Ciudad de México ( Senja Leivo / Vaisala / Energía Hoy).- Los transformadores de potencia desempeñan un papel integral en la operación de la red eléctrica. Las fallas no solo conllevan el riesgo de un tiempo de inactividad prolongado, sino que también afectan significativamente las finanzas y la reputación de los servicios públicos. Hoy en día, estos riesgos son más apremiantes que nunca, con una serie de factores influyentes que alcanzan su punto máximo al mismo tiempo. Comprender cuáles son los riesgos actuales y cómo mitigarlos es crucial para mantener el buen funcionamiento de una flota de transformadores de potencia.
Monitoreo en línea: ¿por qué ahora?
El mantenimiento adecuado de los transformadores de potencia no es un problema nuevo. Lo nuevo es la combinación de riesgos y desafíos que enfrentan las empresas de servicios de energía hoy en día. El principal riesgo es el hecho de que la infraestructura global de transformadores está envejeciendo. Diseñados con una vida útil aproximada de 40 años, los transformadores de subestación ahora tienen una edad promedio de 42 años. Las expectativas de fracasos aumentan proporcionalmente con la edad y se pronostica que alcanzarán su punto máximo hacia el final de la década.
En el reciente estudio global CIGRE [Folleto técnico 642], la tasa de falla de los transformadores de potencia de la subestación fue de 0.5% por año, lo que estadísticamente equivale a cinco transformadores en una flota de 1000. No es posible saber cuáles desarrollarán fallas y cuáles eventualmente fallarán, sin la evaluación adecuada de la condición de cada transformador.
La gran preocupación es el hecho de que la inversión en nuevos transformadores no es actualmente igual a la necesidad. En los países desarrollados, entre los años 50 y 70 se produjeron importantes inversiones en infraestructura eléctrica. Esto luego cayó en los años 80 a 2000. Esta escasez de inversión en las últimas décadas es un factor importante que contribuye a aumentar la edad promedio de los transformadores.
Magnificar el riesgo de una vida útil prolongada es la demanda mundial de energía. Si bien los impulsos ambientales para la eficiencia energética han ayudado a estabilizar las demandas generales de energía a un nivel más constante, la electricidad representa una proporción creciente del consumo mundial. Además, la creciente demanda de energía renovable ha aumentado la cantidad de generación de energía distribuida, lo que plantea nuevos desafíos para el envejecimiento de la infraestructura. La producción de electricidad fuertemente fluctuante impulsa la red hacia una carga más dinámica.
El mundo moderno no solo consume más electricidad, sino que también depende más de ella en la vida cotidiana. Las fallas de los transformadores, por lo tanto, tienen un mayor potencial de ser más disruptivas que nunca. El hecho de que este aumento de la demanda de energía se coloque en los transformadores que ya funcionan en su vida útil extendida, es uno de los desafíos clave que enfrenta la industria hoy en día.
Otro factor de por qué el mantenimiento y la supervisión de transformadores es un tema tan importante son los avances tecnológicos que han alcanzado la próxima era en el mantenimiento de transformadores: la supervisión en línea. Representando un salto significativo hacia adelante en lo que es posible, el monitoreo en línea permite la retroalimentación en tiempo real sobre la condición de los transformadores. Lo que permite detectar fallas en desarrollo a medida que aparecen. Los monitores DGA (análisis de gases disueltos) de gases múltiples pueden detectar todo tipo de fallas internas, incluso en sus primeras etapas. Seguir las tendencias de formación de gas en tiempo real proporciona el poder para incluso prevenir fallas.
Detección de fallas con DGA en línea
Inicialmente, las fallas eran reparadas a medida que fueran descubiertas. Las estrategias de mantenimiento posteriores se convirtieron en planes de prevención. Esto luego evolucionó hacia un enfoque más holístico de mantenimiento basado en condiciones (CBM), que permite a las compañías priorizar sus acciones de servicio y presupuestos para ser asignados de manera más efectiva. El siguiente paso en esta evolución es implementar el monitoreo en línea en los esquemas CBM, una forma incomparable de detectar fallas en desarrollo y detenerlas en seco.
Los dispositivos de monitoreo permiten rastrear una variedad de indicadores clave de condición. Por ejemplo, es posible tener retroalimentación en tiempo real sobre los gases disueltos en el petróleo; la velocidad de la formación de gas puede alertar al operador de una falla en desarrollo. Del mismo modo, es posible registrar la humedad en el aceite para rastrear la posible disminución de la resistencia dieléctrica. Los monitores en línea eliminan el riesgo de errores humanos relacionados con el muestreo y manejo incorrectos de aceite.
El DGA integral en línea permite el seguimiento de los gases que se están formando. Por ejemplo, el envejecimiento del material puede detectarse por la presencia de gases creados a través de la degradación de la celulosa. DGA también puede proporcionar señales de advertencia de fallas térmicas, descargas parciales y sobrecarga al comparar los datos DGA con el patrón de carga del transformador. A través de los tipos y la proporción de gases presentes, es posible no solo detectar la presencia de una falla, sino también identificar su tipo.
Implementación del monitoreo en línea
Los monitores se utilizan para ayudar a abordar algunos de los desafíos clave que enfrenta la industria hoy en día. Desde esa perspectiva, son un desarrollo emocionante y uno que probablemente traslade las estrategias de mantenimiento a una nueva era. Es cierto que, con el aumento de los niveles de riesgo de los transformadores, las actividades de monitoreo y prevención se vuelven más importantes para proteger la flota de transformadores.
Esto es particularmente pertinente cuando se consideran las tendencias actuales del personal. En los países desarrollados, la industria verá retirarse a un número significativo del personal más experimentado en los próximos 5 años. La imagen futura es menos personal y de mayor automatización. Por lo tanto, las empresas deben comprender el estado de los activos con menos recursos humanos. El monitoreo en línea puede proporcionar datos e información muy necesarios.
Del mismo modo, el monitoreo en línea también ofrece continuidad ante los cambios de personal. Si bien la próxima década puede ver la salida de personal experimentado con conocimiento personal de transformadores particulares, los datos recopilados pueden proporcionar un contexto histórico vital para cualquier nueva información. También serán una herramienta con la cual el personal más nuevo puede interactuar, personal cuya capacitación moderna se centrará menos en el trabajo manual.
Hay varios pasos para la implementación exitosa del monitoreo en línea. El primero es tener procesos internos en el lugar o desarrollados antes de que se implementen los monitores. Los dispositivos mismos alertarán sobre fallas, pero las acciones para detenerlas solo pueden venir del personal.
Además, encontrar el tipo correcto de monitor en línea es crucial. Sobre todo, debe ser confiable. Debe proporcionar datos de calidad y no generar falsas alarmas y, por lo tanto, crear un trabajo innecesario. Las empresas deben poder confiar en que solo se activará una alarma cuando exista un motivo real de preocupación.
Es de igual importancia que dichos dispositivos sean fáciles de configurar, de manera que los técnicos de campo propios o subcontratados de las empresas puedan instalar y operar la unidad. Del mismo modo, los monitores deben ser capaces de manejar condiciones ambientales adversas a las que pueden estar expuestos.
La discusión estrecha entre la compañía de servicios públicos y el proveedor de monitores es la clave para crear una solución de trabajo efectiva. El intercambio de conocimientos y el aprovechamiento de la experiencia de ambas partes para crear soluciones a medida, es la mejor manera de tener éxito.
Información de:
Senja Leivo, Experta Senior de la Industria, Vaisala
