Monitorización de temperatura de puntos calientes por fibra óptica

Las mediciones precisas de temperatura de puntos calientes pueden ayudar a identificar y aislar la degradación del papel que está relacionada con factores de envejecimiento del transformador. Los aumentos en la demanda de electricidad por parte de los consumidores, también conocidos como picos de carga elevados, aumentarán la temperatura en los transformadores de potencia (puntos calientes) e incrementarán la degradación del papel aislante.

Monitorización de puntos calientes de transformadores de potencia con sensor de temperatura de fibra óptica

Estos efectos térmicos son un componente clave del envejecimiento de un transformador de potencia. [IEEE std. C57.91.1995 / IEC 60076-7:2018] utilizan fórmulas de Arrhenius para el deterioro del material de aislamiento orgánico con el tiempo y la temperatura.

_{Figura 1. Factor Acelerador de Envejecimiento IEEE, Fundamental Principles of Transformer Thermal Loading and Protection; Joe Perez, ERL Phase Power Technologies, Winnipeg, MB, R3Y 1G4}

Describa las Causas de la Formación de Puntos Calientes en Transformadores

Cuando se describe el monitoreo directo de la temperatura de los devanados, se deben considerar las pérdidas por Corriente Directa y las pérdidas por Foucault de tipo axial y radial, que se disipan en los devanados de los transformadores ya que la temperatura no es uniforme alrededor de los devanados. En los transformadores de potencia llenos de aceite, el aceite que circula está más caliente en la parte superior del devanado. La suma de estos diversos fenómenos de disipación de calor acabará provocando "puntos calientes". Los sensores de temperatura de fibra óptica proporcionan lecturas precisas y rápidas (en cuestión de MINUTOS) de estas fluctuaciones de temperatura en la supervisión directa de la temperatura del devanado, especialmente durante los efectos de picos de carga.

Limitaciones de la temperatura del transformador

Una mayor temperatura de funcionamiento del transformador tiene un efecto directo sobre su factor de envejecimiento al provocar una degradación más rápida del papel.

El sobrecalentamiento del papel aislante genera gases que se disuelven en el aceite del transformador. Se sabe que estos gases disueltos provocan descargas parciales. Para obtener más información sobre los gases disueltos y la descarga parcial, consulte este seminario web a petición titulado Investigando las diferencias entre gas disuelto y descarga parcial.

Las temperaturas más altas del papel aislante y del aceite se encuentran en el punto caliente del bobinado. El uso de sensores de temperatura de fibra óptica ayudará a que las temperaturas de funcionamiento del transformador de potencia se mantengan estables al proporcionar una medición de la temperatura de aumento más rápida.

¿Cómo se comprueba la temperatura en el aceite de un transformador de potencia con sensores de temperatura de fibra óptica?

La instalación de sensores de temperatura de fibra óptica directamente en el devanado es la única forma de comprobar la temperatura en el aceite de un transformador de potencia. La monitorización directa de la temperatura del devanado proporciona un aumento más rápido de la temperatura del devanado. Los sensores de temperatura de fibra óptica ayudan a encontrar las causas de la formación de puntos calientes en los transformadores de potencia y a mejorar el diseño del transformador.

Sistema completo de monitorización directa de la temperatura del devanado

Además del sensor de temperatura de fibra óptica, el sistema completo de monitorización directa de la temperatura del devanado incluirá otros componentes, como la placa de pared alta (TWP), los pasamuros ópticos, la JBox, las extensiones y el monitor. La Placa de Pared Alta (TWP) proporciona un punto de montaje adecuado en la pared del transformador para evitar fugas de aceite. Los pasamuros ópticos instalados en la placa de pared del tanque (TWP) permiten que la señal luminosa del monitor viaje hasta la punta del sensor y vuelva al monitor. Las extensiones llevan la señal de vuelta al monitor, donde éste leerá y convertirá la señal luminosa del sensor en una medición de temperatura. También puede implementar cualquier funcionalidad específica del usuario final, como registro de datos, interconexión SCADA, etc.

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