía. Esta misma lógica se explica con mayor detalle en temperatura en los puntos calientes de los devanados del transformador, incluyendo por qué cambia la posición del punto caliente de un diseño a otro.
3. ¿Cómo se mide la temperatura de los devanados de un transformador?
Hay cuatro métodos de uso común: un indicador de temperatura de bobinado (WTI), sensores PT100 o RTD, sondas de fibra óptica y un modelo térmico calculado. Cada uno responde a preguntas diferentes. Un WTI brinda una indicación práctica para el control y la protección. Un RTD o una sonda de fibra óptica reporta la temperatura en su propia ubicación física. Un modelo térmico estima lo que ningún sensor puede detectar.
No hay un método que sea el mejor en todos los casos. La elección depende del tipo de transformador, el nivel de tensión, si aún se puede acceder al devanado y dónde se debe realizar la medición. La selección de un sensor de temperatura del devanado del transformador solo tiene sentido una vez que se hayan resuelto esos puntos.
4. Medición con WTI, PT100 y fibra óptica
| Método | Qué mide | Directo o indirecto | Aislamiento eléctrico | Aplicación típica de un transformador |
|---|---|---|---|---|
| WTI tradicional | Temperatura máxima del aceite más el calentamiento debido a la carga | Indirecto (simulado) | El bulbo se encuentra en la cavidad de aceite, alejado del bobinado | Transformadores sumergidos en aceite: indicación, control de enfriamiento, alarma, disparo |
| PT100 / RTD | Temperatura en el punto de instalación | Directo, en ese momento | Depende del diseño y la instalación del aislamiento | Bobinados de tipo seco, aceite y puntos estructurales accesibles |
| Sensor de fibra óptica | Temperatura en la punta de la sonda | Directo, en ese momento | Punto de detección óptico y eléctricamente aislante | Puntos calientes incrustados en devanados de alta tensión |
| Modelo térmico | Temperatura estimada del punto caliente | Calculado | No hay sensor en el devanado | Unidades en servicio sin sensores integrados |
Los instrumentos WTI funcionan mediante imagen térmica. Un transformador de corriente alimenta un pequeño calentador situado junto al elemento sensor, y el dial muestra la temperatura del aceite en la parte superior más el gradiente simulado del devanado. A indicador de temperatura del bobinado Es confiable para el control del ventilador y los contactos de sobrecalentamiento, pero no coloca una sonda en el conductor. Su precisión depende de la calibración con respecto al gradiente térmico de fábrica.
Los sensores PT100 son tecnología madura, económicos y compatibles con la mayoría de los controladores. En los transformadores de tipo seco, se colocan en posiciones específicas dentro o junto a los devanados y alimentan las funciones de visualización, alarma y control de ventiladores. En el interior de los devanados de alta tensión sumergidos en aceite, la idoneidad depende del diseño del aislamiento y del cableado, que es donde se decide la elección entre el PT100 y la fibra óptica.
Las sondas de fibra óptica transmiten la señal en forma de luz, por lo que no hay metal en el punto de detección. Las ventajas son el aislamiento eléctrico, la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, el tamaño reducido de la sonda y la medición directa en un punto crítico elegido en el diseño. Estas ventajas se refieren al entorno dentro de un devanado energizado, no a superar a todos los RTD en cuanto a precisión. INNOFZ explica el principio de detección en su monitoreo de temperatura por fibra óptica página.
5. Temperatura del punto caliente del devanado: directa vs. calculada
Un punto caliente calculado se basa en la temperatura máxima del aceite, la corriente de carga, el gradiente entre el devanado y el aceite, y los parámetros térmicos del transformador. Funciona en unidades que no cuentan con sensores integrados y proporciona una estimación continua. Su calidad depende de los datos de entrada del modelo y de si las condiciones de enfriamiento y carga se ajustan a las suposiciones.
En la medición directa, se coloca un sensor en un punto específico del devanado, por lo que la lectura corresponde a la temperatura real en el punto de detección instalado. Además, solo proporciona información sobre ese punto específico. Una sonda ubicada a 50 mm del conductor que realmente alcanza la temperatura más alta dará una lectura diferente; por eso, su colocación debe seguir el diseño térmico.
Los valores calculados y los valores directos responden a preguntas diferentes. El modelo abarca toda la unidad; la sonda verifica lo que ocurre en puntos específicos. Comparar ambos valores a lo largo de varios ciclos de carga suele aportar más información que cualquiera de los dos por separado. Se ofrece más información sobre esta combinación en monitoreo de puntos calientes en los devanados de los transformadores.
En la práctica, una unidad que ya está en servicio suele basarse en el WTI y en un modelo térmico, ya que abrir un devanado rara vez es factible. Los transformadores nuevos de alta tensión o críticos pueden incorporar sondas de fibra óptica integradas en los planos de los devanados. Los diseños de tipo seco suelen utilizar sensores PT100 en posiciones específicas, con fibra óptica agregada donde se requiera aislamiento o datos directos de puntos calientes. No todos los transformadores necesitan sensores integrados en los devanados.
6. ¿Qué provoca que suba la temperatura del devanado?
| Condición | Efecto de la temperatura | Pista de seguimiento |
|---|---|---|
| Corriente de carga elevada o sobrecarga | Las pérdidas de cobre aumentan con el cuadrado de la corriente | La temperatura del devanado aumenta con la carga |
| Corriente armónica | Pérdidas adicionales por remolinos y dispersas | Una temperatura más alta que la de la carga por sí sola predice |
| Falla del ventilador o de la bomba | Disminución de la disipación de calor | No se produce una caída de temperatura cuando debería comenzar el enfriamiento |
| Flujo de aire u radiadores obstruidos | Disipación de calor más lenta | Recuperación lenta tras la reducción de la carga |
| Temperatura ambiente elevada | Aumenta el nivel térmico de referencia | Desplazamiento al alza uniforme en todos los canales |
| Problemas de circulación de aceite | Restricción del flujo local | Una fase o sección se calienta más |
| Resistencia de contacto, carga desequilibrada, pérdidas localizadas | Calefacción local concentrada | Diferencia persistente entre fases |
7. Monitoreo en línea de la temperatura del bobinado
Un solo valor de temperatura no dice mucho sin contexto. El monitoreo en línea es más útil para analizar la tendencia, la tasa de aumento, la relación con la carga, las diferencias entre fases, el estado de enfriamiento y el historial de alarmas. La temperatura, sumada a la carga y al estado de enfriamiento, describe la condición térmica real mucho mejor que un umbral fijo.
Un devanado que se calienta más rápido de lo habitual con la misma carga, o que no se enfría después de que se encienden los ventiladores, indica un problema de enfriamiento o de flujo antes de que se alcance el punto de alarma. Los ajustes de alarma y desconexión siguen los datos del fabricante y la filosofía de protección de la planta. Para obtener una visión general del sistema que abarca el aceite, el devanado y los puntos calientes, consulte monitoreo de la temperatura del transformador.
8. Productos para el monitoreo de la temperatura de los devanados
Los valores que se muestran a continuación provienen de las páginas actuales de productos de INNOFZ. Las sondas de fibra óptica y los instrumentos WTI se enumeran por separado porque miden cosas diferentes.
| Producto | Método de medición | Tipo de sensor | Rango de temperatura | Precisión | Aplicación típica de un transformador |
|---|---|---|---|---|---|
| Sensor de temperatura de fibra óptica de poliimida | Tiempo de vida del resplandor fluorescente | Sonda de punta, de 2 a 3 mm, fibra de 0 a 80 m | de -40 °C a +260 °C | de ±0,5 °C a ±1 °C | Punto caliente en el devanado sumergido en aceite, zona del espaciador, trazado flexible |
| Sensor de temperatura de fibra óptica blindado | Tiempo de vida del resplandor fluorescente | Sonda de punta, blindada, de 2 a 3 mm, fibra de 0 a 80 m | de -40 °C a +260 °C | de ±0,5 °C a ±1 °C | Bobinado sumergido en aceite, zona de plomo, tendido interno complejo |
Ambas sondas utilizan el mismo principio óptico. La diferencia es mecánica: la sensor de fibra óptica para bobinados de transformadores La versión con protección de poliimida es más delgada y flexible, lo que facilita su instalación en bobinas, mientras que la versión blindada es ideal para tramos internos más largos o difíciles.
| Producto | Método de medición | Canales / Contactos | Rango de temperatura | Precisión | Comunicación / Resultados | Aplicación típica de un transformador |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Indicador de temperatura del devanado BWR2 | Simulación térmica a partir de la temperatura del aceite superior y la corriente de carga | 4 contactos de interruptor ajustables | De 0 °C a 160 °C | Clase 1.5, error máximo de ±2,4 °C | Pt100 o 4–20 mA, según el modelo; pantalla digital opcional con RS485 | Indicación del transformador sumergido en aceite, control de enfriamiento, alarma, disparo |
| Transmisor de temperatura de fibra óptica de 3 canales | Detección óptica fluorescente de tipo puntual | 3 | de -40 °C a 260 °C | de ±0,5 °C a ±1 °C | RS485; módulo de visualización y software de monitoreo | Monitoreo de puntos calientes en devanados trifásicos |
| Sistema multicanal de medición de temperatura por fibra óptica | Medición óptica puntual | De 1 a 64, configurable | de -40 °C a +240 °C | ±1 °C estándar | RS485, Modbus, 4–20 mA (opcional), salida de alarma | Bobinas de tipo seco, bobinados sumergidos en aceite, monitoreo multipunto |
El Indicador de temperatura del devanado del transformador BWR2 pertenece a la categoría WTI: indica la temperatura simulada del devanado y acciona los contactos. Para los datos de puntos calientes trifásicos, el Transmisor de temperatura de fibra óptica de 3 canales admite una sonda por fase, y el sistema multicanal cubre un mayor número de puntos de medición. Un transmisor, un indicador o un sistema deben adaptarse al punto de medición, en lugar de considerarse intercambiables.
9. Preguntas frecuentes sobre la temperatura de los devanados de los transformadores
¿Qué es la temperatura de los devanados de un transformador?
Es la condición térmica de los conductores del devanado y del aislamiento adyacente bajo carga. El valor varía según la posición, por lo que se reporta como temperatura promedio, indicada o de punto caliente.
¿Cuál es la diferencia entre la temperatura del devanado y la temperatura del punto caliente?
La temperatura del devanado es un valor promedio o indicado para el devanado. La temperatura del punto caliente es la temperatura local más alta en su interior, y puede ser mayor que el valor indicado.
¿Cómo se mide la temperatura de los devanados de un transformador?
Mediante una indicación WTI, sensores PT100 o RTD en puntos accesibles, sondas de fibra óptica integradas o un modelo térmico. La elección adecuada depende del tipo de transformador, la tensión y la etapa de instalación.
¿Pueden los sensores de fibra óptica medir directamente los puntos calientes de los devanados de los transformadores?
Sí, en el lugar donde está instalada la punta de la sonda. La ubicación debe ajustarse al diseño térmico, ya que una sonda solo reporta su propia posición.
