Ing. eléctrica

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INDICE

INTRODUCCIÓN        2

RESUMEN        3

ABSTRACT        4

1.        MARCO TEÓRICO        5

2.        Descripción de cada uno de los casos        7

2.1. FALLA EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN        7

2.2. FALLA EN EL TANQUE        8

2.3. FALLA DEL NÚCLEO        8

2.4. FALLA MECÁNICA        9

2.5. FALLA EN EL COJINETE        9

3.        Análisis de las medidas de mitigación y prevención planes para evitar y mitigar dichas fallas.        11

4.        Propuesta de solución        12

Conclusiones y recomendaciones        15

RECOMENDACIÓN        15

Bibliografía        17

INTRODUCCIÓN

 Los sistemas de diagnóstico desempeñan un rol importante en los sistemas eléctricos pues evalúan el estado de uno de los componentes más críticos y caros como son los transformadores de potencia eléctrica. Por otro lado, la demanda creciente por energía y la sobrecarga actual de los sistemas eléctricos imponen la necesidad cada vez mayor de optimizar el uso de herramientas adecuadas de monitoreo y diagnóstico del estado operativo de los equipos eléctricos, para prolongar el tiempo de vida útil y prevenir la presencia de fallas en estos equipos. El objetivo de esta investigación es desarrollar un sistema de diagnóstico de fallas que optimice el diagnóstico de fallas incipientes, para la prolongación de vida y mantenimiento preventivo de los transformadores de potencia eléctrica. Durante el desarrollo de esta investigación se podrá observar el análisis de los resultados que evalúa el sistema empleando tres métodos de diagnóstico, el cual determina el porcentaje de acierto en los diagnósticos de los diez casos de muestra procesados en relación a los resultados obtenidos por un especialista a partir de la muestra de los gases de 10 transformadores tomados de una lista de transformadores publicados en un artículo de la Comisión Internacional Electrotécnica(IEC-60599) y de la Empresa de Generación Eléctrica, para finalmente comprobar la coherencia de resultados en cuanto a los diagnósticos finales obtenidos por el sistema.

RESUMEN

Esta investigación presenta el desarrollo de un sistema de diagnóstico de fallas incipientes con el fin de optimizar en un 80% el diagnóstico de fallas incipientes de origen térmico, eléctrico y la deterioración normal para la prolongación de vida y el mantenimiento preventivo en los transformadores de potencia eléctrica por el rol importante que desempeña en la distribución de un recurso vital como la energía eléctrica. El sistema fue desarrollado con la metodología de desarrollo de software ágil Scrum, para la inspección y adaptación de sucesivas iteraciones de incrementos potencialmente entregables de este. Los resultados comparativos entre el diagnóstico del sistema y el resultado del especialista de los casos procesados de los transformadores tomados de la Empresa de Generación Eléctrica San Gabán y de una investigación publicada en la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC-60599, 1999), fueron a partir de evaluación de los datos cromatográficos por tres metodologías de interpretación: Método de Rogers, Doernenburg, NBR 7274 y finalmente aplicando la moda estadística, demostró ser óptimo en un 80 por ciento de los casos procesados acertados en relación a los resultados obtenidos por un especialista.

ABSTRACT

This research presents the development of an incipient fault diagnosis system in order to optimize in 80% the diagnosis of incipient faults of thermal, electrical origin and the normal deterioration for the prolongation of life and the preventive maintenance in the power transformers electricity for the important role it plays in the distribution of a vital resource such as electric power. The system was developed with the agile software development methodology Scrum, for the inspection and adaptation of successive iterations of increments potentially deliverable from it. The comparative results between the diagnosis of the system and the result of the specialist of the processed cases of the transformers taken from the Electrical Generation Company San Gabán and of a research published in the International Electro technical Commission (IEC60599, 1999), were from of evaluation of the chromatographic data by three methodologies of interpretation: Rogers method, Doernenburg, NBR 7274 and finally applying statistical mode, proved to be optimal in 80 percent of the cases processed successful in relation to the results obtained by a specialist.

1. MARCO TEÓRICO

Este capítulo tiene como objetivo revisar, integrar y complementar aspectos teóricos y prácticos de la literatura nacional e internacional relacionados a investigaciones sobre los diversos sistemas y métodos de diagnóstico en los transformadores de potencia eléctrica.

1.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

1.1.1. ANTECEDENTES INTERNACIONALES

Pérez R. et al. (2013) en su investigación sobre un Sistema de Monitoreo en Tiempo Real para el Diagnóstico de Transformadores de Potencia en una Empresa de Energía Eléctrica, concluyó que a pesar de sus altos costos no es posible evitar la aparición de fallas imprevistas que provocan la destrucción parcial o total de estos equipos y la energía dejada de servir por ellos, lo que conlleva pérdidas millonarias, sobre todo cuando los mismos se encuentran en la salida de las subestaciones principales. Por otro lado, afirmó que cuando existe una ausencia de datos confiables que impiden encontrar su tasa de fallas, se puede emplear el Análisis de los Modos de Fallas, Efecto y Criticidad (AMFEC) para determinar el impacto: económico, a la seguridad y al medio ambiente que estas fallas producen.

Cabe enfatizar que la importancia de este trabajo consiste en aplicar el AMFEC para encontrar el peso de las fallas más importantes que se presentan en los transformadores de potencia de forma que se pueda direccionar su diagnóstico y mantenimiento. En caso de que en los resultados no se cuente con una base de datos confiable se puede y debe utilizarse el AMFEC como 26 una herramienta primordial a la hora de direccionar las actividades de diagnóstico y mantenimiento en los transformadores de potencia.

1.1.2 ANTECEDENTES NACIONALES

En el 2011 Miranda encontró en su investigación que el diagnóstico basado en seguimiento de los gases: H2, O2, N2, CH4, CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H2 por el análisis cromatográfico en inspección termografía mediante la ejecución de pruebas eléctricas y SFRA (Revisión del análisis de respuesta en frecuencia), arrojaron resultados inmediatos a la inspección interna de la parte activa del transformador. Además reitera de que por muchos años el método de análisis de gases disueltos en el aceite DGA ha sido usado como una herramienta en el diagnóstico de los transformadores, actualmente el método está siendo usado para varios propósitos como: detectar fallas incipientes, supervisar transformadores sospechosos, probar la explicación de la probable causa de fallas o disturbios, el cual ya ha ocurrido, y asegurar que los nuevos transformadores estén en buen estado, como también DGA puede también ser usado como parte de un sistema de ranking como una estrategia de ranking de la población de transformadores.

Por tanto en base a los antecedentes nacional e internacionales se pudo observar la mejora progresiva de las diferentes metodologías de diagnóstico como también necesidad de optimizar la eficiencia de las herramientas de diagnóstico de los transformadores de potencia que cumplen una función vital haciendo posible la disminución de la presencia de fallas o anomalías de la energía eléctrica, con el propósito de evitar pérdidas en la transmisión del sistema eléctrico, las mismas que repercuten en los usuarios finales como en la 29 concesionaria. Por lo cual es importante seguir contribuyendo al desarrollo de herramientas computacionales de diagnóstico para brindar un soporte óptimo para su gestión, evaluación y monitoreo de su comportamiento, como incremento del tiempo de vida útil mediante una evaluación optima de los datos a consecuencia mejorar los indicadores de un diagnóstico óptimo.

1. Descripción de cada uno de los casos e impacto de las fallas

2.1. FALLA EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

El sistema de refrigeración reduce el calor en el transformador debido a las pérdidas de cobre y hierro. El sistema contiene ventiladores, bombas de aceite e intercambiadores de calor enfriados hidráulicamente. Una falla causa un incremento de calor y acumulación de presión del gas, lo cual podría desencadenar una explosión. A continuación, las fallas más comunes en el sistema:

• Filtraciones en las bombas de aceite y agua. Esto da como resultado una reducción de los fluidos y un bajo intercambio de calor. Las filtraciones pueden ocurrir debido al estrés ambiental, corrosión, humedad y radiación solar.
• Descompostura de los ventiladores. Estos pueden fallar si no hay un buen mantenimiento o si existe un desgaste en los motores.
• Un termostato defectuoso también representa un problema debido a las malas lecturas que proporcionan.

2.2. FALLA EN EL TANQUE

La función del tanque es contener el aceite, el cual es usado para el aislamiento y refrigeración. También puede ser empleado como soporte de otros equipos del transformador.

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