Sistemas de monitoreo de descargas parciales para el control continuo del estado del aislamiento de los transformadores
Nuestros sistemas en línea de monitoreo de descargas parciales detectan y analizan las tendencias de la actividad de descargas parciales (PD) en el interior de los transformadores de potencia las 24 horas del día, lo que convierte las pruebas periódicas fuera de línea en un monitoreo continuo y predictivo de los transformadores, y se integra de manera natural con nuestras soluciones de monitoreo de bujes, OLTC, DGA y temperatura para ofrecer una visión completa del estado del aislamiento.
- Detección continua y en línea de la presión de desempaque, en lugar de controles puntuales periódicos fuera de línea
- Opciones de detección por UHF, HFCT y ultrasonidos para el diagnóstico de PD con verificación cruzada
- Forma parte de una solución completa de monitoreo en línea de transformadores; no es un sensor puntual independiente
¿Qué es el monitoreo de descargas parciales?
La descarga parcial (PD) es una descarga eléctrica localizada que solo atraviesa parcialmente el aislamiento entre conductores; es un indicador temprano de defectos en el aislamiento, tales como huecos internos, rastreo superficial, corona o contactos de potencial flotante. El monitoreo en línea de descargas parciales consiste en colocar sensores de UHF, HFCT o ultrasónicos en el transformador para capturar pulsos de DP de manera continua y convertirlos en datos útiles sobre el estado del aislamiento.
- Sensores instalados en la válvula de aceite, en la superficie del tanque o en el cable de conexión a tierra, según el tipo de sensor
- Los pulsos PD se muestrean, se filtran para eliminar el ruido eléctrico y se mapean en patrones PRPD/PRPS
- El análisis de patrones clasifica el tipo de descarga —descarga interna, superficial, de corona o flotante— y su tendencia
- La salida está disponible a través de la pantalla local, el relé de alarma, Ethernet RJ45 o RS485/Modbus para la integración con SCADA
Por qué las pruebas periódicas de desarrollo profesional no son suficientes
Una prueba de descargas parciales realizada en fábrica o fuera de línea solo proporciona un resultado en un momento específico. El monitoreo en línea de descargas parciales supervisa continuamente el estado del aislamiento mientras el transformador permanece en servicio, lo que elimina el intervalo sin supervisión entre las pruebas programadas.
- La actividad de la enfermedad de Parkinson puede aumentar de un nivel estable a un nivel de alerta entre las fechas programadas para las pruebas.
- Las pruebas fuera de línea programadas durante un período de parada pueden pasar por alto el comportamiento de descarga que depende de la carga y la temperatura
- El ruido eléctrico en la subestación dificulta la interpretación manual de las descargas parciales sin una línea de base continua
- Las descargas parciales no detectadas aceleran el envejecimiento del aislamiento y aumentan el riesgo de interrupciones no programadas
Dónde se producen las descargas parciales en el interior de un transformador
Las descargas parciales en un transformador de potencia suelen atribuirse a una de tres áreas. Saber dónde suelen originarse las descargas ayuda a decidir qué tipo de sensor y qué componentes de nuestra gama de soluciones de monitoreo de transformadores deben combinarse con el monitoreo de descargas parciales.
| Área de origen de PD | Causa típica | Monitoreo complementario |
|---|---|---|
| Core & Coil Assembly | Huecos en el aislamiento, entrada de humedad, contaminación por partículas, envejecimiento del aislamiento de los devanados | Monitoreo de la temperatura de los devanados / Monitoreo de la DGA |
| Buje | Cambio en la capacitancia, aumento de la pérdida dieléctrica, contaminación o humedad en la toma del buje | Monitoreo de bujes |
| Cambiador de tomas en carga (OLTC) | Desgaste de los contactos, formación de arcos durante la conmutación, resistencia del mecanismo | Supervisión de OLTC |
El voltaje de operación, el flujo parásito inducido y el deterioro del aislamiento debido a la humedad o a partículas son los factores subyacentes que, con mayor frecuencia, provocan que una de estas tres áreas entre en actividad de descarga; por eso, el monitoreo de descargas parciales (DP) rara vez se implementa mediante un solo sensor aislado.
Soluciones completas de monitoreo en línea de transformadores
El monitoreo de descargas parciales es solo una parte del panorama general del monitoreo del estado de los transformadores. Explora el resto de nuestras soluciones en línea para el monitoreo de transformadores y crea el plan de monitoreo del estado y la salud del aislamiento que tus activos necesitan.
Monitoreo de transformadores
Nuestra solución integral de monitoreo en línea de transformadores, que combina datos de temperatura, análisis de gases disociados (DGA), descargas parciales (PD), bujes y transformadores con regulador de tensión en línea (OLTC) en una sola vista de monitoreo de estado.
Monitoreo de la temperatura de los transformadores
Monitoreo en línea de la temperatura de los devanados y del aceite de llenado que detecta el estrés térmico, el cual suele estar relacionado con el envejecimiento del aislamiento y la aparición de descargas parciales.
Monitoreo de temperatura mediante fibra óptica
Medición de la temperatura en los puntos calientes del devanado directo mediante sensores de fibra óptica dieléctricos, totalmente inmunes al campo electromagnético del transformador.
Monitoreo de gases disueltos (DGA) en transformadores
Análisis cromatográfico continuo de 7 gases en el aceite de transformador, utilizado para confirmar si la actividad de descargas parciales (DP) detectada ya está generando gases de falla.
Supervisión de OLTC
Monitorea la corriente, la temperatura, la vibración, el par y la posición del cambiador de tomas, detectando el desgaste mecánico que puede provocar descargas eléctricas.
Monitoreo de bujes
Monitoreo de la capacitancia, la pérdida dieléctrica y la corriente de fuga en los bujes, que se combina de manera natural con la detección de descargas parciales a nivel de los bujes.
Partial Discharge & Related Condition Monitoring Products
Nuestro equipo de monitoreo de descargas parciales se fabrica directamente en planta y se diseña internamente, y se integra perfectamente con nuestros productos de monitoreo de estado de los transformadores —pasadores aislantes, OLTC, DGA y monitoreo de temperatura por fibra óptica— para ofrecer una cobertura completa del estado del transformador.
Configuración del sensor de descargas parciales
El tipo de sensor se selecciona en función de la estructura del transformador, el acceso para la instalación y el área de origen de las descargas parciales que se está monitoreando. Los sensores de UHF, HFCT y ultrasónicos pueden utilizarse de manera combinada para obtener una mayor confiabilidad en el diagnóstico.
| Tipo de sensor | Ancho de banda | Método de instalación | Objetivo principal |
|---|---|---|---|
| Sensor de descargas parciales de UHF | 300 MHz – 3000 MHz | Válvula de aceite, puerto de conexión o interfaz del tanque | Detecta señales electromagnéticas de frecuencia ultraalta procedentes de descargas parciales internas |
| Sensor de descargas parciales HFCT | 100 kHz – 50 MHz | Cable de conexión a tierra con abrazadera o ruta de conexión a tierra mediante buje | Detecta la corriente de pulso de alta frecuencia generada por la actividad de descargas parciales |
| Sensor ultrasónico de descarga parcial (PD) | 20 kHz – 200 kHz | De montaje magnético o en la superficie del tanque | Detecta emisiones acústicas provocadas por la actividad de desgarro parcial (DP) en el interior del transformador |
La configuración estándar del host de monitoreo admite 4 o 6 canales con una consistencia de canal de ≤0,5 dBm, un rango de monitoreo de ≤20 000 pC y una tasa de muestreo de 200 MS/s. El número exacto de canales y la combinación de sensores se configuran según cada proyecto; comunícate con nuestro equipo de ingeniería para obtener una configuración adaptada a tu equipo.
Cómo funciona el monitoreo en línea de descargas parciales
Detección de pulsos
Los sensores UHF, HFCT o ultrasónicos captan la señal electromagnética, de corriente o acústica producida por un evento de descarga.
Filtrado de ruido
El procesamiento de señales integrado separa los pulsos PD auténticos del ruido de conmutación y de las interferencias electromagnéticas externas.
Mapeo de PRPD / PRPS
Los pulsos se correlacionan con el ciclo de fase de la corriente alterna y la secuencia de pulsos para generar los patrones de diagnóstico PRPD y PRPS.
Alarm & SCADA Output
La clasificación de patrones y las tendencias activan un valor de visualización, un relé de alarma o una salida Ethernet RJ45 / RS485 hacia el sistema SCADA.
¿Qué incluye un sistema de monitoreo de descargas parciales?
Un sistema completo de monitoreo de descargas parciales está compuesto por sensores de descargas parciales, una unidad central de monitoreo de descargas parciales, software de monitoreo y una interfaz de comunicación. Los sensores recogen señales de descargas desde diferentes posiciones; la unidad central toma muestras y procesa las señales; el software muestra patrones PRPD/PRPS, curvas de tendencia y alarmas.
- Sensores PD: opciones de UHF, HFCT y ultrasonidos para una detección con verificación cruzada
- Servidor de monitoreo PD — Adquisición y procesamiento de señales de 4 o 6 canales
- Software de monitoreo: PRPD, PRPS, curvas de tendencia, alarmas y registros históricos
- Interfaz de comunicación: Ethernet RJ45 y RS485 para plataformas SCADA o de gestión de activos
Accesorios opcionales
- Gabinete de control, gabinete de pantallas o gabinete de convergencia para el tendido de sensores
- Protección del sensor con clasificación IP68 para instalación al aire libre o sumergida en aceite
- Divisor de señal para uso compartido con configuraciones de correlación DGA
Monitoreo de descargas parciales, diseñado y personalizado internamente
Diseñamos y fabricamos nuestro equipo de monitoreo de descargas parciales de principio a fin —desde los sensores de UHF, HFCT y ultrasónicos hasta la unidad central de monitoreo—, lo que nos brinda la flexibilidad necesaria para adaptar una configuración de monitoreo de transformadores a su activo específico, clase de voltaje y requisitos de monitoreo de condiciones en toda la planta.
- Investigación y desarrollo internos, así como fabricación de sensores de PD y hardware de control central
- Configuraciones adaptadas a la clase de voltaje, la combinación de sensores y el número de canales
- Clasificaciones de carcasas personalizadas y opciones de montaje para entornos interiores, exteriores o sumergidos en aceite
- Apoyo de ingeniería desde la consulta inicial hasta la puesta en marcha
Preguntas frecuentes sobre el monitoreo de descargas parciales
¿Qué es el monitoreo de descargas parciales?
El monitoreo de descargas parciales utiliza sensores de UHF, HFCT o ultrasónicos para detectar de manera continua pulsos de descarga localizados dentro del aislamiento del transformador, lo que proporciona un indicador temprano y en tiempo real del estado del aislamiento.
¿Cuál es la diferencia entre el monitoreo en línea y una prueba de descargas parciales?
Una prueba de descargas parciales en un transformador suele ser una inspección realizada en fábrica, durante la puesta en servicio o como parte del mantenimiento periódico, que arroja un resultado en un momento específico. El monitoreo en línea de descargas parciales se lleva a cabo de manera continua mientras el transformador permanece en funcionamiento, lo que permite seguir la tendencia de las descargas parciales en lugar de obtener una sola imagen instantánea.
¿Qué causa las descargas parciales en un transformador?
Entre las causas más comunes se encuentran los huecos en el aislamiento, la contaminación de la superficie, la entrada de humedad, los defectos de fabricación y el envejecimiento gradual del aislamiento debido a la tensión de funcionamiento y al flujo magnético parásito.
¿En qué lugares suelen producirse las descargas parciales?
Las tres áreas más comunes donde se originan los problemas son el conjunto del núcleo y la bobina, el buje y el cambiador de tomas en carga; cada una de ellas puede monitorearse con su propia solución específica, además de la detección de descargas parciales.
¿Qué tipos de sensores se utilizan para el monitoreo de descargas parciales?
Entre los tipos de sensores más comunes se encuentran los sensores de UHF para pulsos electromagnéticos, las pinzas HFCT para corrientes de tierra de alta frecuencia y los sensores ultrasónicos para la emisión acústica en la superficie del tanque.
¿Dónde se suelen instalar los sensores de descargas parciales?
Los sensores se instalan en la válvula de aceite o en la interfaz del tanque para la detección por UHF, en el cable de conexión a tierra para la detección por HFCT, o en la superficie del tanque para la detección por ultrasonidos.
¿Qué relación existe entre las descargas parciales y el análisis de gases disueltos (DGA)?
Ambos métodos son complementarios: el monitoreo de descargas parciales detecta el evento de descarga eléctrica en sí mismo en tiempo real, mientras que el análisis de gases de fallo (DGA) mide los gases de fallo que la actividad de descarga puede generar en el aceite con el paso del tiempo.
¿Se puede utilizar el monitoreo de descargas parciales en los bujes de los transformadores?
Sí. El monitoreo de descargas parciales (DP) a nivel de los casquillos se puede agregar como un sensor independiente o combinarse con el monitoreo de capacitancia y pérdida dieléctrica en una configuración integrada de monitoreo de casquillos.
¿Es relevante el monitoreo de descargas parciales para los cambiadores de tomas en carga (OLTC)?
Sí. Los contactos del OLTC pueden generar descargas a medida que se desgastan, por lo que la detección de PD suele combinarse con el monitoreo de la corriente, la vibración y el torque para realizar una evaluación completa del estado del OLTC.
¿Qué es un patrón PRPD?
Un gráfico de descargas parciales resueltas por fase (PRPD) representa los pulsos detectados en función del ciclo de fase de la corriente alterna, y su forma ayuda a clasificar el origen de la descarga, ya sea una cavidad, un rastreo superficial o una corona.
¿Se pueden integrar los datos de descargas parciales con el sistema SCADA?
Sí. El host de monitoreo transmite datos a través de Ethernet RJ45 y RS485/Modbus para su integración con sistemas SCADA o plataformas centralizadas de monitoreo de condiciones.
¿De qué manera el monitoreo de descargas parciales contribuye al buen estado del aislamiento de los transformadores?
Al monitorear continuamente las tendencias de descarga, los operadores pueden detectar defectos incipientes en el aislamiento en una etapa temprana, lo que permite un mantenimiento proactivo en lugar de reaccionar después de que se produzca una falla.
¿El sistema puede distinguir entre varias fuentes de descarga en un mismo activo?
Sí. Las configuraciones multicanal reportan los datos de cada sensor de manera independiente, lo que ayuda a identificar de qué parte del activo proviene una descarga.
¿Qué formatos de salida ofrece el servidor de monitoreo a los operadores de la planta?
Las lecturas están disponibles como un valor de visualización local, una señal de alarma controlada por relé o una señal digital RJ45 Ethernet / RS485 para un sistema SCADA o una plataforma de monitoreo de condiciones.
¿Afecta la incorporación de un sensor PD a la rigidez dieléctrica del transformador?
No. Los sensores están diseñados para instalarse de manera no invasiva en la válvula de aceite, la superficie del tanque o el cable de conexión a tierra, por lo que no alteran el aislamiento ni el rendimiento dieléctrico del transformador.
¿Con qué frecuencia hay que realizar el mantenimiento de un sensor de descargas parciales?
El mantenimiento suele limitarse a revisiones periódicas de las conexiones de los sensores y del funcionamiento del equipo central, ya que los sensores en sí no tienen piezas móviles.
¿Puede el monitoreo de descargas parciales sustituir por completo a las pruebas de diagnóstico fuera de línea?
El monitoreo en línea tiene como objetivo complementar, y no reemplazar por completo, las pruebas de diagnóstico periódicas; señala continuamente cuándo y dónde se justifica una investigación más detallada fuera de línea.
¿En qué clases de voltaje se utiliza el monitoreo de descargas parciales?
El monitoreo de la presión diferencial se aplica en transformadores de potencia de media y alta tensión en subestaciones, centrales eléctricas, plantas de energía renovable e instalaciones industriales.
¿Cómo se clasifica la gravedad en un sistema de monitoreo de descargas parciales?
La gravedad se clasifica normalmente según la magnitud de la descarga, la concentración de fase, la frecuencia de repetición y la dirección de la tendencia a lo largo del tiempo, con umbrales de alarma configurables según el activo específico y la tolerancia al riesgo.
¿Debería combinarse el monitoreo de descargas parciales con otras soluciones de monitoreo de transformadores?
Sí. Dado que la actividad de descargas parciales suele estar relacionada con la temperatura de los devanados, el estado del aceite, el aislamiento de los bujes o el desgaste del transformador de tensión de línea (OLTC), el monitoreo de descargas parciales es más eficaz cuando se combina con nuestras soluciones de monitoreo de temperatura, análisis de gases de descomposición (DGA), bujes u OLTC, en lugar de implementarse por sí solo.
Cuenta con la confianza de empresas de servicios públicos y fabricantes de transformadores de todo el mundo
Nuestros sistemas de monitoreo de descargas parciales se utilizan en empresas de energía eléctrica, fabricantes de transformadores y plantas industriales en mercados desarrollados de América del Norte, Europa y Asia-Pacífico.
El seguimiento continuo de las tendencias de PD detectó un defecto de vacío en formación meses antes de que hubiera aparecido en nuestra siguiente prueba fuera de línea programada.
Equipo de Ingeniería de Servicios PúblicosFrancia
La combinación de los sensores de PD con el sistema DGA nos permitió confirmar de manera mucho más rápida si un evento de descarga estaba generando realmente gas de falla.
Fabricante de transformadoresCorea del Sur
Al combinar el monitoreo de la PD, los bujes y el OLTC en una sola plataforma, nuestras evaluaciones del estado del aislamiento resultaron mucho más concluyentes que cualquier medición por sí sola.
Operador de red eléctricaEstados Unidos
Los sensores de UHF y HFCT se complementaron bien entre sí, y los patrones del PRPD facilitaron la comunicación de los siguientes pasos a nuestro equipo de mantenimiento.
Fabricante de equipos eléctricosAlemania
¿No estás seguro de qué configuración de monitoreo de descargas parciales es la adecuada para tu equipo?
Dinos qué tipo de equipo tienes y cuáles son las fuentes de descarga que te preocupan; nuestro equipo de ingeniería te recomendará la combinación adecuada de sensores y, si es necesario, las soluciones complementarias de monitoreo de transformadores con las que combinarlos.
