Publication: Evaluación de la condición mecánica de los transformadores mediante el análisis de su respuesta en frecuencia - utilización de un modelo físico circuital.
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Date
2010-08-13
Authors
Cadavid Ramírez, Héctor
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Abstract
Contar con un sistema eléctrico de calidad que asegure el suministro energético en todo momento es un aspecto clave para el desarrollo social, económico e industrial de cualquier país.
Los transformadores de potencia son una pieza esencial en el suministro eléctrico, tanto por su elevado costo como por el impacto negativo que pueden provocar en el servicio eléctrico en caso de que fallen.
Por estas dos razones, las empresas de servicio eléctrico realizan importantes esfuerzos para mantener a los transformadores en condiciones óptimas de funcionamiento. Para ello realizan una planificación del mantenimiento con el fin de conocer en todo momento el estado de los transformadores, evitando así fallas imprevistas que generen cortes de suministro eléctrico y costosas inversiones para restaurar las condiciones operativas del sistema.
El análisis de la respuesta en frecuencia o FRA (por sus siglas en Ingles Frequency Response Analisys), es una herramienta para la evaluación de la condición mecánica de los transformadores, utilizada a nivel mundial no sólo como complemento y apoyo a otras técnicas de diagnóstico, sino principalmente por permitir descubrir posibles problemas mecánicos, como desplazamientos de las partes internas, que son muy difíciles o imposibles de localizar con otros métodos.
La técnica FRA se basa en obtener la respuesta propia del transformador en un ancho de banda determinado, la cual es una ""huella digital"" del equipo, ya que no varia si las características físicas del transformador no se modifican. La onda referencia de FRA se compara con las obtenidas posteriormente para identificar la ocurrencia de cambios, los cuales deben estar asociados con algún tipo de problema interno como deformaciones, desplazamiento en bobinas o núcleo, aflojamiento de las bobinas o de las chapas del núcleo, etc.
Hasta el momento, si bien una variación en la respuesta permite detectar un cambio interno y por lo tanto una posible causa de falla, es difícil interpretar cuantitativa y cualitativamente de manera precisa los resultados del FRA, ya que no existen reglas o guías que definan exactamente a que corresponde una determinada variación; es este el aspecto critico de esta técnica, pues a partir del análisis de las variaciones se debe decidir si el transformador está en condiciones de seguir trabajando o si debe sacarse de servicio.
En este proyecto se propone obtener un modelo del transformador, que permita relacionar las variaciones de la respuesta en frecuencia con cambios simulados en sus parámetros, con el fin de identificar patrones que puedan ayudar en la evaluación de pruebas sobre transformadores reales. El modelo podrá ser una herramienta valiosa no solo para identificar si existe una falla o cambio interno del transformador que implique riesgo, sino para cuantificar y discretizar el tipo de falla, ayudando por lo tanto en la toma de decisiones.