Monitoreo del aislamiento de los transformadores
Supervisa las anomalías de aislamiento que se vayan presentando en los transformadores mediante la combinación de datos sobre descargas parciales, gases disueltos, el estado de los pasacables e información térmica relevante.
Desarrolla una estrategia de monitoreo del aislamiento basada en el tipo de transformador, la estructura del aislamiento, la importancia crítica del activo y los mecanismos de falla que deben observarse.
Por qué es importante el estado del aislamiento de los transformadores
El aislamiento de los transformadores está expuesto a una combinación de tensiones a lo largo de su vida útil:
- ●Estrés eléctrico
- ●Estrés térmico
- ●Tensión mecánica
- ●Humedad
- ●Envejecimiento
- ●Contaminación
- ●Actividad de descarga
- ●Condiciones de funcionamiento anormales
El deterioro del aislamiento puede producirse de manera gradual antes de que se observe externamente una falla grave en el transformador.
No existe una sola medición que pueda describir por completo el estado del aislamiento de un transformador. La evaluación debe tomar en cuenta de manera conjunta la actividad de descargas parciales, los gases de falla disueltos, el estado de los pasamuros, las condiciones térmicas y el historial de funcionamiento; vea el panorama completo en Monitoreo de transformadores.
¿Qué partes del sistema de aislamiento del transformador deben tenerse en cuenta?
- ●Aislamiento de bobinas — aislamiento entre los conductores del devanado, las espiras y las secciones del devanado.
- ●Aislamiento principal — aislamiento entre los devanados, el núcleo, el tanque y otras estructuras de alta tensión.
- ●Contactos y conexiones internas — conexiones internas de alta tensión y regiones de transición.
- ●Bujes — la interfaz de aislamiento entre el transformador y el sistema eléctrico externo.
- ●Aislamiento de papel impregnado en aceite — lo cual es relevante para los transformadores sumergidos en aceite, en los que el aceite aislante y el aislamiento de celulosa funcionan en conjunto.
- ●Aislamiento sólido de tipo seco — lo cual es relevante para los transformadores de tipo seco, en los que el aislamiento sólido y las condiciones térmicas son especialmente importantes.
La estructura del aislamiento y los métodos de monitoreo correspondientes varían según los diferentes diseños de transformadores; véase Monitoreo de transformadores sumergidos en aceite y Monitoreo de la temperatura de los transformadores de tipo seco.
La descarga parcial como señal de alerta temprana del aislamiento
La actividad de descargas parciales puede estar relacionada con defectos localizados en el aislamiento o con tensiones eléctricas dentro de las estructuras de aislamiento de alta tensión.
- ●Detectar la actividad de descarga en desarrollo
- ●Observa los cambios a lo largo del tiempo
- ●Comparar tendencias anómalas
- ●Evaluación del estado del aislamiento de los soportes
- ●Ayuda a establecer las prioridades para futuras inspecciones
El monitoreo de descargas parciales proporciona información importante, pero los datos de descargas parciales deben interpretarse junto con el diseño del transformador, las condiciones de operación y otra información sobre su estado.
Análisis de gases disueltos para la evaluación del aislamiento interno
En el caso de los transformadores sumergidos en aceite, los cambios en los gases disueltos pueden constituir una evidencia química de la aparición de anomalías térmicas o eléctricas.
- ●Descarga eléctrica
- ●Sobrecalentamiento interno
- ●Descomposición del aislamiento
- ●Tendencias en el desarrollo de fallas
El análisis de DGA y el monitoreo de descargas parciales observan diferentes aspectos del estado del transformador y pueden proporcionar información complementaria.
Monitoreo del estado del aislamiento de los bujes
Los bujes de los transformadores son componentes críticos de aislamiento de alta tensión que conectan el sistema eléctrico interno del transformador con la red externa.
- ●Deterioro del aislamiento
- ●Comportamiento dieléctrico anormal
- ●Cambios relacionados con la capacitancia
- ●Anomalías en la corriente de fuga
- ●Evolución de los cambios en el estado de los bujes
El estado de los bujes debe evaluarse por separado del aislamiento interno del devanado, ya que un transformador puede presentar un problema en los bujes incluso cuando los demás indicadores del transformador parecen estar en condiciones normales.
Cómo afecta el estrés térmico al aislamiento de los transformadores
El estrés térmico puede acelerar el envejecimiento del aislamiento y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta como parte de una evaluación más amplia del estado del aislamiento.
- ●Sobrecalentamiento persistente del bobinado
- ●Lugares de interés locales
- ●Degradación por enfriamiento
- ●Alta carga
- ●Ciclos térmicos repetidos
Ver Monitoreo de puntos calientes en los devanados de transformadores y Monitoreo de la temperatura de los transformadores para la parte de medición directa de las condiciones térmicas.
Por qué el monitoreo del aislamiento debe combinar múltiples señales
| Pruebas de estado | Lo que puede ayudar a revelar | Monitoreo pertinente |
|---|---|---|
| Actividad de descargas parciales | Posibles fallas localizadas en el aislamiento eléctrico | Monitoreo de descargas parciales |
| Tendencia anómala en los gases disueltos | Posible falla térmica o eléctrica en transformadores llenos de aceite | DGA |
| Cambio en el estado del buje | Posible deterioro del aislamiento de los bujes | Monitoreo de bujes |
| Punto caliente de bobinado persistente | El estrés térmico que puede acelerar el envejecimiento del aislamiento | Monitoreo de la temperatura de los devanados |
| Tendencia anómala de temperatura repetida | Posible situación de enfriamiento o estrés térmico que requiere una evaluación más detallada | Monitoreo de la temperatura |
El valor del monitoreo del aislamiento de los transformadores radica en la correlación de datos relevantes, en lugar de basarse en una sola medición.
PD, DGA y monitoreo de bujes: ¿cuál es la diferencia?
Monitoreo de descargas parciales
Actividad de descargas eléctricas dentro o alrededor de estructuras aislantes.
DGA
Evidencia química de la aparición de anomalías térmicas y eléctricas en el aceite de los transformadores.
Monitoreo de bujes
Estado del aislamiento de los bujes de alta tensión en condiciones críticas.
Estos métodos de monitoreo son complementarios porque observan diferentes partes o manifestaciones del estado del aislamiento de los transformadores.
Monitoreo en línea y pruebas periódicas de aislamiento
Pruebas periódicas
- ●Inspección programada detallada
- ●Pruebas de diagnóstico sin conexión
- ●Verificación del mantenimiento
- ●Pruebas de laboratorio y de campo
Monitoreo en línea
- ●Visibilidad continua de las tendencias
- ●Detección de cambios en las condiciones entre inspecciones
- ●Supervisión remota
- ●Detección más temprana de anomalías en desarrollo
El monitoreo en línea no reemplaza todas las pruebas periódicas de los transformadores. Proporciona información continua sobre su estado entre las inspecciones programadas.
Monitoreo del aislamiento en diversas aplicaciones de transformadores
Transformadores de potencia
Evaluación integral del estado del aislamiento de transformadores críticos de alto valor.
Monitoreo de transformadores de potencia →
Transformadores sumergidos en aceite
Combinar la información sobre descargas parciales (PD), DGA, bujes y parámetros térmicos para la evaluación del estado de los transformadores llenos de aceite.
Monitoreo de transformadores sumergidos en aceite →
Transformadores de subestación
Monitoreo continuo del aislamiento crítico de los transformadores en las subestaciones.
Monitoreo de transformadores de subestaciones →
Monitoreo de puntos calientes en los devanados de transformadores
Supervisa el estrés térmico que pueda contribuir al envejecimiento del aislamiento.
Monitoreo de puntos críticos en bobinados →Planificación del monitoreo del aislamiento en transformadores nuevos y existentes
Nuevos proyectos de transformadores
- ●Disposiciones relativas al monitoreo de la PD
- ●Detección de temperatura integrada
- ●Monitoreo de bujes
- ●DGA para transformadores llenos de aceite
- ●Arquitectura de monitoreo
- ●Integración de SCADA
Durante el diseño y la puesta en servicio de los transformadores se pueden tomar en cuenta los puntos de monitoreo y las interfaces.
Modernización de transformadores existentes
- ●Monitoreo en línea de la desarrollo profesional
- ●Modernización de DGA
- ●Monitoreo de bujes
- ●Integración de sensores existentes
- ●Integración del monitoreo de temperatura
- ●Adquisición remota de datos
La configuración de monitoreo disponible depende del diseño del transformador, de la instrumentación existente y de los puntos de instalación accesibles.
De las señales del estado del aislamiento a los datos de monitoreo
Ver Monitoreo de transformadores para obtener una visión completa del monitoreo de un activo.
Productos recomendados para el monitoreo del aislamiento de transformadores
Tres productos principales relacionados con el monitoreo del estado del aislamiento — sin productos ajenos al tema añadidos para llenar espacio.
Sistema de monitoreo en línea de descargas parciales en transformadores
Para el monitoreo continuo de la actividad de descargas parciales asociada con anomalías en el aislamiento de los transformadores en etapa inicial.
Sistema de monitoreo en línea para el análisis de gases disueltos (DGA)
Para monitorear las tendencias de los gases disueltos que pueden indicar la aparición de fallas térmicas y eléctricas en los transformadores llenos de aceite.
Sistema de monitoreo de bujes de transformadores
Para monitorear los cambios en el estado de los bujes de alta tensión de transformadores críticos.
Soluciones relacionadas para el monitoreo de transformadores
Monitoreo de descargas parciales
Indicios eléctricos de la aparición de fallas localizadas en el aislamiento.
Análisis de gases disueltos
Evidencia química de la aparición de anomalías térmicas y eléctricas.
Monitoreo de bujes
Estado del aislamiento de los bujes de alta tensión en condiciones críticas.
Monitoreo de transformadores
El panorama completo: temperatura, DGA, PD, bujes y más, todo en un solo lugar.
¿Qué información nos ayuda a recomendar una configuración de monitoreo del aislamiento?
Información sobre el transformador
- ●Tipo de transformador
- ●Potencia nominal
- ●Nivel de voltaje
- ●Antigüedad / historial operativo
Información sobre afecciones preexistentes
- ●Resultados anteriores de PD
- ●Historia de la DGA
- ●Información sobre la prueba de los bujes
- ●Anomalías de temperatura
- ●Problemas conocidos relacionados con el aislamiento
Requisitos de monitoreo
- ●Proyecto nuevo o modernización
- ●Funciones de monitoreo obligatorias
- ●Sensores existentes
- ●Equipos de monitoreo existentes
- ●Requisito de monitoreo remoto
Los informes de pruebas disponibles, los planos de los transformadores o la información de monitoreo existente pueden ayudar a evaluar las opciones de monitoreo adecuadas.
¿Cuándo se debe considerar el monitoreo en línea del aislamiento?
Preguntas frecuentes
¿Qué incluye el monitoreo del aislamiento de los transformadores?
Por lo general, combina información sobre descargas parciales, gases disueltos, el estado de los pasacables y datos térmicos relevantes, seleccionados de acuerdo con el tipo de transformador y los requisitos del proyecto.
¿Cuáles son las principales causas del deterioro del aislamiento de los transformadores?
El estrés eléctrico, el estrés térmico, el estrés mecánico, la humedad, el desgaste por el paso del tiempo, la contaminación y las condiciones de funcionamiento anómalas pueden contribuir a ello con el tiempo.
¿Puede la monitorización de descargas parciales detectar problemas de aislamiento?
El monitoreo de PD puede ayudar a identificar la aparición de descargas eléctricas y servir de apoyo para evaluar el estado del aislamiento, pero debe interpretarse junto con otra información sobre el estado del sistema, en lugar de utilizarse como un diagnóstico por sí solo.
¿Cuál es la diferencia entre el monitoreo de descargas parciales y el análisis de gases de descomposición (DGA)?
El monitoreo de descargas parciales (PD) observa la actividad de descargas eléctricas directamente en el sistema de aislamiento, mientras que el análisis de gases de falla (DGA) detecta los gases relacionados con fallas que se encuentran disueltos en el aceite del transformador; se trata de indicios distintos que, con frecuencia, se utilizan de manera conjunta.
¿Por qué se deben monitorear por separado los bujes de los transformadores?
Un transformador puede presentar un problema en los bujes incluso cuando los demás indicadores del transformador parecen normales, por lo que el estado de los bujes requiere un monitoreo específico.
¿Cómo afecta la temperatura de los devanados a la vida útil del aislamiento del transformador?
El sobrecalentamiento persistente y los ciclos térmicos pueden acelerar el envejecimiento del aislamiento, por lo que el estrés térmico se toma en cuenta como parte de una evaluación más amplia del estado del aislamiento.
¿Se pueden utilizar conjuntamente el PD, el DGA y el monitoreo de bujes?
Sí: combinar estas señales suele ser más revelador que basarse en una sola medición, ya que cada una de ellas observa un aspecto diferente del estado del aislamiento.
¿Se pueden actualizar los transformadores existentes con un sistema de monitoreo de aislamiento en línea?
En muchos casos sí, aunque la configuración disponible depende del diseño del transformador, de la instrumentación existente y de los puntos de instalación accesibles.
¿El monitoreo en línea del aislamiento reemplaza las pruebas periódicas del transformador?
No: el monitoreo en línea proporciona información continua sobre el estado de los equipos entre las inspecciones programadas, en lugar de sustituir las pruebas periódicas.
Desarrolla una estrategia de monitoreo del aislamiento basada en el riesgo real del transformador
El estado del aislamiento de un transformador no puede determinarse con una sola medición. Envíanos el tipo de transformador, su historial de operación, los equipos de monitoreo existentes y cualquier problema conocido relacionado con el aislamiento para que podamos evaluar qué señales de estado deben monitorearse.
