Principio de control espectral del aceite del transformador

¿Qué es el control espectral en línea del aceite de transformador?

Control en línea de la espectroscopia del aceite del transformadorSe trata de una técnica avanzada de análisis sin contacto basada en el principio de interacción entre la materia y la luz. Es fundamentalmente diferente de los métodos de control tradicionales basados en reacciones químicas o en la separación cromatográfica. La tecnología identifica con precisión las distintas sustancias disueltas en el aceite emitiendo un haz de luz de una longitud de onda específica en una muestra de aceite de transformador o un gas separado del aceite y analizando los cambios (por ejemplo, absorción, dispersión) que se producen cuando la luz atraviesa la muestra.Gases característicos de averíaSe cuantificaron las "huellas moleculares" de las sustancias y se calcularon sus concentraciones.

El núcleo de esta tecnología reside en el hecho de que cada molécula de gas (por ejemplo, H₂, CH₄, C₂H₂, etc.) tiene sus propias características espectrales únicas, como una huella dactilar humana. Al interpretar esta información espectral, el sistema es capaz de darse cuenta de fallos latentes (por ejemplo, sobrecalentamiento, descarga) dentro del transformadorDiagnóstico en línea en tiempo realresponder cantandoalerta rápidaEstá a la vanguardia del mantenimiento basado en el estado (CBM) y el mantenimiento predictivo (PdM) de transformadores.

¿Por qué el control espectral del aceite de los transformadores?

El análisis de gases disueltos (AGD) del aceite del transformador es el medio más eficaz y probado para determinar las condiciones internas de funcionamiento de un transformador. Cuando se produce un fallo de sobrecalentamiento o descarga en el interior del transformador, el aceite aislante y el papel aislante se descomponen y producen una serie de gases característicos. Analizando los componentes y el contenido de estos gases, se puede determinar con precisión el tipo y la gravedad de la avería.

Limitaciones de los métodos tradicionales

Las DGA tradicionales dependen en gran medida del laboratorioCromatografía de gases (GC). A pesar de su gran precisión, existen inconvenientes evidentes:

• tiempo no realControl: suele requerir un muestreo periódico para la inspección, con periodos de control largos (meses o incluso un año) que no captan las fallas que se desarrollan con rapidez.
• Costes de mantenimiento elevadosCromatografía de gases en línea: los cromatógrafos de gases en línea son complejos y requieren la sustitución periódica de los gases portadores (por ejemplo, argón de gran pureza), los gases de calibración, etc.desechablesy requiere un mantenimiento profesional.
• Problemas de fiabilidadRecomendación: los componentes mecánicos complejos (por ejemplo, válvulas, columnas cromatográficas) presentan un riesgo de fallo durante su funcionamiento a largo plazo.

La tecnología de monitorización espectral se creó para superar estos inconvenientes proporcionando una solución de monitorización en tiempo real, sin consumibles y de bajo mantenimiento.

Principio básico de supervisión: "diálogo" entre luz y gas

Los sistemas de control espectroscópico del aceite de transformador suelen comenzar extrayendo los gases disueltos del aceite mediante una membrana de separación de gases de alta eficacia, que luego se introducen en una unidad de medición óptica. Las principales técnicas de análisis espectral son las siguientes:

1. Espectroscopia infrarroja no dispersiva (NDIR) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)

Es la técnica espectroscópica más utilizada y está especialmente indicada para la detección de gases hidrocarburos y CO₂. El principio se basa enespectroscopia de absorción vibracional molecular.

Principio de funcionamiento

Cuando la luz infrarroja media atraviesa una muestra de gas, si la frecuencia de la luz coincide con la frecuencia de vibración de las moléculas de gas, las moléculas absorberán la energía de la luz en esa frecuencia, produciendo una aparentepico de absorción. Basado enLey Lambert-BeerLa intensidad de la absorción es proporcional a la concentración del gas.NDIRLa tecnología utiliza filtros de banda estrecha para gases específicos, con una estructura sencilla y una buena estabilidad. Mientras queFTIRPuede medir una amplia gama espectral de infrarrojos al mismo tiempo, y puede analizar múltiples componentes gaseosos a la vez, con una mayor resistencia a las interferencias cruzadas.

2. Espectroscopia fotoacústica (PAS - Photoacoustic Spectroscopy)

Se trata de una técnica espectroscópica extremadamente sensible, especialmente adecuada para la detección de trazas de gases de fallo críticos como el acetileno (C₂H₂).

Principio de funcionamiento

El principio del PAS es muy inteligente:

1. Se dirige un haz láser modulado de una longitud de onda específica a la muestra de gas.
2. Las moléculas de gas objetivo absorben energía luminosa y aumentan de temperatura, experimentando expansiones y contracciones periódicas de volumen.
3. Esta subida y bajada periódica crea una onda acústica débil (onda de presión) dentro de la cámara hermética.
4. Un micrófono muy sensible detecta la intensidad de esta onda sonora, que es directamente proporcional a la concentración de gas.

Dado que detecta directamente la onda acústica generada por la energía absorbida en lugar del débil cambio de señal luminosa, su relación señal/ruido es extremadamente alta, y el límite de detección puede llegar anivel ppb (partes por billón), que es fundamental para detectar trazas de C₂H₂ en las primeras fases de un fallo.

3. Espectroscopia Raman: una potente herramienta para controlar el hidrógeno

Para moléculas simétricas como el hidrógeno (H₂), que no tienen absorción infrarroja, el método NDIR/FTIR es impotente. La espectroscopia Raman ofrece la solución perfecta.

Principio de funcionamiento

Cuando un láser potente incide sobre una molécula de hidrógeno, la mayor parte de la luz se dispersa elásticamente (sin cambio de frecuencia), pero una fracción muy pequeña se dispersa inelásticamente, y la frecuencia de la luz dispersada experimenta un pequeño cambio, una cantidad conocida como elDesplazamiento Ramanes la huella dactilar característica de la molécula de hidrógeno. Detectando la intensidad de esta señal específica de dispersión Raman, es posible medir con precisión laconcentración de hidrógeno.

Del espectro al diagnóstico: interpretación y aplicación de los datos

La salida directa del dispositivo de control espectral es un espectrograma que contiene información sobre los distintos picos de absorción. El algoritmo inteligente incorporado interpreta estos datos espectrales en tiempo real en valores de concentración (en ppm) para los distintos gases. Sin embargo, éste es sólo el primer paso. Y lo que es más importante, el sistema aplica automáticamente estos datos de concentración a métodos de localización de averías reconocidos internacionalmente, por ejemplo:

• Triángulo Duval
• Método Rogers
• Método Key Gas

Utilizando estos algoritmos, el sistema puede dar automáticamente conclusiones de diagnóstico claras como "sobrecalentamiento a baja temperatura", "descarga de arco de alta energía" o "equipo normal", así como alarmas de tendencia según el aumento de la concentración de gas El sistema emite automáticamente conclusiones de diagnóstico claras como "sobrecalentamiento a baja temperatura", "descarga de arco de alta energía" o "equipo normal", así como alarmas de tendencia en función del aumento de la concentración de gas.

Ventajas de la tecnología de vigilancia espectral

1. Tiempo real y continuidadActualización de datos minuto a minuto, supervisión 24 horas al día, 7 días a la semana.
2. Sin consumibles y bajo mantenimiento: Todo el proceso de medición está exento de cualquier reacción química y consumo de gas, lo que elimina la necesidad de sustituir los gases portadores y de calibración y reduce significativamente los costes de operación y mantenimiento.
3. estabilidad a largo plazo: La larga vida útil de la óptica central y los ciclos de calibración de hasta varios años garantizan datos de vigilancia precisos y fiables a largo plazo.
4. Alta sensibilidad y precisión:: La tecnología PAS, en particular, tiene límites de detección extremadamente bajos para gases críticos, lo que permite una verdadera alerta temprana de fallos.
5. Análisis multicomponente simultáneoTecnologías como FTIR pueden analizar varios gases simultáneamente en un solo ciclo de medición, lo que proporciona una imagen completa del fallo.

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• • Integración de tecnología avanzada: Nuestros sistemas están optimizados para las propiedades de los diferentes gases con una combinación deEspectroscopia fotoacústica (PAS) responder cantandoInfrarrojo no dispersivo (NDIR) Una amplia gama de técnicas espectroscópicas, como H₂, C₂H₂ y otras, garantizan mediciones muy precisas de los nueve gases críticos de fallo, incluidos H₂, C₂H₂ y H₂.
  • Óptica y algoritmos de alta precisión: Utilizamos ópticas de larga duración y alta estabilidad y estamos equipados conAlgoritmos de diagnóstico inteligentesy modelos con compensación de temperatura y presión para garantizar resultados de diagnóstico precisos en una amplia gama de condiciones de funcionamiento complejas.

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• Integración de plataformas todo en unoNuestros dispositivos de monitorización DGA pueden integrarse perfectamente en la completa plataforma de monitorización en línea de Inotera, lo que permite la integración de datos con descargas parciales, microagua, corrientes de puesta a tierra del núcleo y mucho más.Análisis de fusión de información múltipleProporciona la evaluación más completa del estado del transformador y el diagnóstico de averías.
• Fiabilidad y estabilidad a largo plazoNuestros productos están especialmente diseñados para el fuerte entorno electromagnético de la subestación, con una excelente capacidad antiinterferente y estabilidad de funcionamiento a largo plazo, lo que constituye la opción ideal para sustituir a los cromatógrafos en línea tradicionales y realizar subestaciones con o sin personal.

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El contenido de este artículo es sólo una ciencia técnica general y no representa el rendimiento y las especificaciones de ningún producto específico de nuestra empresa. Para obtener información detallada sobre productos, soluciones y presupuestos, no dude en ponerse en contacto con nosotros para...].

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