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V Jornadas Latinoamericanas y II Iberoamericanas en Alta Tensión y Aislamiento Eléctrico ALTAE ´2001

MONITOREO EN LÍNEA PARA LA DETECCIÓN DE FALLAS EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA
Roberto Liñán G. Alberth Pascacio de los S.

Instituto de Investigaciones Eléctricas Reforma 113, Col. Palmira, Temixco, Morelos, México. Tel y Fax: (7) 318-24-30, Email: rlinan@iie.org.mx

RESUMEN En 1998 elInstituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) desarrolló e instaló cinco Sistemas de Monitoreo en Línea para Transformadores de Potencia (SMLTP), en 3 subestaciones de transmisión de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Estos sistemas de monitoreo en línea permiten conocer en tiempo real las condiciones de operación y el estado del sistema aislante de los transformadores de potencia, con elobjetivo principal de detectar degradaciones incipientes que permitan tomar decisiones oportunas para reducir la probabilidad de fallas catastróficas en estos equipos. Se presentan los resultados más relevantes obtenidos por los SMLTP´s desde su instalación. INTRODUCCIÓN Durante su operación, los transformadores de potencia están sujetos a esfuerzos que degradan su sistema de aislamiento. Las causasprincipales de degradación son: temperatura excesiva, presencia de oxígeno y humedad que combinadas con los esfuerzos eléctricos aceleran el proceso. Otras causas que lo aceleran son los esfuerzos mecánicos y los productos de descomposición del aceite. El proceso de degradación evoluciona gradualmente hasta presentarse la falla, que en ocasiones puede ser catastrófica. La detección oportuna de unadegradación puede ser la diferencia entre someter el transformador a una reparación mayor o sustituir una pieza dañada. La detección de cierto tipo de fallas puede ser efectuada mediante el monitoreo en línea de parámetros clave que sirven para diagnosticar la condición del aislamiento. En México, la estadística de fallas de transformadores de potencia de CFE [1], indica que el 49% de las fallasse refieren a problemas de aislamiento en devanados; 26 % a boquillas; 10 % al cambiador de derivaciones; 3 % a explosiones con incendio, 2 % al núcleo y 10 % a otras causas, ver Fig. 1.
Otras causas 10% Explosión 3% Núcleo 2% Devanados 49%

Cambiador 10%

Boquillas 26%

Fig. 1

Estadística de fallas en transformadores de potencia 1983-1998 en la red de CFE [1].

De esta estadística seobserva que las fallas más frecuentes en transformadores de potencia se deben a problemas en devanados y boquillas, por lo que el monitoreo en línea debe enfocarse a la detección de fallas incipientes en estos componentes. A este respecto, y con el propósito de detectar degradaciones incipientes en transformadores con más de 25 años de servicio instalados en la red de transmisión de la CFE, el IIEdesarrolló e instaló cinco Sistemas de Monitoreo en Línea para Transformadores de Potencia (SMLTP´s). Estos sistemas se encuentran operando en las subestaciones Puebla Dos, bancos T-1 y AT-3; Temascal Dos, bancos AT-1 y AT-2 y Malpaso Dos, banco AT-1.

MONITOREO EN LÍNEA Todo sistema de monitoreo en línea (continuo) para transformadores de potencia consiste principalmente de sensores, sistemasde adquisición de datos, herramientas para el manejo de información y métodos para la evaluación de la condición operativa de los transformadores de potencia, por lo que los parámetros más importantes a monitorear son: la carga, las condiciones de operación y la generación de gases disueltos en el aceite aislante. El monitoreo de la carga y de las condiciones de operación se realiza con lamedición de las tensiones y corrientes a la frecuencia de operación y las temperaturas. Para la medición de las tensiones se pueden usar los dispositivos de potencial y para la medición de la corriente de carga se utilizan los transformadores de corriente instalados en las boquillas o mediante dispositivos ubicados en otros puntos de la subestación. El estado que guardan los pasos de enfriamiento, es...
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