{"id":7670,"date":"2015-01-23T15:26:16","date_gmt":"2015-01-23T17:26:16","guid":{"rendered":"http:\/\/treetech.com.br\/es\/articulos\/otros\/experiencia-de-campo-com-monitoracao-on-line-de-um-transformador-343mva-230kv-com-2-comutadores-sob-carga"},"modified":"2024-01-31T18:09:32","modified_gmt":"2024-01-31T21:09:32","slug":"experiencia-de-campo-con-monitoreo-online-de-un-transformador-343-mva-230-kv-con-2-conmutadores-bajo-carga","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/experiencia-de-campo-con-monitoreo-online-de-un-transformador-343-mva-230-kv-con-2-conmutadores-bajo-carga\/","title":{"rendered":"Experiencia de campo con monitoreo online de un transformador 343 MVA 230 kV con 2 conmutadores bajo carga"},"content":{"rendered":"<div class=\"wpb-content-wrapper\">[vc_row][vc_column width=\u00bb2\/3&#8243;][vc_column_text]\n<h1>Resumen<\/h1>\n<p>En el a\u00f1o 2001 fue implantado en ALUMAR uno de los mayores complejos de producci\u00f3n de aluminio del mundo, el primer sistema comercial para monitoreo online de transformadores de potencia a ser puesto en marcha en Brasil, instalado en un transformador trif\u00e1sico de 343MVA 230-34,5kV con dos conmutadores bajo carga, uno en alta y otro en media tensi\u00f3n. El art\u00edculo describe la arquitectura de ese sistema, basado en una filosof\u00eda de adquisici\u00f3n de datos descentralizada y utilizando dispositivos electr\u00f3nicos inteligentes, adem\u00e1s de las funciones de monitoreo y diagn\u00f3stico a \u00e9l asociadas. Est\u00e1n relatadas tambi\u00e9n las experiencias pr\u00e1cticas obtenidas durante la implantaci\u00f3n y operaci\u00f3n de ese sistema en los \u00faltimos 5 a\u00f1os, incluyendo la detecci\u00f3n en estado a\u00fan inicial de un problema mec\u00e1nico en uno de los conmutadores bajo carga.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\" style=\"height:10px;\"><\/div>[vc_accordion][vc_accordion_tab title=\u00bbAutores\u00bb][vc_column_text]\n<table class=\" alignleft\" style=\"color: #7e7c7c; height: 121px;\" width=\"443\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\n<tbody>\n<tr>\n<td class=\"td_item\" style=\"font-weight: bold; text-align: left;\">Alumar<\/td>\n<td>Gilson S. Silva<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"td_item\" style=\"font-weight: bold; text-align: left;\">Treetech Sistemas Digitais Ltda.<\/td>\n<td>Marcos E. G. Alves<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n[\/vc_column_text][\/vc_accordion_tab][\/vc_accordion][\/vc_column][vc_column width=\u00bb1\/3&#8243;][vc_single_image image=\u00bb5169&#8243; img_size=\u00bbthumbnail\u00bb]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div><style>.vcex-button.vcex_69da20e9f1569{background:#b2b2b2;color:#ffffff!important;}.vcex-button.vcex_69da20e9f1569:hover{background:#008242!important;}<\/style><div class=\"theme-button-wrap textcenter theme-button-block-wrap wpex-block wpex-clear wpex-clr\"><a href=\"http:\/\/treetech.com.br\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/EletricidadeModerna_Alumar_Maranhao_MonitoracaoComutadores_2006_esp.pdf\" class=\"vcex-button theme-button flat grey medium align-center block vcex_69da20e9f1569\" title=\"Download\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><span class=\"vcex-button-inner theme-button-inner wpex-flex wpex-flex-wrap wpex-items-center wpex-justify-center\"><span class=\"vcex-button-icon vcex-icon-wrap theme-button-icon-left\"><span class=\"wpex-icon\" aria-hidden=\"true\"><svg xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\"><path d=\"M64 464l48 0 0 48-48 0c-35.3 0-64-28.7-64-64L0 64C0 28.7 28.7 0 64 0L229.5 0c17 0 33.3 6.7 45.3 18.7l90.5 90.5c12 12 18.7 28.3 18.7 45.3L384 304l-48 0 0-144-80 0c-17.7 0-32-14.3-32-32l0-80L64 48c-8.8 0-16 7.2-16 16l0 384c0 8.8 7.2 16 16 16zM176 352l32 0c30.9 0 56 25.1 56 56s-25.1 56-56 56l-16 0 0 32c0 8.8-7.2 16-16 16s-16-7.2-16-16l0-48 0-80c0-8.8 7.2-16 16-16zm32 80c13.3 0 24-10.7 24-24s-10.7-24-24-24l-16 0 0 48 16 0zm96-80l32 0c26.5 0 48 21.5 48 48l0 64c0 26.5-21.5 48-48 48l-32 0c-8.8 0-16-7.2-16-16l0-128c0-8.8 7.2-16 16-16zm32 128c8.8 0 16-7.2 16-16l0-64c0-8.8-7.2-16-16-16l-16 0 0 96 16 0zm80-112c0-8.8 7.2-16 16-16l48 0c8.8 0 16 7.2 16 16s-7.2 16-16 16l-32 0 0 32 32 0c8.8 0 16 7.2 16 16s-7.2 16-16 16l-32 0 0 48c0 8.8-7.2 16-16 16s-16-7.2-16-16l0-64 0-64z\"\/><\/svg><\/span><\/span>Download<span class=\"vcex-button-icon vcex-icon-wrap theme-button-icon-right\"><span class=\"wpex-icon\" aria-hidden=\"true\"><svg xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\"><path d=\"M288 32c0-17.7-14.3-32-32-32s-32 14.3-32 32V274.7l-73.4-73.4c-12.5-12.5-32.8-12.5-45.3 0s-12.5 32.8 0 45.3l128 128c12.5 12.5 32.8 12.5 45.3 0l128-128c12.5-12.5 12.5-32.8 0-45.3s-32.8-12.5-45.3 0L288 274.7V32zM64 352c-35.3 0-64 28.7-64 64v32c0 35.3 28.7 64 64 64H448c35.3 0 64-28.7 64-64V416c0-35.3-28.7-64-64-64H346.5l-45.3 45.3c-25 25-65.5 25-90.5 0L165.5 352H64zm368 56a24 24 0 1 1 0 48 24 24 0 1 1 0-48z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/div> [\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb1.0 &#8211; INTRODUCCI\u00d3N\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]ALUMAR es considerado uno de los mayores complejos industriales de al\u00famina y aluminio del mundo, siendo un consorcio formado por las empresas Alcoa, BHP Billiton, Alcan y Abalco. Actualmente, tiene una producci\u00f3n anual aproximada de 1,5 mill\u00f3n de toneladas de al\u00famina y 380 mil toneladas de aluminio. La f\u00e1brica est\u00e1 subdividida b\u00e1sicamente en dos \u00e1reas, la Reducci\u00f3n y la Refiner\u00eda.<\/p>\n<p>La Reducci\u00f3n recibi\u00f3 ese nombre debido al proceso de reducci\u00f3n electrol\u00edtica de la al\u00famina para la producci\u00f3n de aluminio que ocurre en el local. Para que esa reducci\u00f3n ocurra es necesaria una considerable cantidad de energ\u00eda el\u00e9ctrica. Solamente esa \u00e1rea de ALUMAR tiene una demanda media de 765MW y consumo medio mensual de 570GWh. ALUMAR est\u00e1 conectada a la red b\u00e1sica recibiendo energ\u00eda de Eletronorte en tensi\u00f3n de 230kV.<\/p>\n<p>El proceso de reducci\u00f3n de aluminio exige que el suministro de energ\u00eda el\u00e9ctrica sea bastante confiable y sin interrupciones por m\u00e1s de 2 horas. En el caso que eso ocurra, habr\u00e1 el congelamiento de toda una l\u00ednea de producci\u00f3n, acarreando perjuicios de millones de d\u00f3lares.<\/p>\n<p>Con eso, el sistema el\u00e9ctrico de la empresa, as\u00ed como los transformadores de potencia, es un activo esencial en ese ramo de negocio, hecho que llev\u00f3 a ALUMAR a adquirir un nuevo bay reserva de 343MVA que en el 2001 se junt\u00f3 a los otros cuatro ya existentes. Cada bay existente posee un transformador de 230-34,5kV con potencias en torno de 300MVA con un conmutador bajo carga en el lado de alta tensi\u00f3n y un transformador regulador de tensi\u00f3n de 34,5kV, tambi\u00e9n equipado con un conmutador bajo carga. Entretanto, para el nuevo bay se opt\u00f3 por construir ambos transformadores en un mismo tanque, resultando en un equipo con dos conmutadores bajo carga, uno convencional, con extinci\u00f3n de arco en aceite, en el lado de 230kV, y otro conmutador con extinci\u00f3n en ampolla de vac\u00edo en el lado de 34,5kV.<\/p>\n<p>Ya en el proceso de adquisici\u00f3n, ese nuevo transformador fue especificado para ser preparado para la instalaci\u00f3n futura de un sistema de monitoreo online. Ese sistema de monitoreo fue adquirido, instalado en campo y puesto en marcha por Treetech a\u00fan en el 2001, inmediatamente despu\u00e9s de la entrega y comisionamiento del transformador. Con eso, ese sistema de monitoreo fue el primero a ser instalado y a ser puesto en marcha normal en Brasil, siendo el pionero para la larga aceptaci\u00f3n y r\u00e1pido crecimiento del monitoreo online de transformadores en los \u00faltimos a\u00f1os.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb2.0 &#8211; ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE MONITOREO ONLINE\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El sistema de monitoreo online instalado (Sigma, de Treetech) utiliza una arquitectura modular y descentralizada [1],[2], basada en Dispositivos Electr\u00f3nicos Inteligentes (IEDs) instalados en el panel de control en el cuerpo del transformador, de donde env\u00edan datos v\u00eda comunicaci\u00f3n serial a un ordenador en la sala de control de la planta, donde es ejecutado el software encargado de almacenar, disponer y analizar las informaciones, como ilustra de forma gen\u00e9rica la figura 1. Esas tres partes principales que definen la arquitectura del sistema de monitoreo son descritas a continuaci\u00f3n.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb2.1 &#8211; Dispositivos Electr\u00f3nicos Inteligentes (IEDs)\u00bb element_type=\u00bbh2&#8243; span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Algunos de esos IEDs efect\u00faan funciones primarias de protecci\u00f3n y control del transformador, por lo tanto son utilizados en el transformador independientemente de existir o no un sistema de monitoreo. Esos equipos ya existentes en el transformador son integrados al sistema de monitoreo a trav\u00e9s de una de sus puertas de comunicaci\u00f3n serial, de forma que trabajen simult\u00e1neamente como sensores suministrando datos al sistema, pero sin agregarle costo adicional a \u00e9ste.<\/p>\n<p>Otros sensores fueron instalados espec\u00edficamente para uso en el sistema de monitoreo, pero utilizando tambi\u00e9n la filosof\u00eda de IEDs descentralizados e integrados al sistema a trav\u00e9s de sus puertas seriales. En algunos casos en que los sensores no pudieron ser integrados al sistema por comunicaci\u00f3n serial, sea porque no son dispositivos inteligentes, sea porque su fabricante no dispone de un protocolo abierto en las puertas seriales (utilizando solamente protocolo propietario), fueron utilizados m\u00f3dulos de adquisici\u00f3n de datos universales, capaces de recibir m\u00faltiples se\u00f1ales digitales y\/o anal\u00f3gicas, digitalizarlas y disponerlas en puertas seriales con protocolo abierto.<\/p>\n<p>De esa forma, todos los sensores, tanto los inteligentes como los convencionales, pudieron ser integrados al sistema de monitoreo a trav\u00e9s de comunicaci\u00f3n serial. Con eso, se evit\u00f3 el uso de cualquier equipo centralizador en el cuerpo del transformador, lo que simplific\u00f3 el proyecto y la instalaci\u00f3n, redujo el costo inicial y, lo m\u00e1s importante, redujo tambi\u00e9n el TCO (Total Cost of Ownership) del sistema en la misma proporci\u00f3n en que aument\u00f3 su confiabilidad y disponibilidad.<\/p>\n<p>Otra caracter\u00edstica obtenida con la arquitectura descentralizada, con el uso de IEDs, es la modulaci\u00f3n del sistema, permitiendo que se elijan libremente cuales ser\u00e1n las variables a monitorear, adem\u00e1s de facilitar futuras expansiones simplemente agregando nuevos IEDs. Diversos factores pueden ser llevados en cuenta en esa elecci\u00f3n, incluyendo el valor del transformador, su importancia en la cadena productiva (o en un sistema de generaci\u00f3n, transmisi\u00f3n o distribuci\u00f3n de energ\u00eda), entre otros.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_single_image image=\u00bb7575&#8243; alignment=\u00bbcenter\u00bb][vc_column_text]\n<p style=\"text-align: center;\"><em><strong>Figura 1 \u2013 Arquitectura del sistema de monitoreo<\/strong><\/em><\/p>\n[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb2.2 &#8211; Medio f\u00edsico de comunicaci\u00f3n\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El medio f\u00edsico utilizado para la comunicaci\u00f3n fue, en este caso, un cable de cobre del tipo par trenzado blindado. Aunque haya tambi\u00e9n soluciones que utilizan fibras \u00f3pticas, a costo m\u00e1s elevado, hab\u00eda la convicci\u00f3n, basada en las caracter\u00edsticas del patr\u00f3n de comunicaci\u00f3n RS-485, de que \u00e9ste podr\u00eda ser utilizado con resultados satisfactorios. Entre esas caracter\u00edsticas se encuentra el hecho de la RS-485 operar en modo diferencial, lo que, asociado a la cancelaci\u00f3n mutua de interferencias en trechos adyacentes del par trenzado, torna ese patr\u00f3n menos susceptible a las interferencias ya esperadas en subestaciones de ese nivel de tensi\u00f3n.<\/p>\n<p>Conforme esperado, la soluci\u00f3n con par trenzado se ha mostrado plenamente satisfactoria a pesar de un agravante existente en esa instalaci\u00f3n, que son los elevados campos magn\u00e9ticos generados por las altas corrientes empleadas en la producci\u00f3n de aluminio.<\/p>\n<p>Cabe resaltar que, como alertan Lavieri et. all. [3], es esencial para el \u00e9xito de esa estrategia el hecho de que los IEDs utilizados sean equipos desarrollados espec\u00edficamente para el ambiente de subestaci\u00f3n donde est\u00e1n siendo aplicados. Equipos originalmente desarrollados para uso industrial, cuando utilizados en ese tipo de aplicaci\u00f3n, generalmente presentan problemas relacionados con la fragilidad, la falta de confiabilidad y la disponibilidad de las puertas de comunicaci\u00f3n serial cuando sometidas a sobretensiones electromagn\u00e9ticas e impulsos de tensi\u00f3n, adem\u00e1s de las temperaturas ambientes extremas.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb2.3 &#8211; Almacenamiento, disponibilidad y an\u00e1lisis de las informaciones\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Los datos indicados por los IEDs localizados en el transformador, tanto las mediciones brutas como las informaciones resultantes de previo an\u00e1lisis de esos datos, son recibidos por un ordenador donde se ejecuta el software de monitoreo, el que est\u00e1 localizado en la sala de control de la planta.<\/p>\n<p>Las principales funciones de ese software pueden ser agrupadas en dos categor\u00edas: funciones de Digitalizaci\u00f3n de Datos, asociadas a la simple disponibilidad y al almacenamiento de datos, y funciones de Monitoreo, con el objetivo de transformar simples datos en informaciones \u00fatiles al mantenimiento. En el sistema de monitoreo de ALUMAR fueron aplicadas esas funciones:<\/p>\n<ul>\n<li>Funciones de Digitalizaci\u00f3n de Datos:<\/li>\n<\/ul>\n<p>&#8211; Presentaci\u00f3n online de mediciones, alarmas y estados;<\/p>\n<p>&#8211; Almacenamiento de mediciones, alarmas y estados en bancos de datos hist\u00f3ricos;<\/p>\n<p>&#8211; Consulta de mediciones, alarmas y estados almacenados en bancos hist\u00f3ricos en forma de gr\u00e1ficos o tablas;<\/p>\n<p>&#8211; Acceso al sistema de forma local y remota.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ul>\n<li>Funciones de Monitoreo:<\/li>\n<\/ul>\n<p>&#8211; An\u00e1lisis de datos a trav\u00e9s de algoritmos;<\/p>\n<p>&#8211; An\u00e1lisis de datos a trav\u00e9s de modelos matem\u00e1ticos;<\/p>\n<p>&#8211; Obtenci\u00f3n de diagn\u00f3stico del estado actual del transformador;<\/p>\n<p>&#8211; Obtenci\u00f3n de pron\u00f3stico del estado futuro del transformador;<\/p>\n<p>&#8211; Detecci\u00f3n de defectos a\u00fan en fase incipiente.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.0 &#8211; FUNCIONES DE MONITOREO\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]En un sistema donde el objetivo final es obtener informaciones \u00fatiles al mantenimiento del transformador, tales como diagn\u00f3sticos y pron\u00f3sticos de estado, el bloque de funciones de Monitoreo adquiere especial importancia, lo que se confirm\u00f3 en la pr\u00e1ctica en esa instalaci\u00f3n al ser detectado un defecto a\u00fan en fase incipiente en un conmutador bajo carga (ver \u00edtem 4.1).<\/p>\n<p>Tal como ocurre con los IEDs utilizados para la adquisici\u00f3n de las mediciones, tambi\u00e9n las funciones de monitoreo del sistema est\u00e1n organizadas de forma modular, permitiendo que se elijan libremente cuales funciones de monitoreo se desea instalar, adem\u00e1s de facilitar futuras expansiones simplemente agregando nuevos m\u00f3dulos de software y sus correspondientes IEDs. Como ya explicado anteriormente, diversos factores pueden ser llevados en cuenta en esa elecci\u00f3n, tales como el valor del transformador o su importancia en el sistema el\u00e9ctrico, entre otros.<\/p>\n<p>Siguiendo esa filosof\u00eda modular, el sistema de monitoreo en operaci\u00f3n en ALUMAR fue equipado con los \u00edtems de monitoreo descritos a continuaci\u00f3n, considerados en la \u00e9poca los m\u00e1s importantes para la aplicaci\u00f3n, aunque cualesquiera \u00edtems entre los varios otros actualmente disponibles puedan ser a\u00f1adidos al sistema a cualquier momento.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.1 &#8211; Vida \u00fatil del aislamiento\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_row_inner][vc_column_inner][vc_column_text]Esa funci\u00f3n de monitoreo efect\u00faa el c\u00e1lculo de la p\u00e9rdida estimada de vida \u00fatil del aislamiento debido al envejecimiento t\u00e9rmico de la celulosa, de acuerdo con las condiciones de carga y temperatura a que fue sometido el transformador. Calcula tambi\u00e9n la tasa media de p\u00e9rdida de vida \u00fatil y la extrapolaci\u00f3n del tiempo restante hasta el fin de vida te\u00f3rico del aislamiento, como descrito a continuaci\u00f3n.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner][vc_column_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.1.1 &#8211; Mecanismos de degradaci\u00f3n de la celulosa\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El principal constituyente de los diversos materiales aislantes s\u00f3lidos utilizados en equipos de alta tensi\u00f3n inmersos en l\u00edquido, entre los cuales se destacan los transformadores y reactores de potencia, bujes, TPs, TCs, etc., es la celulosa. Entre los materiales aislantes s\u00f3lidos, el m\u00e1s utilizado actualmente es el papel.<\/p>\n<p>La celulosa es un compuesto org\u00e1nico, cuya mol\u00e9cula est\u00e1 compuesta por una larga cadena de anillos de glucosa, o mon\u00f3meros. Cada mol\u00e9cula de celulosa, cuando nueva, posee de 1.000 a 1.400 anillos de glucosa, enlazados como muestra la figura 2. Cada fibra de celulosa posee muchas cadenas de mon\u00f3meros como esa.<\/p>\n<p>La cantidad media de anillos de glucosa enlazados en esa cadena es denominada de Grado de Polimerizaci\u00f3n Molecular. Como la largura de esas mol\u00e9culas es lo que garantiza la resistencia mec\u00e1nica de un material a base de celulosa, el grado de polimerizaci\u00f3n del material da una medida indirecta de sus caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas, como, por ejemplo, la resistencia a la tracci\u00f3n, lo que puede ser asociado a la funcionalidad o a la vida \u00fatil del material.<\/p>\n<p>La degradaci\u00f3n de la celulosa es, por lo tanto, causada por la disminuci\u00f3n de la largura de las cadenas de mon\u00f3meros, as\u00ed como por el estado de cada cadena. Tres mecanismos pueden contribuir para la degradaci\u00f3n de esas cadenas en la celulosa empleada en sistemas aislantes de transformadores de potencia y equipos similares: la hidr\u00f3lisis, la oxidaci\u00f3n y la pir\u00f3lisis [4]. Aunque el \u00faltimo de ellos es el que est\u00e1 relacionado directamente con la degradaci\u00f3n t\u00e9rmica, todos interfieren en ese proceso de envejecimiento, de forma que los tres mecanismos est\u00e1n interrelacionados.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_single_image image=\u00bb7664&#8243; alignment=\u00bbcenter\u00bb][vc_column_text]\n<p style=\"text-align: center;\"><em><strong>Figura 2 &#8211; Mol\u00e9cula de celulosa<\/strong><\/em><\/p>\n[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.1.1.1 &#8211; Hidr\u00f3lisis\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb el_width=\u00bb80&#8243; element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_row_inner][vc_column_inner][vc_column_text]El agua causa la ruptura de la cadena de mon\u00f3meros al afectar el \u00e1tomo de ox\u00edgeno que hace el enlace entre los anillos. Son formados dos grupos -OH, cada cual anexado a un mon\u00f3mero. Como resultado ocurre la reducci\u00f3n del grado de polimerizaci\u00f3n y la debilitaci\u00f3n de la fibra de celulosa.<\/p>\n<p>Fabre y Pichon [5] formularon una regla simple para la degradaci\u00f3n de la celulosa en funci\u00f3n de la cantidad de agua presente. Propusieron que la tasa de envejecimiento t\u00e9rmico de la celulosa es directamente proporcional a la cantidad de agua. As\u00ed, si los resultados de ensayos de envejecimiento t\u00e9rmico indican una determinada tasa de degradaci\u00f3n con un cierto contenido de agua, un equipo en operaci\u00f3n con el doble de agua tendr\u00e1 tasa de degradaci\u00f3n t\u00e9rmica del aislamiento igual al doble de la tasa medida en el referido ensayo. Datos obtenidos por Shroff y Stannet [6] confirman esa relaci\u00f3n, ilustrada por la ecuaci\u00f3n a continuaci\u00f3n:<\/p>\n<p>P<sub>V<\/sub> \u221e Q<sub>P<\/sub>, donde:<\/p>\n<p>P<sub>V<\/sub> es la tasa de p\u00e9rdida de vida del aislamiento y<\/p>\n<p>Q<sub>P<\/sub> es el contenido de agua en el papel del aislamiento.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.1.1.2 &#8211; Oxidaci\u00f3n\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb el_width=\u00bb80&#8243; element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Los \u00e1tomos de carbono en la mol\u00e9cula de celulosa son atacados por el ox\u00edgeno, formando aldeh\u00eddos y \u00e1cidos. Consecuentemente, la uni\u00f3n entre los anillos queda debilitada, llevando a bajos niveles de grado de polimerizaci\u00f3n. Son liberados agua, mon\u00f3xido de carbono y di\u00f3xido de carbono. El agua liberada por ese proceso contribuir\u00e1 tambi\u00e9n para el proceso de hidr\u00f3lisis mencionado arriba.<\/p>\n<p>No apenas la celulosa es atacada directamente por el ox\u00edgeno, sino tambi\u00e9n el aceite sufre oxidaci\u00f3n, produciendo \u00e1cidos, \u00e9steres y otras substancias que vuelven a atacar el propio aceite, generando m\u00e1s productos de oxidaci\u00f3n. Esas substancias tambi\u00e9n atacan la celulosa, degrad\u00e1ndola.<\/p>\n<p>El efecto del ox\u00edgeno en la tasa de degradaci\u00f3n de la celulosa fue estudiado por varios investigadores, y el procedimiento m\u00e1s com\u00fan es comparar los resultados de tasas de envejecimiento en muestras de aislamiento selladas, sin la presencia de ox\u00edgeno, con las tasas de muestras expuestas a la atm\u00f3sfera, como en un transformador sin sistema de preservaci\u00f3n de aceite. Algunos de los investigadores de ese fen\u00f3meno fueron Fabre [5] y Lampe [7], que encontraron factores de aceleraci\u00f3n de la degradaci\u00f3n de las muestras expuestas al ox\u00edgeno en relaci\u00f3n con las selladas de 2,5 y 10 veces, respectivamente.<\/p>\n<p>Queda claro que la presencia de ox\u00edgeno tiene una influencia extremamente negativa en el envejecimiento de la celulosa, y debe ser definitivamente evitada. Si el sistema de preservaci\u00f3n de aceite falla, permitiendo su contacto con la atm\u00f3sfera, una aceleraci\u00f3n considerable en el proceso de envejecimiento de la celulosa puede ser esperada.<\/p>\n<p>Para evitar ese riesgo, el sistema de monitoreo incluye un sensor para monitoreo de la membrana de goma que impide el contacto del aceite con la atm\u00f3sfera. En caso de ruptura en esa membrana una alarma es emitida por el sistema de monitoreo.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_text_separator title=\u00bb3.1.1.3 &#8211; Pir\u00f3lisis\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb el_width=\u00bb80&#8243; element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El calor al extremo lleva a la carbonizaci\u00f3n de las fibras de celulosa. Ya el calor en niveles moderados, como normalmente ocurre en transformadores, causa el rompimiento de los mon\u00f3meros individuales en la cadena de celulosa, formando un residuo s\u00f3lido y liberando mon\u00f3xido de carbono, di\u00f3xido de carbono y agua. Como no podr\u00eda ser diferente, el grado de polimerizaci\u00f3n es reducido, disminuyendo las caracter\u00edsticas de resistencia mec\u00e1nica de la celulosa.<\/p>\n<p>Como en un transformador la temperatura no se distribuye de forma uniforme, generalmente el an\u00e1lisis de los efectos del calor en la deterioraci\u00f3n de la celulosa es hecho consider\u00e1ndose la temperatura del punto m\u00e1s caliente (hottest spot), pues ese es el local en que ocurrir\u00e1 la mayor degradaci\u00f3n.[\/vc_column_text][vc_row_inner][vc_column_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.1.2 &#8211; Monitoreo online del envejecimiento del aislamiento\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Seg\u00fan la norma brasile\u00f1a de carga de transformadores de potencia, la expectativa de vida del aislamiento de un transformador cuyo aceite aislante tenga caracter\u00edsticas de aceite nuevo (\u00edndice de neutralizaci\u00f3n, contenido de ox\u00edgeno disuelto en el aceite y contenido de agua en el aislamiento bajo control) es dada exclusivamente por la ley de Arrhenius, en la cual el logaritmo de la expectativa de vida es una funci\u00f3n del inverso de la temperatura absoluta:<\/p>\n<p>log (vida) = A + B \/ T, donde:<\/p>\n<p>A y B son constantes y T es la temperatura del punto m\u00e1s caliente.<\/p>\n<p>El gr\u00e1fico de la figura 3 permite la visualizaci\u00f3n de la ley de Arrhenius bajo la forma del consumo anual de vida del aislamiento para diversos valores de temperatura del punto m\u00e1s caliente, suponi\u00e9ndose que la temperatura permanezca constante durante todo el per\u00edodo.<\/p>\n<p>Como, en la pr\u00e1ctica, la temperatura del punto m\u00e1s caliente var\u00eda de acuerdo con los cambios en la carga y en la temperatura ambiente, la p\u00e9rdida de vida del aislamiento es calculada en peque\u00f1os intervalos de tiempo durante los cuales la temperatura permanece pr\u00e1cticamente constante. Las peque\u00f1as p\u00e9rdidas de vida ocurridas en esos intervalos de tiempo son acumuladas a lo largo de todo el tiempo de operaci\u00f3n del sistema, resultando en la p\u00e9rdida de vida total del aislamiento.<\/p>\n<p>P<sub>total <\/sub>= \u2211 P<sub>i<\/sub>, donde:<\/p>\n<p>P <sub>total<\/sub> es la p\u00e9rdida de vida total acumulada del aislamiento,<\/p>\n<p>P<sub>i<\/sub> son las p\u00e9rdidas de vida calculadas a cada peque\u00f1o intervalo de tiempo y como descrito arriba en el \u00edtem 3.1.1.1, tambi\u00e9n el contenido de agua en el aislamiento ejerce influencia en su tasa de p\u00e9rdida de vida, acelerando la degradaci\u00f3n del aislamiento de forma proporcional al contenido de agua presente. De esa forma, la p\u00e9rdida de vida t\u00e9rmica calculada por el sistema de monitoreo es corregida de acuerdo con el contenido de agua en el aislamiento, que puede ser calculado por el sistema o adoptado un valor fijo estimado.<\/p>\n<p>Con base en los datos acumulados de p\u00e9rdida de vida porcentual del aislamiento es posible extrapolar el tiempo de vida restante esperado, observ\u00e1ndose la tasa de evoluci\u00f3n de la p\u00e9rdida de vida en un per\u00edodo de tiempo pasado que sea representativo de las condiciones operativas medias del equipo.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_single_image image=\u00bb7665&#8243; alignment=\u00bbcenter\u00bb][vc_column_text]\n<p style=\"text-align: center;\"><em><strong>Figura 3 \u2013 P\u00e9rdida de vida anual de aislamiento sometido a temperatura constante<\/strong><\/em><\/p>\n[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.2 &#8211; Previsi\u00f3n de gradiente final de temperatura\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;][vc_column_text]Esa funci\u00f3n de monitoreo efect\u00faa el c\u00e1lculo del valor futuro del gradiente de temperatura aceite\/devanado, emitiendo una alarma caso se detecte que existe una tendencia que llevar\u00e1 la temperatura del devanado a alcanzar los niveles de alarma y desconexi\u00f3n por temperatura, adem\u00e1s de indicar el tiempo restante antes que ocurra la alarma y\/o desconexi\u00f3n.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner][vc_column_inner][vc_text_separator title=\u00bb3.2.1 &#8211; Elevaci\u00f3n de temperatura devanado-aceite\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]La aplicaci\u00f3n de carga en un transformador de potencia causa una elevaci\u00f3n de temperatura del punto m\u00e1s caliente del devanado en relaci\u00f3n con la temperatura del tope del aceite que es funci\u00f3n de la propia carga aplicada y de las caracter\u00edsticas propias de p\u00e9rdidas y de cambio de calor del transformador. Ese principio es utilizado tambi\u00e9n para determinar la temperatura del devanado por el proceso denominado \u201cimagen t\u00e9rmica\u201d:<\/p>\n<p>\u2206\u00d8EO\u00a0=\u00a0f\u00a0(l,c) , donde:<\/p>\n<p>\u2206\u00d8EO\u00a0es la elevaci\u00f3n de temperatura del devanado sobre el tope del aceite,<\/p>\n<p>l\u00a0es la carga y<\/p>\n<p>c\u00a0son las caracter\u00edsticas propias del transformador.<\/p>\n<p>A cada valor de carga aplicado corresponde un valor de elevaci\u00f3n de temperatura del devanado sobre el tope del aceite, como muestra el ejemplo de la figura 4.<\/p>\n<p>En ese ejemplo se puede observar que para la carga nominal (100%) corresponde una elevaci\u00f3n de temperatura nominal de 30\u00baC, valor que es obtenido en los ensayos de calentamiento del transformador. Aun as\u00ed, debido a la inercia t\u00e9rmica de la masa de cobre\/material aislante, la aplicaci\u00f3n de una determinada carga al transformador no resulta instant\u00e1neamente en la elevaci\u00f3n de la temperatura correspondiente mostrada arriba. Esa inercia har\u00e1 con que la elevaci\u00f3n de temperatura del devanado evolucione gradualmente de su valor actual para el nuevo valor (correspondiente a la nueva carga) seg\u00fan una curva exponencial con una determinada constante de tiempo.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_single_image image=\u00bb7667&#8243; alignment=\u00bbcenter\u00bb][vc_column_text]\n<p style=\"text-align: center;\"><em><strong>Figura 4 \u2013 Elevaci\u00f3n de temperatura devanado-aceite en funci\u00f3n de la carga<\/strong><\/em><\/p>\n[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_text_separator title=\u00bb3.2.2 &#8211; Monitoreo del gradiente final de temperatura devanado-aceite\u00bb color=\u00bbcustom\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243; accent_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Cuando se aplica una determinada carga al transformador ya es posible saber, como demostrado en el gr\u00e1fico de la figura 4, cu\u00e1l ser\u00e1 la elevaci\u00f3n final de temperatura del devanado sobre el aceite despu\u00e9s de la estabilizaci\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>Con eso es posible prever, en un escenario futuro de corto plazo, si la elevaci\u00f3n de temperatura del devanado sobre el aceite alcanzar\u00e1 niveles que llevar\u00e1n la protecci\u00f3n de temperatura del transformador a emitir se\u00f1ales de alarma o incluso de desconexi\u00f3n.<\/p>\n<p>Si la previsi\u00f3n de la temperatura del devanado indica que \u00e9sta ultrapasar\u00e1 el valor de alarma ajustado, el sistema de monitoreo emite el aviso de esa condici\u00f3n, informando tambi\u00e9n el tiempo restante para que se alcance el valor de alarma calculado con base en la constante de tiempo t\u00e9rmica del devanado.<\/p>\n<p>La figura 5 muestra un ejemplo de evoluci\u00f3n esperada para la temperatura del devanado, el tiempo para alcanzar el valor de alarma y el valor final de la temperatura del devanado despu\u00e9s de la estabilizaci\u00f3n. En ese ejemplo, al ser aplicada una sobrecarga al transformador, el sistema de monitoreo calcular\u00eda inicialmente el tiempo restante de 13 minutos para alcanzar la temperatura de alarma (o desconexi\u00f3n), siendo ese c\u00e1lculo reajustado continuamente.<\/p>\n<p>De forma similar, el mismo proceso para extrapolaci\u00f3n de la futura elevaci\u00f3n de temperatura del devanado sobre el aceite puede ser aplicado tambi\u00e9n a la elevaci\u00f3n de temperatura del aceite sobre el ambiente, permitiendo el monitoreo de la tendencia de elevaci\u00f3n futura de temperatura con anticipaci\u00f3n de horas.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_single_image image=\u00bb7661&#8243; alignment=\u00bbcenter\u00bb][vc_column_text]\n<p style=\"text-align: center;\"><em><strong>Figura 5 \u2013 Evoluci\u00f3n de la temperatura del devanado en el tiempo<\/strong><\/em><\/p>\n[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.3 &#8211; Gases en el aceite\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;][vc_row_inner][vc_column_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Esa funci\u00f3n de monitoreo efect\u00faa la supervisi\u00f3n online de la concentraci\u00f3n de hidr\u00f3geno disuelto en el aceite. Como el hidr\u00f3geno es un gas generado en casi todos los tipos de defectos internos pasibles de ocurrencia en un transformador, \u00e9l es considerado un gas clave para detecci\u00f3n de defectos.<\/p>\n<p>De esa forma, basado en el acompa\u00f1amiento continuo del contenido de hidr\u00f3geno en el aceite, el sistema de monitoreo puede emitir alarmas tanto en caso de ser alcanzadas concentraciones elevadas de hidr\u00f3geno como en caso de detecci\u00f3n de una tendencia de crecimiento de la concentraci\u00f3n del gas que en un futuro culminar\u00e1n en esos niveles elevados.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_row_inner][vc_column_inner][vc_text_separator title=\u00bb3.4 &#8211; Humedad en el aceite\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Conforme ya explicado en el \u00edtem 3.1.1.1, la presencia de humedad en el papel aislante potencializa los efectos de degradaci\u00f3n t\u00e9rmica del aislamiento de forma proporcional a la cantidad de agua presente.<\/p>\n<p>Con eso, se torna esencial mantener en niveles reducidos el contenido de agua en el aislamiento. Durante el proceso de fabricaci\u00f3n, la parte activa del transformador es sometida a rigurosos procesos de secado, lo mismo pasa con el aceite empleado para el primer llenado del equipo. De esa forma, cuando el equipo es nuevo tiene asegurado un bajo contenido de agua en el papel aislante.<\/p>\n<p>A partir de ese punto, diversos procesos pueden llevar al aumento del contenido de agua en el aislamiento. Se incluye ah\u00ed la propia degradaci\u00f3n de la celulosa, que genera agua, pero el principal factor para esa elevaci\u00f3n puede ser el ingreso de agua en el ambiente a trav\u00e9s de fallas en el sellado. En ese caso el agua presente en el ambiente es absorbida primero por el aceite, de donde migra para el papel aislante.<\/p>\n<p>As\u00ed, el sistema de monitoreo verifica primero la integridad del sellado en el tanque de expansi\u00f3n de aceite, a trav\u00e9s de la supervisi\u00f3n de ruptura de la membrana de goma que impide el contacto del aceite con el ambiente, y tambi\u00e9n monitorea el contenido de agua disuelto en el aceite.<\/p>\n<p>Esa funci\u00f3n de monitoreo efect\u00faa la supervisi\u00f3n online de los niveles de agua disuelta en el aceite, emitiendo alarma tanto si son alcanzados niveles elevados como en caso de detecci\u00f3n de tendencia de crecimiento que en un futuro culminar\u00e1n en niveles altos de agua en el aceite.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.5 &#8211; Asistente de mantenimiento de la ventilaci\u00f3n forzada\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El enfriamiento adecuado de un transformador es fundamental para su operaci\u00f3n segura y sin p\u00e9rdida acelerada de vida \u00fatil del aislamiento en la presencia de cargas elevadas. En el caso de ese transformador eso es obtenido con el uso de diversos ventiladores para forzar la circulaci\u00f3n de aire a trav\u00e9s de los radiadores (enfriamiento tipo ONAF). Es esencial, por lo tanto, que los ventiladores est\u00e9n en perfecto funcionamiento. La falla de uno o de varios ventiladores puede causar la actuaci\u00f3n de las protecciones de temperatura o limitar la carga del transformador, torn\u00e1ndolo parcialmente indisponible.<\/p>\n<p>Por ese motivo, el desgaste normal de los ventiladores debe ser monitoreado, lo que tradicionalmente es hecho de forma offline a trav\u00e9s de mantenimientos preventivos recomendados por los fabricantes. Esas intervenciones est\u00e1n generalmente basadas en el tiempo de servicio de los equipos e incluyen cambios de componentes (por ejemplo, cojinetes).<\/p>\n<p>El Asistente de Mantenimiento de la Ventilaci\u00f3n Forzada permite conocer con exactitud el tiempo de operaci\u00f3n de los ventiladores, evitando que esas intervenciones de mantenimiento se realicen mucho antes o mucho despu\u00e9s del recomendado por el fabricante. Esa funci\u00f3n de monitoreo suple a\u00fan varias otras informaciones \u00fatiles para auxiliar el mantenimiento de los ventiladores:<\/p>\n<ul>\n<li>Tiempo total de servicio de los ventiladores y bombas, desde el inicio de la operaci\u00f3n, y tiempo desde el \u00faltimo mantenimiento, con registro de puestas en marcha y paradas de los motores;<\/li>\n<li>Tiempo medio diario de funcionamiento de los ventiladores y bombas;<\/li>\n<li>Previsiones de tiempo para alcanzar los intervalos recomendados para inspecci\u00f3n o mantenimiento, basado en el tiempo medio diario de operaci\u00f3n de los ventiladores y bombas;<\/li>\n<li>Avisos con anticipaci\u00f3n programable para inspecci\u00f3n o mantenimiento en los equipos debido al tiempo de operaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_text_separator title=\u00bb3.6 &#8211; Asistente de mantenimiento del conmutador bajo carga\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Todas las estad\u00edsticas de fallas en transformadores de potencia indican el conmutador bajo carga como una de las principales fuentes de defecto, debido principalmente a la existencia de partes m\u00f3viles que conducen e interrumpen altas corrientes mientras sometidas a elevadas tensiones.<\/p>\n<p>Por ese motivo, esa funci\u00f3n de monitoreo auxilia en la supervisi\u00f3n del desgaste normal del conmutador, lo que tradicionalmente es hecho de forma offline a trav\u00e9s de inspecciones y mantenimientos preventivos recomendados por los fabricantes. Esas intervenciones est\u00e1n basadas en el n\u00famero de conmutaciones y en el tiempo de servicio del equipo e incluyen verificaciones visuales y mediciones de espesura de contactos.<\/p>\n<p>Esa funci\u00f3n de monitoreo suple varias informaciones \u00fatiles para auxiliar el mantenimiento del conmutador bajo carga:<\/p>\n<ul>\n<li>Suma general de la corriente conmutada desde el inicio de servicio, proporcionando un \u00edndice de desgaste de contactos;<\/li>\n<li>N\u00famero total de operaciones desde el inicio de la operaci\u00f3n despu\u00e9s del \u00faltimo mantenimiento;<\/li>\n<li>C\u00e1lculo de la espesura actual de los contactos de interrupci\u00f3n de arco, a trav\u00e9s de extrapolaci\u00f3n basada en las mediciones de espesura anteriores y en el n\u00famero de operaciones del conmutador;<\/li>\n<li>Tiempo total de servicio del conmutador y tiempo de servicio desde el \u00faltimo mantenimiento;<\/li>\n<li>Media diaria de desgaste de los contactos y media diaria de conmutaciones;<\/li>\n<li>Previsiones de tiempo para alcanzar la espesura m\u00ednima de los contactos y tiempo para alcanzar el n\u00famero de operaciones o el intervalo m\u00e1ximo para inspecci\u00f3n o mantenimiento;<\/li>\n<li>Avisos, con anticipaci\u00f3n programable, para inspecci\u00f3n o mantenimiento en el conmutador.<\/li>\n<\/ul>\n[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb3.7 &#8211; Tiempos de operaci\u00f3n del conmutador\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_background=\u00bb#008242&#8243; span_color=\u00bb#008242&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]El conmutador bajo carga representa una de las principales fuentes de fallas en transformadores de potencia. El motivo de eso, como ya descrito anteriormente, es el hecho del conmutador ser un equipo mec\u00e1nico, basado en partes m\u00f3viles. Con eso, las fallas de origen mec\u00e1nica ocurridas en el conmutador bajo carga pueden causar problemas de varias proporciones, comenzando con la indisponibilidad del equipo y pudiendo llegar a fallas diel\u00e9ctricas graves.<\/p>\n<p>En ese contexto, la funci\u00f3n de monitoreo de los tiempos de operaci\u00f3n del conmutador supervisa el tiempo necesario para efectuar el cambio de tap en cada operaci\u00f3n del conmutador, emitiendo una alarma caso ese tiempo presente desv\u00edo en relaci\u00f3n con los tiempos observados durante el comportamiento normal del equipo. En el \u00edtem 4.1 se describe como esa funci\u00f3n de monitoreo detect\u00f3 una falla real en uno de los conmutadores bajo carga.[\/vc_column_text][vc_row_inner][vc_column_inner]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb4.0 &#8211; EXPERIENCIAS EN LA INSTALACI\u00d3N Y OPERACI\u00d3N DEL SISTEMA\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb4.1 &#8211; Diagn\u00f3stico de defecto en un conmutador bajo carga\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Siendo la detecci\u00f3n de defectos a\u00fan en fase incipiente una de las principales finalidades de un sistema de monitoreo <em>online<\/em>, la m\u00e1s interesante ocurrencia durante la operaci\u00f3n del sistema en ALUMAR fue observada a\u00fan en su fase de comisionamiento, cuando \u00e9ste diagnostic\u00f3 un problema en el conmutador bajo carga del lado de 230kV.<\/p>\n<p>Ese diagn\u00f3stico comenz\u00f3 como \u201cAsistente de Mantenimiento del Conmutador\u201d, que entre otros par\u00e1metros monitorea el tiempo gasto para efectuar cada conmutaci\u00f3n. A trav\u00e9s de esa medici\u00f3n se detect\u00f3 un desv\u00edo en relaci\u00f3n con el historial almacenado en el sistema.<\/p>\n<p>Analiz\u00e1ndose el panel de accionamiento del conmutador bajo carga se constat\u00f3 una oxidaci\u00f3n en el mecanismo de accionamiento de los contactos de la leva, lo que llevaba el motor de accionamiento a permanecer en operaci\u00f3n por m\u00e1s tiempo que el necesario para efectuar la conmutaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Una vez que fue detectado a\u00fan en fase inicial, el defecto fue r\u00e1pidamente corregido y no lleg\u00f3 a causar trastornos en la operaci\u00f3n normal del transformador. Si, entretanto, el transformador y el conmutador bajo carga no estuvieran equipados con un sistema de monitoreo online, la tendencia ser\u00eda que el problema se agravase gradualmente sin ser percibido. A partir de un cierto punto, el conmutador bajo carga \u201cdisparar\u00eda\u201d en la direcci\u00f3n de subir o bajar tensi\u00f3n, solo parando cuando alcanzase la posici\u00f3n de tap m\u00e1ximo o m\u00ednimo. Con eso, dependiendo del nivel de tensi\u00f3n presente en la entrada de 230kV, la regulaci\u00f3n de tensi\u00f3n para el proceso de fabricaci\u00f3n de aluminio podr\u00eda ser gravemente perjudicada, incluso con riesgo de p\u00e9rdida de producci\u00f3n.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb4.2 &#8211; Comunicaci\u00f3n serial en par met\u00e1lico\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Por ser el primer sistema comercial para monitoreo online de transformadores a ser puesto en marcha en Brasil, en el 2001, uno de los puntos de verificaci\u00f3n en el inicio de su operaci\u00f3n era comprobar la viabilidad de utilizaci\u00f3n del patr\u00f3n de comunicaci\u00f3n serial RS-485 con cables de cobre en subestaciones. Ese objetivo fue cumplido al constatarse la operaci\u00f3n satisfactoria de la comunicaci\u00f3n, incluso en las condiciones adversas de interferencia electromagn\u00e9tica presentes en la instalaci\u00f3n, lo que est\u00e1 siendo comprobado a lo largo de los casi seis a\u00f1os de operaci\u00f3n del sistema.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb4.3 &#8211; Compatibilidad con otros sistemas existentes\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]A\u00fan durante la instalaci\u00f3n del sistema, por cuestiones de limitaci\u00f3n de espacio, era deseo de ALUMAR evitar que se a\u00f1adiese un ordenador m\u00e1s en la sala de control, lo que ocurrir\u00eda si fuese hecha la opci\u00f3n de utilizar un ordenador dedicado al sistema de monitoreo. Se cre\u00eda que ser\u00eda posible la instalaci\u00f3n del sistema de monitoreo en el mismo ordenador donde ya era ejecutado un sistema supervisor, lo que se confirm\u00f3 en la instalaci\u00f3n y en la operaci\u00f3n de largo plazo del sistema, sin que se presentasen problemas de compatibilidad entre los dos sistemas.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_text_separator title=\u00bb5.0 &#8211; CONCLUSIONES\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text]Por haber sido, a la \u00e9poca de su instalaci\u00f3n, el pionero a ser puesto en marcha entre los sistemas comerciales para monitoreo online de transformadores, muchas expectativas se ten\u00edan del sistema objeto de este art\u00edculo. De hecho, luego de su puesta en marcha, los hechos demostraron las ganancias obtenidas con la instalaci\u00f3n del sistema, cuando \u00e9ste detect\u00f3 un defecto en un conmutador bajo carga que, de otra forma, pasar\u00eda desapercibido y podr\u00eda causar graves perjuicios futuros.<\/p>\n<p>Ese hecho demuestra la econom\u00eda que puede ser obtenida por el uso de un sistema de monitoreo online al evitar fallas m\u00e1s graves, mostrando que la barrera del costo, muchas veces indicada como el impedimento para la instalaci\u00f3n de sistemas de monitoreo, puede ser ilusoria.<\/p>\n<p>A lo expuesto arriba se debe a\u00f1adir el hecho de que los sistemas de monitoreo basados en arquitectura descentralizada pueden ser compuestos de forma modular de acuerdo con las necesidades y el presupuesto de cada aplicaci\u00f3n, permitiendo a\u00fan su futura y gradual expansi\u00f3n.[\/vc_column_text]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_text_separator title=\u00bb6.0 &#8211; BIBLIOGRAF\u00cdA\u00bb element_type=\u00bbdiv\u00bb span_color=\u00bb#008842&#8243;]<div class=\"vcex-spacing wpex-w-100 wpex-clear\"><\/div>[vc_column_text][1] Alves, Marcos, \u201cSistema de Monitora\u00e7\u00e3o On-Line de Transformadores de Pot\u00eancia\u201d, Revista Eletricidade Moderna, Maio\/2004.<\/p>\n[2] Amom, Jorge, Alves, Marcos, Vita, Andr\u00e9, Kastrup Filho, Oscar, Ribeiro, Adolfo, et. al., \u201cSistema de Diagn\u00f3sticos para o Monitoramento de Subesta\u00e7\u00f5es de Alta Tens\u00e3o e o Gerenciamento das Atividades de Manuten\u00e7\u00e3o: Integra\u00e7\u00e3o e Aplica\u00e7\u00f5es\u201d, X ERLAC \u2013 Encontro Regional Latinoamericano do CIGR\u00c9, Puerto Iguazu, Argentina, 2003.<\/p>\n[3] Lavieri Jr., Arthur, Hering, Ricardo, \u201cNovos Conceitos em Sistemas de Energia de Alta Confiabilidade\u201d, Encarte Especial Siemens Energia, http:\/\/ mediaibox.siemens.com.br\/upfiles\/232.pdf, Janeiro\/2001.<\/p>\n[4] McNutt, W. J., \u00abInsulation Thermal Life Considerations for Transformer Loading Guides\u00bb, IEEE Transaction on Power Delivery, vol. 7, No. 1, pp. 392-401, January 1992.<\/p>\n[5] Fabre, J., Pichon, A., \u00abDeteriorating Processes and Products of Paper in Oil. Application to Transformers\u00bb, CIGRE Paper 137, 1960.<\/p>\n[6] Shroff, D. H., Stannet, A. W., \u00abA Review of Paper Aging in Power Transformers\u00bb, IEE Proceedings, vol. 132, Pt. C, No. 6, pp. 312-319, November 1985.<\/p>\n[7] Lampe, W., Spicar, E., Carrander, K., \u00abContinuous Purification and Supervision of Transformer Insulation System in Service\u00bb, IEEE Winter Point Meeting, IEEE Paper A 78 111-7, January\/February 1978.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[vc_row][vc_column width=\u00bb2\/3&#8243;][vc_column_text] Resumen En el a\u00f1o 2001 fue implantado en ALUMAR uno de los mayores complejos de producci\u00f3n de aluminio del mundo, el primer sistema comercial para monitoreo online de transformadores de potencia a ser puesto en marcha en Brasil, instalado en un transformador trif\u00e1sico de 343MVA 230-34,5kV con dos conmutadores bajo carga, uno en&hellip;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5172,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[138],"tags":[],"class_list":["post-7670","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industria-es","entry","has-media"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7670","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7670"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7670\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5172"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7670"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7670"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/treetech.com.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7670"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}