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Análisis de Fallas del Transformador de Potencia de la Subestación Eléctrica Cajones – Ángulo de 34,5/13,2 kV

Resumen

Este trabajo de grado presenta un análisis detallado de las causas raíz de las fallas recurrentes ocurridas en el transformador de potencia de 500 kVA, 34,5/13,2 kV de la subestación eléctrica Cajones – Ángulo E. Ubicada a una altitud de 3580 m.s.n.m. en el norte del departamento del Tolima, esta infraestructura registró seis incidentes críticos entre los años 2019 y 2020 que derivaron en la destrucción de activos y la interrupción del suministro para el circuito 1 – Ángulo E. Los hallazgos revelan una convergencia de tres factores críticos: la desclasificación técnica por altura, al operar a más de tres veces el límite nominal de 1000 m.s.n.m. especificado por la norma IEEE C57.12.00; una coordinación de aislamiento deficiente debido al uso de dispositivos de protección contra sobre tensiones (DPS) con niveles de operación insuficientes (MCOV 10,2 kV); y falencias operativas por el sobredimensionamiento de fusibles y una lógica de protección inadecuada, donde la función de sobretensión (ANSI 59) se encontraba restringida. Las pruebas de laboratorio confirmaron daños estructurales, incluyendo desplazamiento axial de bobinas y carbonización del aceite dieléctrico. Para mitigar estos riesgos, se propone un plan de acción integral que contempla el fortalecimiento estructural y térmico de los transformadores para alta montaña, el rediseño selectivo de la cadena de aislamiento y la implementación de un sistema de gestión visual mediante códigos de colores para la selección técnica de fusibles. Este enfoque busca optimizar la confiabilidad operativa del sistema y reducir el impacto socioeconómico de futuras fallas en infraestructuras de distribución eléctrica situadas en entornos ambientales extremos.