Monitoreo de puntos calientes en los devanados de transformadores
Monitoree directamente las temperaturas críticas de los devanados dentro de los transformadores para mejorar la visibilidad térmica, la evaluación de la carga, la evaluación de la refrigeración y la gestión de la vida útil del aislamiento.
La detección de temperatura mediante fibra óptica permite realizar mediciones directas en puntos específicos del interior del devanado, donde los valores de temperatura externos convencionales o estimados podrían no representar plenamente el punto caliente real.
Por qué son importantes los puntos calientes en los devanados de los transformadores
Los devanados de los transformadores no se calientan de manera uniforme. La corriente de carga, el flujo de enfriamiento y las pérdidas locales se combinan de manera diferente en las distintas secciones de los devanados, por lo que la temperatura en un punto puede variar significativamente de la de otro, y también puede variar entre las fases.
- ●La corriente de carga afecta el aumento de temperatura del devanado
- ●El flujo de enfriamiento afecta la distribución local de la temperatura
- ●Las pérdidas locales pueden generar regiones más calientes dentro de un devanado
- ●La temperatura puede variar entre las distintas fases y secciones del devanado
- ●El sobrecalentamiento persistente acelera el envejecimiento del aislamiento
El punto más caliente dentro de un devanado puede funcionar en condiciones térmicas muy diferentes a las de la temperatura máxima del aceite, la temperatura ambiente o las mediciones externas; véase monitoreo de la temperatura del transformador para tener una visión completa de un activo.
Temperatura en puntos calientes frente a mediciones de temperatura en transformadores convencionales
Estas mediciones son complementarias, no intercambiables: cada una desempeña un papel diferente en la comprensión del estado térmico del transformador.
| Medición | Lo que representa | Función típica |
|---|---|---|
| Temperatura ambiente | Temperatura del aire ambiente en el lugar de instalación | Línea de base de referencia para cálculos térmicos |
| Temperatura máxima del aceite | Temperatura del aceite a granel cerca de la parte superior del tanque | Condición térmica general del sistema de lubricación |
| Indicador de temperatura del devanado / Temperatura estimada del devanado | Temperatura del devanado calculada a partir del aceite de la parte superior más un gradiente modelado | Funciones de control de enfriamiento, alarma y desconexión — véase Indicador de temperatura de los devanados del transformador BWR2 |
| Medición con PT100 | Medición de la temperatura por resistencia de contacto en un punto accesible | Monitoreo localizado de la temperatura en un punto fijo |
| Medición directa de puntos calientes mediante fibra óptica | Temperatura real en una ubicación seleccionada del devanado interno | Evidencia directa del comportamiento térmico real del bobinado |
Cada línea anterior responde a una pregunta diferente: la medición directa de puntos calientes no reemplaza a las demás, sino que llena el vacío que estas no pueden cubrir.
¿Dónde pueden formarse los puntos críticos de sinuosidad?
La ubicación de los puntos calientes depende de la construcción de los devanados, la distribución de la corriente, el sistema de enfriamiento, el flujo de fuga y el diseño general del transformador; no de una sola regla genérica.
- ●Zonas de bobinado de alta corriente
- ●Áreas con flujo de enfriamiento restringido
- ●Extremos de bobinado y zonas de transición estructural
- ●Ubicaciones seleccionadas de puntos calientes específicos de cada fase
- ●Regiones identificadas durante el diseño térmico de los transformadores
La ubicación del sensor debe ajustarse a la información de diseño del transformador, en lugar de seguir una ubicación fija genérica.
Medición directa de puntos calientes en el bobinado de fibra óptica
Los sensores de temperatura de fibra óptica permiten realizar mediciones directas en puntos específicos del devanado, con un punto de detección eléctricamente pasivo que resulta muy adecuado para el entorno electromagnético y de alta tensión que existe en el interior de un transformador.
- ●Medición directa en puntos seleccionados del devanado
- ●Punto de detección eléctricamente pasivo
- ●Gran resistencia a las interferencias electromagnéticas
- ●Apto para entornos de alta tensión
- ●Monitoreo multipunto de la temperatura del bobinado
- ●Monitoreo de las tendencias de temperatura a largo plazo
- ●Adecuado para la detección integrada durante la fabricación de transformadores
Medición directa frente a temperatura calculada del punto caliente
Punto caliente calculado / estimado
- ●En función de la corriente de carga
- ●Temperatura del aceite o de referencia
- ●Modelo térmico
- ●Supuestos de diseño de transformadores
Es útil para la estimación térmica de transformadores, pero los resultados dependen de los datos de entrada del modelo y de los supuestos operativos.
Medición directa del punto caliente
- ●Sensores integrados
- ●Ubicaciones de bobinado seleccionadas actualmente
- ●Respuesta a la carga real
- ●Respuesta de enfriamiento
- ●Comparación de fases
- ●Tendencia térmica real
La medición directa y el cálculo térmico pueden complementarse mutuamente en lugar de sustituirse entre sí.
Por qué es importante el monitoreo multipunto del bobinado
El objetivo del monitoreo multipunto no es simplemente recopilar más valores de temperatura, sino comprender cómo se distribuye el calor en las zonas críticas del devanado.
- ●Comparar secciones de bobinado
- ●Comparar fases
- ●Identificar diferencias de temperatura persistentes
- ●Observa la respuesta de la carga en los distintos puntos
- ●Evaluar la eficacia de la refrigeración
- ●Seguir las tendencias térmicas locales a lo largo del tiempo
Monitorear la temperatura de los puntos calientes bajo carga operativa real
La medición directa te permite seguir la relación entre la carga, el enfriamiento y la temperatura del devanado tal como ocurre en realidad.
- ●El aumento de la carga frente al aumento de la temperatura puede indicar qué tan sensible es un lugar a la carga
- ●La comparación entre la activación de la refrigeración y la respuesta a la temperatura puede ayudar a identificar la eficacia de la refrigeración
- ●La comparación fase a fase permite evaluar el equilibrio de carga
- ●Un punto caliente persistente a lo largo de los ciclos de carga podría justificar una investigación más a fondo
- ●La recuperación de la temperatura tras la reducción de la carga forma parte de un patrón térmico normal
- ●Los patrones térmicos anormales recurrentes pueden ayudar a identificar lugares que requieren atención
Monitoreo de puntos calientes en los devanados de distintos tipos de transformadores
Transformadores de potencia en inmersión en aceite
Monitoreo directo de la temperatura de los devanados en el interior de los transformadores llenos de aceite.
Monitoreo de transformadores sumergidos en aceite →
Transformadores de tipo seco
La medición directa de puntos calientes en el bobinado puede complementar el monitoreo convencional de temperatura con PT100.
Monitoreo de la temperatura de los transformadores de tipo seco →
Transformadores de potencia
La temperatura de los puntos calientes como parte de un sistema más amplio de monitoreo del estado de los transformadores de potencia.
Monitoreo de transformadores de potencia →
Transformadores de subestación
Monitoreo continuo de la temperatura de los devanados en los transformadores críticos de las subestaciones.
Monitoreo de transformadores de subestaciones →Planificación del monitoreo de puntos calientes para transformadores nuevos y existentes
Nuevos proyectos de transformadores
- ●Revisar el diseño del bobinado
- ●Identificar las zonas térmicas críticas
- ●Determinar los puntos de detección
- ●Planificar el trazado de la fibra óptica
- ●Definir canales de monitoreo
- ●Planificar la integración de sistemas
La fabricación de nuevos transformadores ofrece la mejor oportunidad para colocar sensores directamente en puntos específicos de los devanados internos.
Modernización de transformadores existentes
- ●Integración de sensores integrados existentes
- ●Actualización de la unidad de monitoreo
- ●Puntos de temperatura adicionales accesibles
- ●Integración de sensores de fibra óptica existentes
- ●Integración de monitoreo remoto
La instalación de sensores directamente dentro de un devanado existente depende del diseño del transformador y de la accesibilidad física; no todos los transformadores existentes pueden adaptarse a esto de la misma manera.
¿Cómo se deben colocar los sensores de puntos calientes de bobinado?
No existe una posición fija universal del sensor para todos los devanados de un transformador.
La ubicación depende de
- ●Tipo de transformador
- ●Potencia nominal
- ●Nivel de voltaje
- ●Estructura de bobinado
- ●Sistema de enfriamiento
También depende de
- ●Estrés térmico previsto
- ●Datos de diseño del transformador
- ●Número de fases
- ●Puntos de detección requeridos
La ubicación del sensor debe determinarse junto con la información sobre el diseño y la fabricación del transformador.
De los sensores integrados a los datos de monitoreo
Ver soluciones relacionadas: Monitoreo de temperatura mediante fibra óptica, Monitoreo de la temperatura de los transformadores y Monitoreo de transformadores.
Productos recomendados para el monitoreo de puntos calientes en bobinados
Productos directamente relacionados con la detección de puntos calientes en devanados y el monitoreo multipunto de la temperatura de los devanados.
Sensor de temperatura de fibra óptica para el monitoreo de puntos calientes en bobinados
Punto de detección directo por fibra óptica para el monitoreo en tiempo real de la temperatura de los puntos calientes en los devanados de los transformadores.
Sensor de temperatura de fibra óptica de poliimida
Sonda de fibra óptica flexible protegida con poliimida para la medición de puntos calientes en bobinas, mediante detección óptica fluorescente.
Sensor de temperatura de fibra óptica blindado
Sensor de fibra óptica blindado para la medición de puntos calientes en los devanados de transformadores sumergidos en aceite, con protección reforzada y compatible con el aceite.
Sistema de monitoreo de fibra óptica multicanal
Sistema multicanal de medición y monitoreo de temperatura por fibra óptica para comparar secciones de bobinado y fases en tiempo real.
Soluciones relacionadas para el monitoreo de transformadores
Monitoreo de la temperatura de los transformadores
Monitoreo integral de la temperatura que abarca la medición del aceite, los devanados y los puntos calientes.
Monitoreo de temperatura mediante fibra óptica
La tecnología de detección directa que permite monitorear la temperatura de los puntos calientes de los devanados y de los transformadores de tipo seco.
Monitoreo de transformadores
Monitoreo de estado más amplio que combina temperatura, análisis de gases de descomposición (DGA), descargas parciales y más.
¿Qué información nos ayuda a recomendar una configuración de monitoreo de puntos críticos?
Información sobre el transformador
- ●Tipo de transformador
- ●Potencia nominal
- ●Nivel de voltaje
- ●Número de fases
Información sobre el bobinado
- ●Construcción en espiral
- ●Planos de bobinado
- ●Sistema de enfriamiento
- ●Ubicaciones previstas de los puntos críticos
Requisitos de monitoreo
- ●Número de puntos de detección
- ●Transformador nuevo o modernización
- ●Pantalla local
- ●Requisito de alarma
- ●Requisito de monitoreo remoto
Los planos de bobinado o la información sobre el diseño térmico son particularmente útiles para evaluar la ubicación de los sensores.
¿Cuándo se debe considerar el monitoreo directo de puntos críticos?
Preguntas frecuentes
¿Qué es la temperatura de un punto caliente en el devanado de un transformador?
Es la temperatura más alta que se alcanza en un punto específico dentro del devanado de un transformador, la cual puede diferir de la temperatura promedio o de la temperatura máxima del aceite.
¿Por qué la temperatura del punto caliente del devanado es diferente de la temperatura del aceite en la parte superior?
La temperatura máxima del aceite refleja el estado general del aceite, mientras que algunas zonas específicas del devanado pueden alcanzar temperaturas más altas debido a la corriente de carga, el flujo de enfriamiento y las diferencias de construcción.
¿Cómo se calcula normalmente la temperatura de los puntos calientes en los devanados de un transformador?
Por lo general, se calcula a partir de la temperatura del aceite en la parte superior más un gradiente de temperatura modelado basado en la carga y los supuestos de diseño.
¿Se puede medir directamente la temperatura en el punto más caliente del bobinado?
Sí, los sensores de temperatura de fibra óptica pueden colocarse en puntos específicos del devanado interno para medir la temperatura directamente.
¿Por qué se utilizan sensores de fibra óptica dentro de los devanados de los transformadores?
Son eléctricamente pasivos e inmunes a las interferencias electromagnéticas, lo que los hace idóneos para el entorno de alto voltaje que existe dentro de un devanado.
¿Cuántos sensores de puntos calientes en el devanado se necesitan?
Esto depende del tipo de transformador, la potencia nominal, el número de fases y los puntos térmicos específicos que se deben monitorear.
¿En qué parte del devanado de un transformador se deben instalar los sensores de temperatura de fibra óptica?
La ubicación debe basarse en la información de diseño del transformador y en el análisis térmico, en lugar de en una posición genérica fija.
¿Se pueden instalar sensores de puntos calientes de fibra óptica en un transformador ya existente?
Depende del diseño del transformador y de la accesibilidad física; la fabricación de transformadores nuevos ofrece mayor flexibilidad de ubicación que la modernización.
¿Se puede utilizar la medición directa de puntos calientes junto con el WTI o los modelos térmicos de transformadores?
Sí: la medición directa y la temperatura calculada o indicada pueden utilizarse juntas para ofrecer una visión térmica más completa.
Planifica el monitoreo de puntos críticos de bobinado antes de construir el transformador
Para los nuevos proyectos de transformadores, la ubicación de los sensores y el trazado de la fibra óptica pueden planificarse junto con el diseño de los devanados. Envíenos el tipo de transformador, la información sobre los devanados y los requisitos de monitoreo para que podamos evaluar los puntos de detección adecuados y la arquitectura de monitoreo.
