Análisis de gases disueltos en línea para la detección de fallas en transformadores
El monitoreo de la formación de gases en transformadores de potencia para detectar condiciones de fallas no es algo nuevo. El relé Buchholz, que detecta y actúa ante el aumento de presión producido por los gases de falla, existe desde 1921 y dispositivos de este tipo todavía se utilizan ampliamente en la actualidad. El primer objetivo del monitoreo en línea era determinar la cantidad de humedad disuelta en el aceite, pero en la década de 1970 se estaban realizando investigaciones para desarrollar tecnologías de análisis de gases disueltos (DGA) en línea, inicialmente con un enfoque en el monitoreo de hidrógeno. Los desarrollos más recientes incluyen la tecnología de "celdas de combustible", lo que permite la detección y medición de gases combustibles en el aceite.
Limitaciones de los detectores de fallas existentes
Hace décadas, los primeros detectores de fallas estaban a la vanguardia del monitoreo de gases disueltos y utilizaban tecnologías que, para esa época, eran innovadoras. Sin embargo, con el paso de los años, algunas de estas tecnologías han mostrado debilidades y deficiencias, ya sea en términos de confiabilidad a largo plazo o en la calidad y utilidad de la información proporcionada a los operadores de transformadores. Las alarmas aún en condiciones normales y los estados de alarmas no detectados debido a interferencias de otros gases han llevado a muchos usuarios a sacar los monitores fuera de línea o a dejar de prestarles atención. Por otro lado, los monitores de varios gases que detectan siete o más gases son demasiado caros para implementaciones generalizadas, especialmente en transformadores de baja y mediana potencia. Los intentos de llenar el espacio intermedio entre detectores simples con capacidades limitadas y dispositivos sofisticados pero costosos, a menudo han tenido poco éxito.
Monitoreo de acetileno e hidrógeno para proteger los transformadores
Monitoreo de acetileno e hidrógeno para proteger los transformadores
Como muestra el gráfico, el hidrógeno es el gas predominante producido por fallas por descargas parciales en el aceite, pero también está presente como un gas primario, los cuales son producidos por el calentamiento del aceite a bajas temperaturas (90 a 200°C). El hidrógeno y el acetileno son los dos gases predominantes que se forman durante fallas eléctricas de alta energía. Al principio de las fallas D1 (descargas de energía baja) y D2 (descargas de alta energía), sólo hay rastros de hidrógeno, acompañados de bajos niveles de acetileno. A medida que las fallas se vuelven más agresivas, se forman cantidades más grandes de hidrógeno y acetileno debido a la descomposición del aceite bajo altas tensiones térmicas y eléctricas. El monitoreo de hidrógeno y acetileno como gases clave en un detector de fallas de dos gases ayuda al operador del transformador a comprender mejor si la presencia de hidrógeno en el aceite se debe a posibles mecanismos de descargas parciales, a un gas primario formado por calentamiento) o como resultado de descargas eléctricas de alta energía. Además, la capacidad para detectar acetileno en niveles muy bajos permite al operador del transformador identificar las fallas de alta energía muy temprano en su evolución.
InsuLogix® G2 para el monitoreo en línea de los gases disueltos
Para medir los niveles bajos de concentración de gas acetileno, el InsuLogix® G2 de Megger utiliza un sensor de espectroscopio de diodo láser sintonizable (TLDS, del inglés "Tuneable Laser Diode Spectroscope"), que hace pasar un rayo láser a través del gas y determina la cantidad de luz absorbida mediante tecnología infrarroja. Dado que diferentes gases absorben luz en diferentes longitudes de onda, se pueden realizar mediciones precisas para un gas específico mientras se ignoran otros gases (interferencias) que puedan estar presents. En InsuLogix® G2, el sensor se ajusta para la detección de acetileno, con una sensibilidad (LDL) de 0,5 ppm. El Insulogix® G2 también mide con precisión el hidrógeno y el vapor de agua para ayudar a proporcionar una detección integral de fallas.
El InsuLogix® G2 de Megger se diseñó para facilitar la instalación y el uso. Se ha diseñado para funcionar en todas las condiciones atmosféricas (IP66), así como en el entorno electromagnético que se encuentra en una subestación eléctrica.
Una pantalla integral proporciona acceso local a las mediciones de acetileno, humedad, hidrógeno y temperatura, mientras que la interfaz de usuario basada en la Web permit un acceso remoto seguro a los datos actuales, así como mediciones y tendencias históricas. Las mediciones se pueden presentar como una pantalla intuitiva de tipo panel. La unidad también dispone de 12 salidas de relé de estado sólido personalizables que pueden configurarse para emitir advertencias y alarmas.
El detector de fallas avanzado InsuLogix® G2 de Megger se posiciona entre los monitores de gas de hidrógeno, hidrógeno más monóxido de carbono, monitores de gas compuestos y los monitores de gas diagnósticos/Duval 3+. Al detectar con precisión niveles bajos de acetileno utilizando tecnología de espectroscopia láser de última generación, el InsuLogix® G2 incrementa la sensibilidad sobre el estado de la situación, lo que permite a los operadores de transformadores tomar decisiones sustentadas.
El diseño del InsuLogix® G2, la combinación de gases que detecta, su facilidad de instalación y su rentabilidad lo convierten en una solución ideal para una implementación generalizada en transformadores de potencia media en todo tipo de aplicaciones. A medida que la industria energética continúa evolucionando y la demanda de tecnologías de monitoreo confiables y económicamente accesibles crece, el InsuLogix® G2 ayuda a salvaguardar la longevidad y el rendimiento de los transformadores.
Si necesita materiales técnicos adicionales, guía de productos o soporte, comuníquese con Megger.
