Tesis

Seminario del Sector Eléctrico Paraguayo 2008
– 29 A 31 DE Octubre DE 2008
Monitoreo de la humedad en el aceite aislante de Transformadores de Potencia Buscando
el Aumento de la Confiabilidad Operativa
Nombres de los Autores:
Marcos E. G. Alves
Vagner Vasconcellos

Afiliación:
TREETECH Sistemas Digitais Ltda.
CPFL Energia S.A.

RESUMEN
La propuesta de este artículo es presentar laaplicación de monitores de humedad de aceite aislante en
transformadores de potencia y mostrar como la información obtenida a través de estos dispositivos fue
importante para definir los niveles máximos de carga, mitigando la ocurrencia de fallas debido a
problemas, que resultan de la humedad en el aislante sólido de los transformadores.
1. INTRODUCCIÓN
El exceso de agua en el aceite aislantede equipos de alta tensión como transformadores y reactores
acarrea efectos negativos ampliamente conocidos, tales como la disminución de la rigidez dieléctrica y la
migración de agua hacia el papel aislante, con riesgo de formación de burbujas y envejecimiento
acelerado, en presencia de altas temperaturas, colocando en riesgo la vida útil y la integridad del equipo.
Teniendo en cuenta elriesgo en que incurrimos al operar un transformador en esa condición, tomamos la
decisión de instalar un dispositivo en los transformadores con la finalidad de monitorear la humedad en el
aceite aislante y de esa forma minimizar los riesgos de falla del equipo.
El equipo instalado está compuesto por un sensor, instalado en contacto con el aceite, y una Interfase que
permite la medición y elmonitoreo on-line del agua presente en el aceite, proporcionando información
importante para el diagnóstico del estado actual del equipo.
La medición del porcentaje de saturación de agua en el aceite y de la temperatura del aceite se efectúa por
medio de un módulo sensor que es instalado en contacto con el aceite, en una válvula del transformador.
El dispositivo también mide la temperatura ambiente através de un sensor Pt100 y calcula cuál será el
valor de la saturación de agua si el transformador que es desenergizado se enfría hasta alcanzar la
temperatura ambiente.
La instalación de los monitores de humedad en el aceite en los transformadores, nos permitió operar los
equipos con mayor confiabilidad ya que con la información obtenida de estos dispositivos fue posible
calcular latemperatura de formación de burbujas que coloca en riesgo la integridad del transformador.
Esa información es de suma importancia debido a la necesidad de que estos equipos operen sobre sus
capacidades nominales por cierto tiempo debido a necesidades operativas en la subestación.
2. ENVEJECIMIENTO DEL AISLANTE

2.1 Mecanismos de degradación de la celulosa
El componente principal de los diversosmateriales aislantes sólidos, utilizados en equipos de alta tensión
inmersos en líquido, entre los cuales se destacan los transformadores y reactores de potencia, bushings,
TPs, TCs, etc., es la celulosa. Entre los materiales aislantes sólidos, el más utilizado actualmente es el
papel.
La celulosa es un compuesto orgánico, cuya molécula está compuesta por una larga cadena de anillos deglucosa, o monómeros. Cada molécula de Celulosa, cuando nueva, posee de 1000 a 1400 anillos de
glucosa, interconectados como se muestra la figura 1. Cada fibra de celulosa posee muchas cadenas de
monómeros como esta.

Figura 1 – Molécula de Celulosa
La cantidad promedio de anillos de glucosa interconectados en esta cadena es denominada el Grado de
Polimerización Molecular.
Como la longitud deestas moléculas es lo que garantiza la resistencia mecánica de un material hecho de
celulosa, el grado de polimerización del material da una medida indirecta de sus características
mecánicas, como por ejemplo la resistencia a la tracción, lo que puede ser asociado a la funcionalidad o a
la vida útil del material.
La degradación de la celulosa es, así, causada por la disminución de la longitud de...