Monitoreo de transformadores sumergidos en aceite
Supervisa los puntos calientes de los devanados, el aceite aislante, los gases disueltos, las descargas parciales, el nivel de aceite, la presión, los bujes, el regulador de tensión en línea (OLTC) y las condiciones de enfriamiento para identificar anomalías incipientes en los transformadores llenos de aceite.
Crea una configuración de monitoreo basada en los riesgos reales relacionados con la temperatura, el aislamiento y el sistema de aceite de cada transformador.
Por qué los transformadores sumergidos en aceite necesitan algo más que un monitoreo de temperatura
Los transformadores sumergidos en aceite dependen del desempeño combinado del devanado, el aislamiento de papel impregnado en aceite, el aceite aislante, el sistema de enfriamiento, los accesorios del tanque, los bujes y el regulador de tensión en línea (OLTC). Durante el funcionamiento continuo, estos sistemas pueden verse afectados por tensiones térmicas, tensiones eléctricas, el envejecimiento del aislamiento, el deterioro del aceite, la degradación del sistema de enfriamiento, fugas, presión interna anormal y actividad de descarga.
Una temperatura normal del aceite en la parte superior no significa necesariamente que no haya puntos calientes en el devanado, degradación del aislamiento o fallas internas en formación.
Un enfoque integral de monitoreo en línea combina la temperatura de los devanados, la temperatura del aceite, el análisis de gases disueltos, las descargas parciales, el nivel de aceite, la presión, el estado de los bujes, el estado del transformador de tensión en línea (OLTC) y el estado del sistema de enfriamiento para obtener una visión más completa del estado del transformador.
Protección del sistema de aislamiento de papel impregnado en aceite
El aceite y el aislamiento de celulosa actúan en conjunto para proporcionar aislamiento eléctrico y control térmico en el interior de un transformador sumergido en aceite. Con el paso del tiempo, la temperatura excesiva, el sobrecalentamiento localizado, la humedad, el estrés eléctrico, la oxidación y la actividad de descarga pueden afectar a este sistema.
Las anomalías térmicas y eléctricas pueden acelerar el envejecimiento del aislamiento antes de que aparezcan síntomas externos evidentes.
- Monitoreo directo de la temperatura del devanado
- Análisis de gases disueltos (DGA)
- Monitoreo de descargas parciales
- Monitoreo del estado del aceite
Monitoreo de puntos calientes en bobinados directos
La temperatura del aceite superior refleja el estado térmico general del transformador, pero es posible que no refleje completamente los puntos calientes localizados en los devanados que pueden surgir bajo cargas pesadas, calentamiento localizado, desequilibrio en la refrigeración o una distribución térmica desigual.
La temperatura máxima del aceite refleja el estado térmico general, mientras que el monitoreo directo de los puntos calientes del devanado brinda información sobre zonas internas críticas.
- Condiciones de carga pesada
- Calentamiento localizado
- Desequilibrio en la refrigeración
- Riesgo de envejecimiento acelerado del aislamiento
Monitoreo de gases disueltos para el desarrollo de fallas internas
El aceite de los transformadores puede contener indicios químicos de la aparición de fallas internas. Las aplicaciones de monitoreo abarcan el sobrecalentamiento interno, la formación de arcos eléctricos, la actividad de descarga, la descomposición del aislamiento y las tendencias en la evolución de las fallas.
El análisis de gases disueltos (DGA) es especialmente valioso para los transformadores sumergidos en aceite, ya que los cambios en los gases disueltos pueden indicar la aparición de anomalías térmicas y eléctricas en el interior del transformador.
Monitoreo de descargas parciales y del estado del aislamiento
El aislamiento de papel impregnado en aceite, los devanados, los cables internos y otras estructuras de aislamiento de alta tensión pueden presentar defectos localizados. El monitoreo de descargas parciales puede ayudar a identificar defectos de aislamiento en desarrollo, dar seguimiento a la actividad de descargas, observar tendencias en el estado de los equipos, apoyar la priorización del mantenimiento y proporcionar evidencia adicional junto con el monitoreo de gases de descomposición (DGA) y de temperatura.
Monitoreo de la temperatura, el nivel y la presión del aceite
La temperatura, el nivel y la presión del aceite no son mediciones accesorias aisladas. En conjunto, brindan información útil sobre el estado de funcionamiento del sistema de aceite y del tanque del transformador.
Temperatura del aceite
- Condición térmica general
- Eficacia de enfriamiento
- Aumento anormal de la temperatura
Nivel de aceite
- Pérdida de aceite
- Indicación de fugas
- Cambios anormales en los niveles
Presión
- Presión interna anormal
- Condiciones de funcionamiento del tanque
- Anomalías relacionadas con la presión
El sistema de monitoreo de la temperatura, el nivel y la presión del aceite del transformador integra estas mediciones para facilitar la evaluación de las condiciones térmicas, el estado del sistema de aceite y las anomalías relacionadas con la presión.
Monitoreo del rendimiento del sistema de enfriamiento
La confiabilidad térmica de un transformador también depende del funcionamiento adecuado del sistema de enfriamiento, que incluye los ventiladores de enfriamiento, las bombas de aceite, los radiadores, las etapas de enfriamiento, la temperatura del aceite en la parte superior y el comportamiento de la carga en función de la temperatura.
Deterioro del sistema de enfriamiento → menor disipación de calor → aumento de la temperatura del aceite y del devanado → mayor estrés térmico en el aislamiento.
Monitoreo de accesorios críticos de transformadores
Los bujes y los reguladores de tensión en línea (OLTC) son componentes críticos cuyo deterioro puede afectar la confiabilidad del transformador, incluso cuando las condiciones del devanado y del aceite parecen normales.
Monitoreo de los bujes de los transformadores
- Deterioro del aislamiento
- Comportamiento dieléctrico anormal
- Anomalías en la corriente de fuga
- Problemas con los bujes
Monitoreo del cambiador de tomas en carga
- Operación de conmutación
- Condición de contacto
- Mecanismo de accionamiento
- Anomalías mecánicas y eléctricas
- Tendencias operativas
¿Qué información te pueden brindar las diferentes señales de monitoreo?
| Condición observada | Posible motivo de preocupación | Monitoreo útil |
|---|---|---|
| Aumento de la temperatura del devanado | Puede estar relacionado con una sobrecarga, un calentamiento localizado o un problema de enfriamiento | Monitoreo de puntos calientes en bobinas |
| Temperatura anómala del aceite en la parte superior | Puede indicar un aumento de la carga térmica o una disminución del rendimiento de enfriamiento | Monitoreo de la temperatura del aceite y del sistema de enfriamiento |
| Tendencia anómala en los gases disueltos | Podría indicar que se está produciendo una falla térmica o eléctrica | DGA |
| Aumento de la actividad de descargas parciales | Podría indicar un defecto de aislamiento en desarrollo | Monitoreo de descargas parciales |
| Nivel de aceite bajo o anormal | Puede estar relacionado con la pérdida de aceite, una fuga o una condición anómala del sistema de lubricación | Control del nivel de aceite |
| Presión anormal | Puede indicar un problema con el tanque o una condición de funcionamiento interna anómala | Monitoreo de la presión |
| Anomalía en el equipo de enfriamiento | Puede provocar una menor disipación del calor | Refrigeración + monitoreo de temperatura |
| Anomalía en el buje | Podría indicar un deterioro progresivo del aislamiento | Monitoreo de bujes |
| Anomalía en el funcionamiento del OLTC | Podría indicar un problema mecánico o eléctrico | Monitoreo del OLTC |
Estas señales sirven para apoyar la evaluación y la priorización del mantenimiento, más que para proporcionar un diagnóstico definitivo por sí solas.
Monitoreo de transformadores sumergidos en aceite nuevos y existentes
Nuevos proyectos de transformadores
Las funciones de monitoreo pueden planificarse durante el diseño, la fabricación o la puesta en servicio del transformador.
- Detección de puntos calientes en bobinados integrados
- DGA
- Descarga parcial
- Monitoreo de bujes
- Monitoreo del OLTC
- Temperatura, nivel y presión del aceite
- Monitoreo de la refrigeración
- Integración de SCADA
El monitoreo se puede incorporar al proyecto del transformador antes de su puesta en servicio.
Modernización de transformadores existentes
Los transformadores sumergidos en aceite ya existentes a menudo pueden actualizarse con funciones de monitoreo adicionales, según el equipo instalado y las interfaces disponibles.
- Integración de sensores existentes
- Monitoreo adicional de la temperatura
- Modernización de DGA
- Monitoreo de la EP
- Monitoreo del nivel y la presión del aceite
- Monitoreo de bujes
- Monitoreo del OLTC
- Monitoreo del estado del sistema de enfriamiento
- Integración de las comunicaciones
Los proyectos de modernización no requieren necesariamente el reemplazo de toda la infraestructura de monitoreo existente, dependiendo del equipo disponible y de las condiciones del proyecto.
¿No estás seguro de qué parámetros deben monitorearse continuamente?
Indíquenos el tipo de transformador, su potencia nominal, los sensores con los que cuenta, el equipo de monitoreo actual y los parámetros que desea monitorear. Podemos ayudarle a identificar una configuración de monitoreo adecuada para su proyecto.
Elige un sistema de monitoreo basado en el riesgo del transformador, no en un paquete fijo
Enfoque en el riesgo térmico
Problemas comunes: carga elevada, aumento de temperatura, rendimiento de enfriamiento. Parámetros de monitoreo relevantes: puntos calientes en el devanado, temperatura del aceite, sistema de enfriamiento.
Enfoque en las fallas internas
Problemas habituales: transformador envejecido, anomalías previas, problemas de aislamiento, servicio crítico. Parámetros de monitoreo relevantes: gases de descomposición (DGA), descargas parciales, temperatura.
Monitoreo integral del estado
Preocupaciones típicas: transformador de potencia crítica, activo de alto valor, operación remota o sin supervisión, requisitos de mayor confiabilidad. Parámetros de monitoreo potenciales: temperatura de los devanados, gases disociados (DGA), descargas parciales (PD), bujes, transformador con regulador de tensión en línea (OLTC), temperatura, nivel y presión del aceite, y sistema de enfriamiento.
Estos son ejemplos de configuración, no paquetes fijos. La configuración final de monitoreo debe seleccionarse de acuerdo con el estado del transformador, su nivel de criticidad, la instrumentación existente y los objetivos del proyecto.
Desde los sensores de transformadores hasta el SCADA
Las funciones de monitoreo pueden integrarse de acuerdo con los sensores existentes, los dispositivos instalados, el estado del transformador y la arquitectura del sistema de control del cliente.
Sistemas de monitoreo recomendados para transformadores sumergidos en aceite
Seleccione las funciones de monitoreo de acuerdo con el estado térmico del transformador, el riesgo de aislamiento, el sistema de aceite, los componentes críticos y la infraestructura de monitoreo existente.
Sistema de monitoreo de puntos calientes en los devanados de transformadores
Monitoreo directo de los puntos críticos de sobrecalentamiento en los devanados de los transformadores sumergidos en aceite, con el fin de apoyar la evaluación térmica, la toma de decisiones sobre la carga y la evaluación de la vida útil del aislamiento.
Sistema de monitoreo de la temperatura, el nivel y la presión del aceite de transformadores
Monitoreo integrado de la temperatura, el nivel y la presión del aceite del transformador para facilitar la evaluación de las condiciones térmicas, el estado del sistema de aceite y las anomalías relacionadas con la presión.
Sistema de monitoreo de DGA en línea
Monitoreo continuo de las tendencias de los gases disueltos en el aceite de los transformadores para ayudar a identificar anomalías térmicas y eléctricas en fase de desarrollo.
Sistema de monitoreo en línea de descargas parciales en transformadores
Monitoreo en línea de la actividad de descargas parciales para ayudar a detectar defectos incipientes en el aislamiento y apoyar la evaluación del aislamiento de los transformadores.
Sistema de monitoreo de bujes de transformadores
Monitoreo del estado de los bujes críticos de los transformadores para facilitar la identificación de anomalías eléctricas y de aislamiento en fase incipiente.
Sistema de monitoreo en línea de OLTC
Monitoreo continuo del estado de funcionamiento del cambiador de tomas en carga para ayudar a identificar anomalías mecánicas y eléctricas incipientes.
Cómo seleccionar una configuración de monitoreo para un transformador sumergido en aceite
La selección debe basarse en factores como:
- Tipo de transformador
- Potencia nominal del transformador
- Nivel de voltaje
- Antigüedad y historial operativo
- Importancia de los activos
- Condición de carga
- Sensores existentes
- Equipos de monitoreo existentes
- Puntos de riesgo conocidos
- Parámetros de monitoreo requeridos
- Sistema SCADA / de control existente
- Proyecto de construcción nueva o de modernización
- Estrategia de mantenimiento
El sistema de monitoreo más eficaz no es necesariamente aquel que cuenta con el mayor número de sensores, sino aquel que se configura en función de los riesgos reales del transformador y los objetivos de mantenimiento.
Preguntas frecuentes sobre el monitoreo de transformadores sumergidos en aceite
¿Qué aspectos se deben monitorear en un transformador sumergido en aceite?
Dependiendo de la importancia y el estado del transformador, el monitoreo puede abarcar los puntos calientes de los devanados, el aislamiento de papel impregnado en aceite, los gases disueltos, las descargas parciales, la temperatura del aceite, el nivel de aceite, la presión, el estado de los pasacables, el estado del regulador de tensión en línea (OLTC) y el estado del sistema de enfriamiento.
¿Es suficiente con monitorear la temperatura máxima del aceite para evaluar el estado térmico de un transformador?
La temperatura del aceite superior refleja el estado térmico general, pero es posible que no represente por completo los puntos calientes localizados en el devanado. El monitoreo directo de los puntos calientes del devanado brinda información adicional proveniente de zonas internas críticas.
¿Por qué es importante monitorear los puntos calientes del bobinado?
El calentamiento localizado bajo cargas pesadas o un desequilibrio en la refrigeración pueden acelerar el envejecimiento del aislamiento en puntos específicos que la temperatura del aceite en la parte superior por sí sola no refleja del todo.
¿Por qué el DGA es particularmente útil para los transformadores sumergidos en aceite?
El aceite de los transformadores puede contener indicios químicos de fallas internas en desarrollo, por lo que el seguimiento de las tendencias de los gases disueltos puede proporcionar indicios de anomalías térmicas y eléctricas en desarrollo dentro del transformador.
¿Cuál es la diferencia entre el monitoreo de DGA y el de descargas parciales?
El análisis de gases de fallo (DGA) detecta los gases relacionados con fallas disueltos en el aceite del transformador, mientras que el monitoreo de descargas parciales detecta la actividad de descargas eléctricas directamente en el sistema de aislamiento. Ambos métodos proporcionan evidencia diferente y, con frecuencia, se utilizan de manera conjunta.
¿Por qué es importante monitorear el nivel y la presión del aceite del transformador?
El nivel y la presión del aceite pueden ayudar a identificar pérdidas de aceite, indicios de fugas, cambios anómalos en el nivel y condiciones anómalas de funcionamiento del tanque.
¿Se puede actualizar un transformador sumergido en aceite ya existente para que cuente con monitoreo en línea?
En muchos casos, sí. Los proyectos de modernización no requieren necesariamente el reemplazo de toda la infraestructura de monitoreo existente, dependiendo del equipo disponible y de las condiciones del proyecto.
¿Se pueden integrar los sensores de los transformadores existentes en un nuevo sistema de monitoreo?
Los sensores existentes suelen poder integrarse, dependiendo del tipo de señal, los dispositivos instalados y las interfaces disponibles.
¿Se pueden conectar los datos de monitoreo de los transformadores al sistema SCADA?
Sí. Las funciones de monitoreo pueden integrarse con SCADA, un centro de control o plataformas de monitoreo remoto a través de una capa de comunicación y puerta de enlace.
¿Todos los transformadores sumergidos en aceite necesitan monitoreo de DGA, PD, bujes y OLTC?
No. La configuración final del monitoreo debe seleccionarse de acuerdo con el estado del transformador, su importancia crítica, la instrumentación existente y los objetivos del proyecto, en lugar de basarse en un paquete fijo.
¿Cómo se deben seleccionar las funciones de monitoreo para un transformador ya instalado?
Toma en cuenta el tipo de transformador, su capacidad nominal, antigüedad e historial de funcionamiento, la importancia crítica del activo, las condiciones de carga, los sensores y equipos de monitoreo existentes, los puntos de riesgo conocidos, los parámetros de monitoreo requeridos, el sistema SCADA o de control existente y la estrategia de mantenimiento.
¿Estás planeando un proyecto de instalación de un transformador nuevo o de modernización?
Envíenos el tipo de transformador, su capacidad nominal, la instrumentación existente, los requisitos de monitoreo y las necesidades de integración del sistema. Podemos ayudarle a identificar los puntos de monitoreo adecuados y a desarrollar una arquitectura de monitoreo basada en los requisitos concretos de su proyecto.
