Los transformadores son equipos fundamentales en la distribución de la energía eléctrica y su correcto funcionamiento es crucial para garantizar la continuidad de las operaciones en cualquier segmento de mercado. A pesar de que los transformadores son equipos muy robustos, están sujetos a diferentes tipos de fallas que pueden ser catastróficas si no se diagnostican y se corrigen a tiempo. A continuación, en este artículo exploramos el conjunto de acciones que le ayudarán a diagnosticar y prevenir fallas en transformadores.
4 Claves para prolongar la vida útil de sus transformadores
El conjunto de acciones que le ayudarán a garantizar la confiabilidad operativa de sus transformadores son: Diagnóstico de laboratorio, diagnóstico en campo, mantenimiento en campo y la implementación de tecnologías para mejorar su eficacia. Gracias a estas 4 claves, podrá diagnosticar y prevenir fallas en transformadores de manera oportuna, evitando costosas interrupciones no programadas.
Diagnóstico de laboratorio
El diagnóstico de laboratorio implica el análisis del aceite aislante y otros componentes del transformador, su objetivo es detectar posibles fallas o signos de envejecimiento. Además, el análisis de laboratorio proporciona información detallada sobre la condición interna del transformador y ayuda a determinar la causa raíz de muchas fallas y a planificar la estrategia de mantenimiento. Este análisis también permite detectar contaminación del aceite y otros problemas que pueden dañar los componentes del transformador.
- Pruebas ASTM de degradación ADFQ (Análisis Dieléctrico y Fisicoquímico): Su objetivo primordial es determinar el porcentaje de agua en papel, y el grado de impregnación de productos polares, ácidos y lodos en papel. Además de definir las acciones a seguir en el tema de mantenimientos preventivos que se deban ejecutar al transformador.
- Rigidez dieléctrica – Norma ASTM D877/D1816
- Contenido de humedad – Norma ASTM D1533
- Número de neutralización – Norma ASTM D974
- Gravedad específica – Norma ASTM 1298
- Tensión interfacial – Norma ASTM D971
- Color – Norma ASTM D1500
- Factor de potencia a 25°C y 100°C– Norma ASTM D924
- Cromatografía de gases como un primer diagnóstico predictivo de fallas internas en el transformador. Nos ayuda a definir el Status de la presencia de gases y determinar su actividad, para así mismo tomar las acciones pertinentes previos al seguimiento especializado según se requiera.
- Contenido de inhibidor le permitirá cuantificar este importante parámetro, definir la cantidad faltante según la norma y enfocar las acciones de reposición de este componente a fin de mantener los transformadores debidamente protegidos contra la oxidación y así evitar regeneraciones de aislamientos a futuro.
- Contenido de Furanos enfocado en determinar la degradación del papel y el grado de polimerización, así mismo con ello estimar la vida útil remanente del transformador.
- Azufre corrosivo recomendado para transformadores de voltajes superiores a 34.5 kV y una vez detectado y medido tomar las acciones que correspondan para evitar fallas catastróficas inesperadas.
- Pruebas especiales tales como Stray Gassing entre otras.
Diagnóstico de Campo
El diagnóstico de campo implica una serie de inspecciones, pruebas y técnicas que permiten detectar problemas tempranos y prevenir fallas costosas y potencialmente peligrosas en los transformadores. En conjunto, el diagnóstico en campo y el diagnóstico de laboratorio proporcionan una evaluación más completa de la condición del transformador y permiten desarrollar una estrategia de mantenimiento más efectiva y eficiente.
- Inspección Visual (IV): a pesar de no ser una prueba, podrá verificar las condiciones externas y/o internas del transformador, enfocando potenciales factores que atenten contra la fiabilidad del activo.
- Pruebas Eléctricas de Campo (PEC): muy útiles para verificar la calidad de los aislamientos y el comportamiento eléctrico del transformador. A continuación indicamos las pruebas de campo más comunes que se utilizan para evaluar las condiciones:
- Pruebas que miden la calidad del aislamiento:
- Factor de potencia de aislamientos totales.
- Factor de potencia del aceite.
- Ensayo de resistencia del aislamiento.
- Pruebas que miden el comportamiento eléctrico (características de los devanados / bobinas):
- Corriente de excitación.
- Relación de transformación (TTR).
- Resistencia de los devanados.
- Pruebas que miden la calidad del aislamiento:
- Barrido de Respuesta en Frecuencia (SFRA, por sus siglas en inglés, Sweep Frequency Response Analysis): altamente recomendadas para verificar la integridad mecánica de un transformador después de un traslado, un evento atmosférico, o telúrico, o incluso cuando se quiere verificar la afectación de una eventual falla interna detectada por cromatografía de gases u otra técnica empleada.
- Espectroscopia en el Dominio de la Frecuencia (FDS, por sus siglas en inglés Frequency Domain Spectroscopy): facilita la medición del porcentaje de agua en papel aislante de una manera amigable para el transformador, criterio importante ya que el 98% del agua radica en el papel en tanto que únicamente el 2% permanece en el aceite aislante del transformador.
- Inspección de Emisiones Acústicas (EA): formidable herramienta para ubicar zonas de alta actividad acústica generada por una eventual falla que puede estar asociada a una alta actividad de generación de gases monitoreada por la técnica de cromatografía de gases. Permiritá implementar acciones de mantenimiento focalizadas en la zona de falla.
- Termografía: eficaz técnica para encontrar puntos calientes externos, y validar que el patrón térmico general del transformador esté dentro del rango esperado.
- Coronografía: como técnica complementaria para detectar descargas eléctricas externas en los componentes de alta tensión de los transformadores especialmente en bushing y afines.
- Monitoreo en Línea: es la tendencia actual para gestionar la confiabilidad y vida útil de transformadores que comandan las actividades operativas al bombear energía en sus instalaciones. El monitoreo y control en tiempo real maximizará la confiabilidad de estos activos.
Mantenimiento en Campo
El mantenimiento en campo implica la realización de acciones preventivas y correctivas para garantizar que el transformador opere de manera segura y confiable. Este abarca una amplia gama de acciones, que van desde la limpieza, ajuste, reemplazo y/o reparación de piezas hasta acciones más avanzadas como el tratamiento del aceite aislante, el secado del transformador, la regeneración o deslodificación de aislamientos, entre otros.
- Formulaciones de mantenimiento con transformador desenergizado (en frío)
- Tratamiento al aceite por termovacío y adición de inhibidor
- Secado del transformador
- Regeneración o delodificación de aislamientos
- Regeneración o deslodificación de aislamientos con secado
- Mantenimiento con el transformador energizado (en caliente)
- Tratamiento al aceite por termovacío y adición de inhibidor
- Secado del papel aislante
- Regeneración de aislamientos
- Secado y regeneración
El mantenimiento regular puede extender la vida útil del transformador y evitar costosas reparaciones o reemplazos. La evaluación de la condición del transformador y su entorno ayudará a determinar qué acciones de mantenimiento en campo son necesarias para garantizar un rendimiento óptimo del transformador.
Tecnologías
La instalación de tecnologías avanzadas puede mejorar la eficacia del diagnóstico y el mantenimiento en campo. Gracias a estas tecnologías, se puede obtener una respuesta rápida ante posibles problemas y minimiza el tiempo de inactividad de los transformadores.
- Sistema de Secado en Línea: Conduce el aceite aislante a través de unos filtros que remueven la humedad y lo devuelven seco al transformador. Este sistema permite que los transformadores se sequen de manera continua sin tener que apagarlo o transportarlo. Como recordatorio, el 98% de la humedad permanece en el papel y solo el 2% en el aceite.
- Ventanas Infrarrojas y Dispositivos de Seguridad: Permiten realizar inspecciones visuales, térmicas, ultrasonido acústico, descarga parcial y focalizar el origen de potenciales fallas. Esta tecnología representa la seguridad entre usted y el equipo energizado, ya que al emplear ventanas y estos sensores de seguridad, no tendrá que retirar las tapas con toda la tornillería asociada. Por lo tanto, gestionará más inspecciones en menos tiempo, de manera no invasiva, eficiente y segura, sin tener que desenergizar.
- Sistema de Monitoreo en Línea DGA (Gases) y Descargas Parciales (PD): Existen soluciones que van desde la detección y monitoreo en línea de unos cuantos gases, humedad y anomalías hasta sistemas de gestión inteligente con informes y alarmas automatizadas.
Conclusión
En conclusión, el prevenir fallas en transformadores es fundamental para garantizar la continuidad del suministro eléctrico y evitar interrupciones inesperadas en sus operaciones. A través de un diagnóstico adecuado y un mantenimiento planificado, es posible detectar y corregir las fallas antes de que se conviertan en problemas mayores. Además, la implementación de tecnologías avanzadas puede mejorar la eficacia de estos procesos, reducir los costos de mantenimiento y prolongar la vida útil de los transformadores. El invertir en el diagnóstico y mantenimiento de transformadores es esencial para garantizar una operación segura, confiable y rentable en su industria.
El implementar las recomendaciones aquí listadas le permitirá mantener a su transformador vacunado, disponible y confiable.
FUENTES DE INFORMACIÓN
- Libro Diagnóstico y Mantenimiento a transformadores en campo. Ing. Ernesto Gallo Martínez. 2021.
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