Como proveedor de transformadores sumergidos en aceite completamente sellados, la detección de descargas parciales es de suma importancia. La descarga parcial en un transformador sumergido en aceite completamente sellado puede provocar la degradación del aislamiento, lo que en última instancia puede provocar una falla del transformador. En este blog, compartiré algunos métodos y consideraciones efectivos para detectar descargas parciales en estos transformadores.
Comprensión de la descarga parcial en transformadores sumergidos en aceite completamente sellados
Antes de profundizar en los métodos de detección, es fundamental entender qué es la descarga parcial. La descarga parcial ocurre cuando la tensión eléctrica dentro del aislamiento de un transformador excede la rigidez dieléctrica de una pequeña porción del material aislante. Esto provoca una descarga eléctrica localizada que no une todo el aislamiento entre los conductores. En un transformador sumergido en aceite completamente sellado, el aislamiento consiste en aceite y materiales aislantes sólidos como papel y cartón prensado.
Hay varios factores que pueden contribuir a la descarga parcial en estos transformadores. Estos incluyen defectos de fabricación, como huecos o impurezas en el aislamiento, tensión mecánica durante la instalación u operación y envejecimiento de los materiales aislantes con el tiempo.
Métodos de detección
Métodos eléctricos
Método de corriente de pulso
El método de corriente pulsada es una de las técnicas más utilizadas para detectar descargas parciales. Mide los pulsos de corriente transitorios generados por descargas parciales. En este método, se conecta un condensador de acoplamiento en paralelo con el devanado del transformador. Cuando se produce una descarga parcial, se induce un impulso de corriente en el condensador de acoplamiento, que puede detectarse y medirse mediante un detector de descargas parciales.
La ventaja del método de corriente pulsada es su alta sensibilidad. Puede detectar descargas parciales muy pequeñas. Sin embargo, también es sensible a las interferencias electromagnéticas externas. Para minimizar la interferencia, la medición debe realizarse en un entorno protegido o utilizando técnicas de filtrado adecuadas.
Método de radiofrecuencia
El método de radiofrecuencia (RF) detecta las ondas electromagnéticas generadas por descargas parciales en el rango de radiofrecuencia. Se instalan sensores de RF alrededor del transformador para captar estas señales electromagnéticas. Este método tiene la ventaja de poder detectar descargas parciales sin conexión eléctrica directa al devanado del transformador. También puede proporcionar información sobre la ubicación de la fuente de descarga parcial hasta cierto punto.
Sin embargo, el método de RF también se ve afectado por interferencias de RF externas, como transmisiones de radio y equipos eléctricos cercanos. Se requieren técnicas especiales de filtrado y procesamiento de señales para distinguir las señales de descarga parcial del ruido de fondo.
Métodos químicos
Análisis de gases disueltos (DGA)
El análisis de gases disueltos es una poderosa herramienta para detectar descargas parciales en transformadores sumergidos en aceite. Cuando se producen descargas parciales en el aceite, provocan la descomposición de las moléculas del aceite, lo que da como resultado la formación de diversos gases como hidrógeno (H₂), metano (CH₄), etano (C₂H₆), etileno (C₂H₄) y acetileno (C₂H₂). Al analizar la concentración y la proporción de estos gases en el petróleo, podemos determinar si se está produciendo una descarga parcial y estimar su gravedad.
Por ejemplo, un aumento en la concentración de hidrógeno y metano es a menudo una indicación de descarga parcial. La proporción de diferentes gases también puede proporcionar información sobre el tipo de falla. DGA es un método no invasivo y puede detectar fallas incipientes antes de que causen daños importantes al transformador.
Sin embargo, DGA tiene algunas limitaciones. Solo puede detectar el efecto acumulativo de las descargas parciales a lo largo del tiempo y es posible que no pueda detectar descargas parciales repentinas o intermitentes. Además, la interpretación de los resultados de la DGA requiere conocimientos y experiencia.
Métodos ultrasónicos
El método ultrasónico detecta las ondas acústicas generadas por descargas parciales. Cuando se produce una descarga parcial, se produce una onda de choque mecánica en el medio circundante, que se propaga como una onda ultrasónica. Se instalan sensores ultrasónicos en la superficie del tanque del transformador para detectar estas señales ultrasónicas.
La ventaja del método ultrasónico es su capacidad para localizar con precisión la fuente de descarga parcial. Mediante el uso de múltiples sensores y técnicas de triangulación, se puede determinar la posición de la descarga parcial dentro del transformador. Sin embargo, las señales ultrasónicas pueden ser atenuadas por el aceite y los materiales aislantes sólidos, y también se ven afectadas por el ruido de fondo del funcionamiento del transformador, como los ventiladores y bombas de refrigeración.
Consideraciones durante la detección
Condiciones ambientales
Las condiciones ambientales pueden tener un impacto significativo en la precisión de la detección de descargas parciales. La alta humedad, las variaciones de temperatura y las interferencias electromagnéticas pueden afectar los resultados de la medición. Por ejemplo, una humedad elevada puede aumentar la conductividad de la superficie de aislamiento, provocando señales falsas de descarga parcial. Por tanto, es importante controlar al máximo las condiciones ambientales durante el proceso de detección.
Calibración de equipos de detección
La calibración periódica del equipo de detección de descargas parciales es esencial para garantizar resultados de medición precisos. La calibración debe realizarse de acuerdo con las normas y procedimientos pertinentes. Esto ayuda a mantener la confiabilidad y consistencia del sistema de detección.
Frecuencia de detección
La frecuencia de detección de descargas parciales depende de la antigüedad, las condiciones de funcionamiento y la criticidad del transformador. Para transformadores nuevos, las pruebas iniciales de descarga parcial deben realizarse durante el proceso de fabricación y antes de la instalación. Después de la instalación, se debe realizar un control regular a intervalos adecuados. Para transformadores en aplicaciones críticas o aquellos con antecedentes de problemas de aislamiento, es posible que se requiera una detección más frecuente.
Importancia de utilizar equipos de prueba avanzados
Para garantizar una detección de descargas parciales precisa y confiable, es fundamental utilizar equipos de prueba avanzados. Por ejemplo, elProbador automático de resistencia de buclese puede utilizar para medir la resistencia del bucle de los devanados del transformador, lo que puede proporcionar información valiosa sobre la integridad de las conexiones eléctricas. ElProbador de voltaje soportado de frecuencia ultrabajase puede utilizar para probar la resistencia del aislamiento del transformador bajo un voltaje controlado, lo que puede ayudar a detectar posibles debilidades del aislamiento. ElProbador de punto de inflamación abiertoSe puede utilizar para medir el punto de inflamación del aceite del transformador, que es un parámetro importante relacionado con la seguridad y la calidad del aceite.
Conclusión
La detección de descargas parciales en transformadores sumergidos en aceite completamente sellados es una tarea compleja pero crucial. Al utilizar una combinación de métodos eléctricos, químicos y ultrasónicos, y al tener en cuenta las condiciones ambientales, la calibración del equipo y la frecuencia de detección, podemos detectar descargas parciales de manera efectiva y prevenir fallas en los transformadores.
Como proveedor de transformadores sumergidos en aceite completamente sellados, estamos comprometidos a ofrecer productos de alta calidad y soluciones confiables de detección de descargas parciales. Si está interesado en nuestros productos o necesita más información sobre la detección de descargas parciales, no dude en contactarnos para adquisiciones y más discusiones.
Referencias
- Estándar IEEE C57.106: Guía para la aceptación y mantenimiento de aceite aislante en equipos
- IEC 60270 - Técnicas de prueba de alta tensión - Mediciones de descargas parciales
- ASTM D3612 - Métodos de prueba estándar para el análisis de gases disueltos en aceite aislante eléctrico mediante cromatografía de gases
