Los principales gases que se suelen controlar incluyen:
| Gas | Indicador de falla primaria |
|---|---|
| Hidrógeno (H₂) | Corona, descarga parcial, arco eléctrico |
| Metano (CH₄) | Fallos térmicos de baja temperatura |
| Etano (C₂H₆) | fallas térmicas de bajas a moderadas |
| Etileno (C₂H₄) | Fallos térmicos de alta temperatura |
| Acetileno (C₂H₂) | Arco eléctrico de alta energía |
| Monóxido de carbono (CO) | Degradación de la celulosa (papel) |
| Dióxido de carbono (CO₂) | Degradación de la celulosa |
| Oxígeno (O₂) | Integridad del sello, oxidación del aceite |
| Nitrógeno (N₂) | integridad del gas de manta |
Conclusiones clave:
DGA detecta fallas incipientes antes del fracaso.
Humedad Acelera el envejecimiento del aislamiento y reduce la rigidez dieléctrica.
Conjuntos de gas a medida Ajustar el coste de la monitorización a la criticidad del activo.
Si bien los nueve gases de falla (hidrógeno, metano, etano, etileno, acetileno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno) forman el núcleo del análisis de gases disueltos (AGD) tradicional, una imagen completa del estado de un transformador requiere atención a dos dimensiones adicionales: contenido de humedad y Estrategias personalizadas de monitoreo de gas .
Humedad (contenido de agua) El contenido de agua en el aceite del transformador es un parámetro crítico que afecta directamente el rendimiento del aislamiento y la vida útil del transformador. El agua puede entrar en el aceite a través de varias vías:
Respiración: A medida que los transformadores se calientan y se enfrían, absorben aire húmedo a través de conservadores o respiraderos.
Degradación del aislamiento: El aislamiento de celulosa (papel) se degrada con el tiempo, liberando agua como subproducto.
Fallo del sello: Las juntas o sellos con fugas permiten la entrada de humedad.
Por qué la humedad es importante:
Reduce la rigidez dieléctrica: Incluso pequeñas cantidades de agua reducen drásticamente la capacidad del aceite para soportar la tensión eléctrica.
Acelera el envejecimiento del papel: La humedad actúa como catalizador de la degradación de la celulosa, acortando la vida útil del transformador.
Reduce la tensión de ruptura: El aceite húmedo es más susceptible a la ruptura eléctrica, lo que aumenta el riesgo de fallas.
Afecta a la solubilidad de los gases: La humedad modifica la forma en que los gases se disuelven en el aceite, lo que puede afectar la precisión del análisis gaseoso directo (DGA).
Por estas razones, integral Sistemas DGA en línea Por lo general, se incluye la medición de la humedad junto con el análisis de gases. El monitoreo tanto de los gases como de la humedad proporciona una visión completa del estado del transformador.
No todos los transformadores requieren monitoreo de los nueve gases de falla. Dependiendo de Tipo de transformador, capacidad, aplicación y especificaciones del fabricante Las estrategias de monitorización DGA se pueden personalizar para centrarse en los gases más relevantes.
| Configuración | Gases monitoreados | Aplicación típica |
|---|---|---|
| Gas único | Hidrógeno (H₂) | Transformadores de distribución; sistema básico de alerta temprana |
| Trigas (Tipo A) | H₂ + Metano (CH₄) + Acetileno (C₂H₂) | Transformadores industriales de media tensión; detecta fallos térmicos y eléctricos. |
| Trigas (Tipo B) | H₂ + CH₄ + Monóxido de carbono (CO) | Transformadores donde la degradación del papel es una preocupación primordial |
| Seis gases estándar | H₂, CH₄, etileno (C₂H₄), C₂H₂, CO, dióxido de carbono (CO₂) | La mayoría de los transformadores de transmisión y de gran distribución |
| Espectro completo | Los 9 gases + humedad | Activos críticos (generador elevador, interconexión, gran GSU) |
Eficiencia de costos: La monitorización de un menor número de gases reduce la complejidad de los sensores y el coste inicial.
Compatibilidad de la aplicación: Los diferentes tipos de transformadores presentan diferentes modos de fallo.
Transformadores de distribución: A menudo se realiza un seguimiento con un solo gas (hidrógeno) para la detección básica de fallos.
Transformadores industriales de media tensión: Los conjuntos de tres gases proporcionan una cobertura adecuada a un menor coste.
Grandes transformadores de transmisión: La monitorización completa de los 9 gases permite una capacidad de diagnóstico integral.
Guía del fabricante: Algunos fabricantes de transformadores especifican conjuntos de monitoreo de gas particulares en función de su diseño y materiales.
Enfoque basado en el riesgo: Los activos de mayor riesgo justifican una supervisión más exhaustiva.
Esta flexibilidad permite a las empresas de servicios públicos y a las instalaciones industriales aumentar su inversión en monitoreo para que coincida con la criticidad del activo y los requisitos de la aplicación.
P: ¿Qué gases detecta el DGA?
R: Normalmente, hidrógeno, metano, etano, etileno, acetileno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno. Los sistemas modernos también miden la humedad.
P: ¿Por qué no siempre es suficiente la monitorización del hidrógeno mediante un único gas?
A: El hidrógeno puede provenir de fuentes no relacionadas con fallas, como la desgasificación del acero utilizado en la construcción de transformadores, lo que puede generar falsas alarmas. El monitoreo de múltiples gases proporciona contexto y reduce las interpretaciones erróneas.
P: ¿Con qué frecuencia se debe realizar la DGA?
A: Para activos críticos, se recomienda el análisis continuo de gases disueltos (AGD) en línea. Para transformadores de menor riesgo, puede ser suficiente con un AGD trimestral o anual en laboratorio.
P: ¿Cuál es la diferencia entre el análisis de gases disueltos en laboratorio y el análisis de gases disueltos en línea?
A: El análisis de gases disueltos (DGA) de laboratorio utiliza cromatografía de gases (GC) para controles puntuales de alta precisión. El DGA en línea utiliza tecnologías como la espectroscopia fotoacústica (PAS) para el monitoreo continuo en tiempo real sin necesidad de consumibles.
En futuros artículos, compararemos las principales tecnologías DGA. Cromatografía de gases (GC), espectroscopia fotoacústica (PAS) y métodos infrarrojos. — y explicar por qué la mejora del PAS permite la monitorización en línea sin consumibles.
El análisis de gases disueltos es la piedra angular del monitoreo de la salud de los transformadores. Una estrategia DGA completa considera no solo los nueve gases de falla sino también contenido de humedad , que desempeña un papel fundamental en la integridad del aislamiento. Además, el enfoque de monitoreo debe adaptarse al transformador específico, desde monitores de hidrógeno de un solo gas para transformadores de distribución a Sistemas completos de 9 gases más sistemas de control de humedad para activos de transmisión críticos.
Al comprender el "análisis de sangre" de los transformadores, las empresas de servicios públicos pueden pasar de las reparaciones reactivas a un verdadero mantenimiento predictivo, protegiendo los activos críticos y garantizando la fiabilidad de la red.
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