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UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROYECTO FIN DE CARRERA

“EVALUACIÓN DEL RIESGO DE INCENDIO DE
UN TRANSFORMADOR”
INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL: ELECTRICIDAD

AUTOR: VALENTÍN MARTÍN SUÁREZ.
TUTOR: JUAN CARLOS BURGOS DÍAZ.
Leganés, 16 de noviembre de 2009

RESUMEN
Los transformadores de potencia son elementos muyfiables y seguros dentro de
una red eléctrica de potencia. No obstante, en los transformadores que emplean
aislamiento líquido de alta inflamabilidad, como el aceite mineral, el riesgo de incendio
es elevado, debido a que contiene una gran cantidad de elementos combustibles que se
encuentran en contacto con elementos en tensión. Este trabajo persigue obtener la
probabilidad de ocurrencia deincendio en un transformador de este tipo encuadrado en
una instalación de cogeneración ficticia.
La tasa de incendio en transformadores es pequeña, pero algunas encuestas
realizadas recientemente sugieren que su número de incendios esta creciendo
significativamente en la última década, los cuales suelen tener consecuencias
económicas muy elevadas.
El riesgo de incendio en una instalación esel producto de su probabilidad de
ocurrencia por las consecuencias derivadas de él.
La gran mayoría de los métodos de evaluación del riesgo de incendio empleados
están basados en el análisis de las consecuencias del incendio, ninguno de ellos se
centra en obtener su probabilidad de inicio. Lo que nos ha llevado a realizar un análisis
sistemático del riesgo de incendio de un transformador y autilizar la metodología del
árbol de fallos para cuantificar su probabilidad de ocurrencia.
La principal causa de incendio en los transformadores con aislamiento líquido de
alta inflamabilidad es la pérdida de su aislamiento efectivo. Cuando esto sucede,
aumenta la probabilidad de producirse un fallo que de lugar a un arco eléctrico en su
interior, el cual casi instantáneamente, vaporiza unamasa del aceite de la cuba. La
cantidad de gas generada tiene una relación muy estrecha con el nivel energético del
arco eléctrico. Cuando es alto, el gas formado se presuriza rápidamente, generando
ondas de presión dinámica de gran magnitud en el aceite, que se propagan internamente
por todo el transformador e interactúan con la estructura de la cuba en muy pocos
milisegundos. Si lasprotecciones del transformador no consiguen despresurizar la cuba
rápidamente, puede llegar a romper. Cuando esto sucede, los gases se infaman en
contacto con el oxigeno debido a la alta temperatura a la que se encuentran,
produciéndose una fuerte explosión que provoca la ignición del aceite y por lo tanto el
incendio del transformador.
Los últimos estudios realizados sobre los dispositivos dealivio de presión de la
cuba, consideran su tiempo de respuesta insuficiente para conseguir que el aumento de
presión provocado por estos fallos sobrepase la resistencia mecánica de la cuba.

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EVALUACIÓN DEL RIESGO DE INCENDIO DE UN TRANSFORMADOR
ÍNDICE

ÍNDICE GENERAL
Resumen.

2

Índice general.

4

Índice de figuras.

6

Índice de tablas.

9

Capítulo 1. Introducción.10

1.1. Objetivo del proyecto.

10

1.2. Justificación del proyecto.

10

1.3. Alcance del proyecto.

11

Capítulo 2. Riesgo de incendio en transformadores.

12

2.1. Fallos en transformadores.

12

2.2. Tipos de transformadores y riesgo de incendio.

16

2.3. Tasa de fallos en transformadores.

19

2.4. Incendios en transformadores.

23

2.5. Consecuenciaseconómicas de incendios en transformadores.

25

Capítulo 3. Evaluación del riesgo de incendio.

26

3.1. Introducción.

26

3.2. Riesgo de incendio.

28

3.3. Métodos de evaluación de riesgo de incendio.

28

3.4. Análisis sistemático de riesgos.

29

Capítulo 4. Análisis sistemático del riesgo de incendio de un transformador. 32
Capítulo 5. Causas de incendio en...