¿Es el hidrógeno el mejor indicador precoz de fallos en el aceite de los transformadores?
Cuando las compañías eléctricas piensan en controlar la salud de los transformadores, la detección de hidrógeno suele ser la primera opción. Se considera la mejor forma de detectar problemas a tiempo. Pero, ¿es suficiente la vigilancia del hidrógeno por sí sola? ¿O es necesario controlar más gases para obtener una imagen completa? Esta guía analiza los pros y los contras de la supervisión exclusiva del hidrógeno frente a la comprobación de varios gases.
Por qué la mayoría de los monitores de un solo gas se centran en el hidrógeno
El gas hidrógeno se forma cuando los transformadores presentan problemas. Aparece al principio del proceso, a menudo antes de que aparezcan otras señales de advertencia. Esto lo convierte en un gran sistema de alerta temprana.
Por eso el hidrógeno es especial: se forma a casi todas las temperaturas de fallo. A medida que los problemas empeoran y las temperaturas aumentan, se crea más hidrógeno. Otros gases van y vienen a diferentes temperaturas, pero el hidrógeno sigue aumentando.
Figura 1: Patrones de formación de gas por temperatura -Fuente: USBR.GOV
Cómo se forma el hidrógeno
El hidrógeno suele aparecer primero cuando hay un fallo. Esto incluye problemas como descargas de corona o pequeños arcos eléctricos. Esto es lo que lo hace útil:
- Aparece en todas partes: Se forma durante descargas parciales, arcos y problemas de calor
- Empeora con los problemas: Más hidrógeno significa mayores problemas
- Advertencia temprana: A menudo aparece antes de que pueda detectar otros gases de avería
- Coste-efectivo: Hace asequible la monitorización de un solo gas
El factor coste: Cuándo usar qué
La elección entre la monitorización sólo de hidrógeno y el análisis multigas se reduce a lo crítico que sea su transformador y a su presupuesto.
Cuándo funciona bien la monitorización de hidrógeno
Los monitores de hidrógeno de un solo gas como el Serveron TM1 y la serie Qualitrol DGA 150/250/400 funcionan muy bien para:
- Transformadores de distribución, donde los sistemas multigas completos cuestan demasiado
- Flota grande donde necesita monitorizar muchos transformadores
- Situaciones donde la alerta temprana de fallos es su principal objetivo
- Lugares donde necesita un funcionamiento sin mantenimiento
Cuando necesita análisis multigas
El TM8 monitoriza 8 gases diferentes en línea. Le proporciona información mucho más detallada para transformadores críticos a través de:
- Identificación del tipo de fallo: Le indica si se trata de problemas relacionados con el calor, eléctricos o mixtos
- Mejor diagnóstico: Utiliza métodos probados como el triángulo de Duval para localizar los problemas
- Imagen completa: Rastrea los 8 gases de fallo, la humedad, la temperatura del aceite y la carga
- Resultados con calidad de laboratorio: Le proporciona resultados cada 4 horas que coinciden con las pruebas de laboratorio
Lo que la monitorización sólo de hidrógeno no puede decirle
Aunque el hidrógeno proporciona grandes alertas tempranas, la monitorización de un solo gas tiene límites que debe conocer.
Lo que se pierde con sólo hidrógeno
Los estudios demuestran que cuando se utiliza sólo un gas clave para diagnosticar problemas, obtendrá una respuesta equivocada en un 30-50% de las ocasiones. Esto puede conducir a decisiones equivocadas. Esto es lo que la monitorización de hidrógeno por sí sola no puede hacer:
- Detectar la diferencia entre problemas térmicos y eléctricos
- Darle rangos de temperatura específicos para fallos térmicos
- Detectar daños en el aislamiento de papel mediante el análisis de CO/CO2
- Detectar fugas de aire mediante la monitorización de O2/N2
Algo que puede engañar a las lecturas de hidrógeno
Algunos aceites de transformadores contienen aditivos llamados pasivadores. Estos productos químicos ayudan a proteger el aceite pero pueden hacer que las lecturas de hidrógeno sean más altas de lo normal. Esto significa que puede obtener falsas alarmas si no sabe que su aceite contiene estos aditivos.
Soluciones DGA de Qualitrol
Qualitrol ofrece diferentes soluciones DGA para diferentes necesidades y presupuestos:
Monitores de hidrógeno de un solo gas
Serveron TM1: Mide los niveles de hidrógeno en todo momento. Puede configurarlo para que emita una alarma cuando los niveles sean altos o cuando aumenten rápidamente.
Serie DGA 150/250/400: Estos monitores van directamente en el aceite del transformador. Funcionan con el equipo de monitorización existente y son fáciles de instalar.
Analizadores multigas
Serveron TM8: Es la mejor opción para transformadores críticos. Monitoriza 8 gases diferentes con precisión de laboratorio.
Serveron TM3: Monitorea 3 gases clave y utiliza el comprobado método del triángulo de Duval para identificar tipos de fallas específicas.
Cómo elegir la estrategia de monitoreo correcta
La elección entre el monitoreo de sólo hidrógeno o de múltiples gases depende de cuán crítico sea su transformador, de su presupuesto y de lo que necesite saber.
Utilice la monitorización de hidrógeno cuando:
- Gestiona muchos transformadores de distribución
- Los límites presupuestarios impiden los sistemas multigas
- Su principal objetivo es la alerta temprana de fallos
- Sus transformadores funcionan en condiciones estables y predecibles
Utilice el análisis multigas para:
- Transformadores elevadores de generadores y grandes transformadores de potencia
- Transformadores de subestaciones críticas donde el tiempo de inactividad cuesta mucho
- Cuando necesita saber exactamente qué tipo de problema tiene
- Transformadores de misión crítica donde no puede permitirse adivinar
Estrategias de monitorización inteligentes
Muchas empresas utilizan un enfoque por capas. Colocan monitores de hidrógeno en la mayoría de los transformadores para una alerta temprana y, a continuación, utilizan sistemas multigas en sus unidades más críticas.
Las plataformas de monitorización actuales le permiten realizar un seguimiento de los datos, obtener alertas y revisar los informes desde cualquier lugar. Esto le da una clara visibilidad de la salud del transformador y los riesgos de fallo.
Qualitrol también proporciona servicios completos de instalación, formación y soporte de monitorización 24/7 para que pueda acceder a los datos de su transformador desde cualquier lugar.
Mejores prácticas para la monitorización de AGD
Los programas de monitorización de éxito suelen incluir estos elementos clave:
- Enfoque basado en el riesgo:Utilice multigas en transformadores críticos, monitorización de hidrógeno para cobertura de flota
- Observe las tendencias:Céntrese en lo rápido que están cambiando las cosas, no sólo en los niveles actuales
- Considere el entorno:Tenga en cuenta la carga, la temperatura y el funcionamiento del transformador
- Manténgalo calibrado:Asegúrese de que sus mediciones son precisas con un mantenimiento adecuado
- Capacite a su equipo:Asegúrese de que su personal sabe cómo leer los datos y tomar buenas decisiones
Conclusión
La monitorización de hidrógeno ofrece una excelente detección temprana de fallos y es rentable para muchas necesidades de monitorización de transformadores. Sin embargo, si gestiona transformadores críticos, debería considerar sistemas de AGD multigas para un diagnóstico completo de fallos y una mayor fiabilidad.
El mejor enfoque suele utilizar ambas tecnologías: monitores de hidrógeno para una amplia cobertura de la flota y analizadores multigas para transformadores de misión crítica en los que necesita saber exactamente qué falla.
Preguntas frecuentes
¿Puede la monitorización de hidrógeno detectar todos los fallos del transformador?
El hidrógeno aparece en la mayoría de las condiciones de fallo, por lo que proporciona una excelente alerta temprana. Sin embargo, la monitorización de un solo gas no puede decirle qué tipo específico de avería tiene ni diferenciar entre problemas térmicos y eléctricos.
¿Cuándo debería cambiar de la monitorización de hidrógeno a la de varios gases?
Considere el análisis multigas para transformadores críticos en los que necesite identificar tipos de averías específicas o cuando las tendencias del hidrógeno muestren problemas en desarrollo que requieran un diagnóstico detallado.
¿Qué factores afectan a la generación de hidrógeno además de las averías?
Los aditivos del aceite (especialmente los pasivadores), la carga del transformador, la temperatura exterior y la edad del aceite pueden influir en los niveles de hidrógeno. Unas pruebas de referencia y un análisis de tendencias adecuados le ayudarán a distinguir los cambios normales de las condiciones de fallo.
Contacte con los especialistas de Qualitrol's DGA para discutir cómo nuestras soluciones de monitorización pueden ayudarle a equilibrar el coste y las capacidades de diagnóstico.