Mantenimiento De Transformadores

IEEE, 7º encuentro de Energía, Potencia, Instrumentación y Medidas. 16 y 17 de Octubre del 2008, Montevideo-URUGUAY. PAG 69

Mantenimiento basado en la confiabilidad de Transformadores de Potencia de Alta Tensión
John Sabau, INSOIL, Canadá; Eduardo Briosso, CTM Salto Grande

Resumen-- En los últimos años, ASTM Internacional desarrolló varios métodos de ensayo para evaluar las propiedadesanalíticas de aceites derivados del petróleo, nuevo y envejecidos dentro de transformadores. También fueron desarrollados métodos de mantenimiento mejorados tendientes a evitar el deterioro prematuro de la aislación papel-aceite. Ahora podemos establecer una relación cuantitativa entre la cantidad de impurezas originadas en el aceite responsables de la formación de fallas eléctricas incipientes,inevitablemente seguidas por el gaseo del aceite. Estas mejoras dotan a los planificadores del mantenimiento de transformadores de alta tensión de la posibilidad sin precedentes de impedir de forma económica el proceso de deterioro de la aislación líquida bajo el impacto de la solicitación eléctrica, térmica y química. Como resultado, manteniendo la aislación líquida en inmejorables condicionesdurante toda la vida del transformador, se puede mejorar su confiabilidad a la vez que extender su expectativa de vida. Palabras Clave-- Aislación papel-aceite, análisis de aceite, estabilidad del aceite, mantenimiento predictivo.

II. BASE TEORICA Básicamente, hay tres Fuentes de energía capaces de transformar moléculas inestables de hidrocarburos en productos de deterioro. Una de ellas es el fuertecampo electro-magnético que dispara el proceso de inyección de electrones libres en la aislación líquida. El segundo es la energía térmica generada por la parte activa del transformador. Finalmente, la agresividad del oxígeno disuelto – aproximadamente 20,000 ppm. en equilibrio en el caso de unidades que respiran a la atmósfera – provee la fuente de energía química para el proceso dedescomposición. Las dos primeras están siempre presentes mientras que los daños causados por el oxígeno disuelto son evitables. A. Stress eléctrico La solicitación eléctrica suministra la energía para la ruptura de los vulnerables enlaces covalentes (aproximadamente 4 eV). El campo eléctrico interactúa con la química de los aceites aislantes por medio de un mecanismo descrito por Forster [2]. Este consiste enelectrones que escapan de la banda de conducción y logran abandonar la superficie del metal conductor, especialmente durante los muy cortos pero frecuentes transitorios de tensión a que se encuentran sometidas las máquinas. [3]. La colisión de estos electrones libres, inyectados dentro de la aislación líquida, es seguida de forma inevitable por la excitación de las moléculas de hidrocarburo según M+ hυ → M* Mientras que las moléculas estables que alcanzan su nivel de excitación singlet usualmente liberan la energía absorbida como un quantum luz sin otro efecto: M* → M + hυ Las moléculas vulnerables se decomponen y generan un par de radicales libres. El hecho importante de que ambos fragmentos tienen un electrón no apareado y por tanto son químicamente muy reactivos es actualmente ignoradoR-R’ + hυ → R• + R’• Por medio de reacciones químicas secundarias, las fracciones pequeñas de las moléculas rotas generan usualmente un gas que se disuelve en el aceite sin modificar el sistema de una fase. Por el contrario, por la colisión de dos radicales libres grandes de aproximadamente el mismo tamaño surgen grandes moléculas coloidales insolubles en la mezcla.

I.

INTRODUCCION

En laactualidad la condición de deterioro durante el servicio de la aislación interna de los bobinados se establece en base al resultado del análisis de gases disueltos en aceite (DGA) y otros ensayos físico/químicos. La idea es analizar la naturaleza de fallas eléctricas incipientes a través de la tasa de gases generados y de su composición química. En lugar de determinar la causa real de la...