Por qué la huella del transformador es importante para la integridad mecánica
Los cambios mecánicos que se producen en el interior de un transformador no siempre son visibles desde el exterior, pero pueden afectar a la integridad mecánica del transformador. Tras su transporte, su instalación, la aparición de averías u otras incidencias a lo largo de su vida útil, los ingenieros deben saber si sigue funcionando según lo previsto o si se ha producido algún cambio en su interior. Sin una base fiable para la comparación, resulta mucho más difícil tomar esa decisión con seguridad.
Megger ha lanzado una guía práctica de comparación de referencia y verificación mecánica en transformadores.
El riesgo de los cambios mecánicos ocultos en los transformadores
Muchos fallos dieléctricos y mecánicos en los transformadores de potencia de gran tamaño vienen precedidos por cambios físicos en la estructura de los devanados o en el núcleo magnético. Estos cambios suelen producirse en el interior y pueden ser apenas perceptibles o imposibles de detectar desde el exterior.
El transporte desde la fábrica, los cortocircuitos, la actividad sísmica y otras tensiones mecánicas pueden afectar a la geometría interna del transformador. En algunos casos, el envejecimiento normal y las tensiones derivadas de su funcionamiento también pueden contribuir a que su estado se vea alterado con el tiempo. Si estos cambios no se detectan a tiempo, el transformador puede seguir funcionando con una resistencia mecánica reducida y una mayor vulnerabilidad ante la próxima avería. Detectar el desplazamiento de los devanados antes de que se produzca un fallo dieléctrico puede reducir los costes de mantenimiento y mejorar la fiabilidad del sistema.
Estos son algunos de los problemas habituales que las mediciones de SFRA pueden ayudar a detectar:
- Desplazamientos y deformaciones de los devanados
- Movimientos del núcleo
- Errores de puesta a tierra del núcleo
- Colapso parcial del devanado
- Rotura o aflojamiento de las estructuras de fijación
- Espiras cortocircuitadas y devanados abiertos
Por qué es importante el SFRA para la integridad mecánica del transformador
La inspección visual y las mediciones eléctricas estándar no siempre ofrecen una visión completa del estado mecánico interno. Un transformador puede parecer inalterado por fuera, pero haber sufrido movimientos o tensiones dentro.
Aquí es donde la huella del transformador resulta de utilidad. El análisis de respuesta en frecuencia de barrido (o Sfra, por sus siglas en inglés) es un método comparativo que se utiliza para identificar cambios en la respuesta en frecuencia del transformador a lo largo del tiempo. Para ello, se registra una traza de referencia cuando el transformador es nuevo o se sabe que está en buen estado. Más adelante, se pueden comparar futuras mediciones con esa referencia para detectar desviaciones que puedan indicar un cambio mecánico.
El método más fiable es la comparación temporizada, que utiliza mediciones realizadas en el mismo transformador. Esta comparación ofrece a los ingenieros información más precisa que una simple suposición y les ayuda a determinar si el transformador sigue funcionando según lo previsto o si es necesario realizar más investigaciones.
El valor de la comparación de referencia desde la fábrica hasta el terreno
Para que la comparación mediante huella funcione, la referencia original debe ser fiable. Si la medición de referencia es defectuosa, las comparaciones posteriores pierden gran parte de su valor.
Por eso es importante la continuidad. La referencia obtenida en la fábrica es más que un simple resultado de la medición; sirve de punto de partida para futuras verificaciones durante la puesta en servicio, el mantenimiento, el seguimiento de averías o la evaluación del estado. Si el método de medición no es coherente o si las variables de configuración no se controlan, es mucho más difícil determinar si una alteración en la traza refleja un cambio mecánico real o una diferencia en la forma en la que se ha realizado la medida.
Una referencia de fábrica fiable permite a los ingenieros contar con una base más clara para tomar decisiones en el futuro. Además, contribuye a garantizar que cualquier desviación que se observe más adelante pueda atribuirse con mayor probabilidad al propio transformador, y que no se deba a una incertidumbre que podría haberse evitado en el proceso de medición.
Qué puede comprometer la fiabilidad de una comparación mediante Sfra
El valor de una comparación mediante huella depende de la repetibilidad. Si las condiciones de configuración varían demasiado de una medida a otra, la fiabilidad de la comparación se ve mermada.
Entre los factores que pueden comprometer la calidad de la comparación se incluyen los siguientes:
- Tendido de cables irregular
- Conexión a tierra deficiente o irregular
- Cambios en el método de conexión
- Influencia de los cables
- Estado magnético desconocido en el núcleo
El objetivo es reducir los factores desconocidos en los datos recopilados y facilitar comparaciones significativas a lo largo del tiempo. Si no se controlan esas variables, los equipos pueden obtener resultados menos fiables y más difíciles de utilizar.
La conexión a tierra es especialmente importante. Si el bucle de tierra no se establece correctamente, la fiabilidad de la comparación disminuye. En tal situación, los ingenieros pueden no estar seguros de si una desviación se debe a un cambio real en el transformador o a un problema en la propia configuración. Esta incertidumbre afecta a la evaluación del estado, a la planificación del mantenimiento y a las decisiones generales del proyecto.
Cómo la repetibilidad de la configuración mejora la evaluación del estado de los transformadores
Evaluar el estado de los transformadores de forma fiable requiere poder repetir las mediciones. Para garantizar la fiabilidad de la huella a lo largo del tiempo, la configuración de las medidas debe ser lo más uniforme posible en las mediciones en fábrica, la puesta en servicio, el mantenimiento y las investigaciones posteriores.
Para ello, es necesario recurrir a una configuración del cableado fácilmente repetible, utilizar técnicas de puesta a tierra estandarizadas y documentar las conexiones físicas. Hacer fotografías del tendido de cables y de los puntos de puesta a tierra puede ayudar a futuros ingenieros a recrear la misma configuración años más tarde. Las técnicas estandarizadas de conexión a tierra de los cables de señalización, como el método 1 de la norma IEC 60076-18, favorecen la comparabilidad entre mediciones.
Cuando la configuración está estandarizada, la comparación resulta más útil y es más fácil interpretar una desviación como un indicio real de un cambio mecánico en lugar de una discrepancia en la medición que se podría haber evitado. Así, los equipos disponen de una base más clara para actuar y se reduce el riesgo de que se produzcan retrasos, se realicen intervenciones innecesarias o se pase por alto un deterioro.
Cómo contribuye FRAX200 a que las mediciones de Sfra sean más fiables
Cuando la calidad de la comparación es importante, reducir la incertidumbre en el proceso de medición es tan importante como registrar la propia traza.
FRAX200 está diseñado para poder realizar mediciones de SFRA, y cuenta con desmagnetización integrada y detección automática de bucles de tierra. La desmagnetización integrada permite reducir la incertidumbre de baja frecuencia provocada por un núcleo magnetizado del transformador, mientras que el detector de bucles de tierra comprueba que todas las conexiones, incluidos los trenzados de puesta a tierra, estén correctamente conectadas antes de recopilar los datos. El sistema también garantiza una alta repetibilidad de las mediciones gracias al cableado apantallado y a la conexión a tierra conforme a la norma IEC.
Los equipos que trabajen en transformadores de mayor tamaño pueden utilizar la caja de conmutación FSX200 opcional, que permite la conexión única a todas las fases, mientras que las pinzas activas desconectan los cables sin usar en el extremo de las bornas para evitar que influyan en la medición activa. De este modo, se mejora la eficiencia del flujo de trabajo y se garantiza la calidad de la comparación.
En lugar de reemplazar la necesidad de utilizar unas mediciones adecuadas, estas funciones mejoran la fiabilidad del proceso de comparación, lo que contribuye a que la huella siga siendo útil cuando los ingenieros más la necesiten.
Una huella más fiable permite tomar mejores decisiones
La huella del transformador es importante porque proporciona a los ingenieros una forma más clara de verificar la integridad mecánica del transformador a lo largo del tiempo. Conecta las mediciones en fábrica con la puesta en servicio, el mantenimiento y la posterior investigación, lo que ayuda a los equipos a dejar atrás las suposiciones en favor de las evidencias.
Cuando la referencia es fiable y el proceso de comparación está controlado, las mediciones de SFRA se convierten en una base más sólida para comprender si el transformador ha sufrido cambios mecánicos. Así, es posible tomar decisiones mejor fundamentadas sobre el funcionamiento, el mantenimiento y los riesgos, especialmente cuando las consecuencias de la incertidumbre son elevadas.
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Descargue la guía para descubrir qué garantiza la fiabilidad de una huella a lo largo del tiempo o descubra FRAX200 para ver cómo Megger ayuda a reducir la incertidumbre en las mediciones de SFRA.
