Dispositivo de monitorización del estado de los transformadores sumergidos en aceite: funciones básicas, puntos de selección y directrices de aplicación

• El dispositivo de monitorización del estado del transformador sumergido en aceite es un equipo especial para la recopilación, el análisis y la alerta temprana en tiempo real del estado de funcionamiento del transformador.
• Mediante el control de parámetros clave como la temperatura del aceite, el nivel de aceite, las descargas parciales, los gases disueltos, etc., se puede reducir considerablemente el riesgo de averías.
• La supervisión en línea es más capaz de lograr un dominio continuo del estado en tiempo real que la detección fuera de línea, y es adecuada para su uso en lugares importantes.
• A la hora de seleccionar el modelo, es necesario tener en cuenta los parámetros de vigilancia, las condiciones de instalación, los métodos de comunicación y la aplicación de las normas, entre otros factores.
• Inotera ofrece soluciones profesionales de monitorización de estado para transformadores sumergidos en aceite para una amplia gama de escenarios de aplicación.

En primer lugar, ¿qué es un dispositivo de control del estado de los transformadores sumergidos en aceite?

El dispositivo de monitorización del estado del transformador sumergido en aceite es un tipo de instrumento y equipo inteligente especialmente diseñado para el estado de funcionamiento del transformador sumergido en aceite para llevar a cabo la monitorización en tiempo real, la recopilación de datos y la advertencia de anomalías. Recoge continuamente la temperatura, el nivel de aceite, el estado de aislamiento, el contenido de gas y otros datos clave a través de varios tipos de sensores instalados en el cuerpo del transformador o accesorios, y transmite estos datos al sistema back-end para su análisis y juicio, con el fin de ayudar al personal de operación y mantenimiento a comprender el estado de salud del equipo de manera oportuna.

Los transformadores sumergidos en aceite se utilizan ampliamente en sistemas de energía, empresas industriales y mineras, transporte ferroviario, centros de datos y otros lugares, es el equipo central en la transmisión y distribución de energía. Debido a su funcionamiento a largo plazo en un entorno de alta presión y alta temperatura, el aceite aislante interno y los materiales aislantes envejecerán gradualmente con el tiempo, si no se controlan de forma efectiva, una vez que se produce el fallo, no solo afectará a la fiabilidad del suministro eléctrico, sino que también puede causar graves accidentes de seguridad.

Por lo tanto, equipar un conjunto de dispositivos fiables de monitorización del estado es un medio importante para garantizar el funcionamiento seguro y estable del transformador.

En segundo lugar, ¿por qué los transformadores sumergidos en aceite necesitan una monitorización de su estado?

Muchos usuarios se harán la siguiente pregunta: el propio transformador ya dispone de un relé de protección, ¿por qué necesito un dispositivo adicional de supervisión de estado? En realidad, el posicionamiento de ambos es fundamentalmente diferente.

El relé de protección está averiadodespués del eventoLa acción rápida, cortar el circuito, pertenecen a la "protección después del hecho", mientras que el dispositivo de vigilancia de la condición está en el fracaso de lapre-ocurrenciaLos primeros signos de una anomalía se detectan como "preaviso".

Los siguientes puntos ilustran la necesidad de la supervisión de las condiciones:

• Las averías de los transformadores suelen tener precursores:Problemas como el envejecimiento del aislamiento, las descargas parciales y el deterioro del aceite suelen presentar señales anómalas durante días o incluso semanas antes de desencadenar un fallo grave, y los dispositivos de vigilancia pueden captar estas características tempranas.
• Los cortes regulares son costosos de mantener:La inspección tradicional fuera de línea requiere operaciones de corte de energía, lo que afecta a la producción y al suministro eléctrico. La supervisión en línea permite conocer continuamente el estado de los equipos sin cortes de electricidad y optimizar el plan de mantenimiento.
• Los equipos críticos no deben "funcionar mal":En hospitales, centros de datos, ferrocarriles y otros lugares sensibles al suministro eléctrico, hay que reaccionar a tiempo ante cualquier presagio, y la supervisión del estado es el medio más directo de asegurarlo.
• Cumplen los requisitos de las normas de la industria energética:La State Grid, la Southern Power Grid y las normas industriales relacionadas tienen requisitos claros para la supervisión en línea de los transformadores importantes.

En tercer lugar, ¿qué parámetros puede controlar el dispositivo de control del estado de los transformadores sumergidos en aceite?

completaDispositivo de control del estado de los transformadores sumergidos en aceitePor lo general, pueden abarcarse las siguientes categorías de parámetros básicos, cada una de las cuales corresponde a un tipo diferente de fallo y base para la valoración del riesgo.

Entre ellas.Análisis de gases disueltos (AGD)Reconocido en el sector como uno de los medios más eficaces para determinar los fallos latentes en un transformador, es capaz de identificar una amplia gama de tipos de fallos, incluidas las descargas parciales, el sobrecalentamiento y la humedad, y es el módulo funcional central del dispositivo de supervisión avanzada.

IV. ¿Cuál es la diferencia entre supervisión en línea y pruebas fuera de línea?

A la hora de elegir un método de supervisión, los usuarios suelen confundirse sobre cuál es más apropiado, si el online o el offline. Ambos tienen sus propias características y son aplicables a distintos escenarios, y la siguiente tabla ofrece una comparación visual.

En conjunto.La supervisión en línea es más adecuada para transformadores principales de potencia, cargas críticas industriales y subestaciones desatendidas.y otros escenarios; las pruebas fuera de línea son adecuadas como medio complementario para los emplazamientos que no están equipados para la supervisión en línea o para inspecciones periódicas en profundidad.

V. Principio de funcionamiento del dispositivo de control del estado de los transformadores sumergidos en aceite

El principio de funcionamiento del dispositivo de monitorización del estado de los transformadores sumergidos en aceite no es complicado, puede resumirse en cuatro eslabones: "percepción - transmisión - análisis - alerta temprana".

Paso 1: Percepción
Los sensores instalados en distintas partes del transformador recopilan continuamente datos sobre magnitudes físicas, como temperatura, vibración, concentración de gas, magnitudes eléctricas, etcétera. Los distintos sensores utilizan principios de medición diferentes, por ejemplo, sensores de fibra óptica para medir la temperatura del devanado, sensores ultrasónicos para la detección local de descargas y sensores electroquímicos para el análisis de gases.

Paso 2: Transmisión
Los datos sin procesar recopilados se transmiten a la unidad de agregación local o a un servidor en la nube por cable (RS485, Ethernet) o de forma inalámbrica (4G/5G, LoRa). Los dispositivos modernos suelen admitir varios protocolos de comunicación al mismo tiempo y son compatibles con interfaces estándar como IEC 61850 y Modbus.

Paso 3: Analizar
El sistema de fondo realiza cálculos en tiempo real y análisis de tendencias históricas sobre los datos recibidos, combinándolos con el modelo de umbral preestablecido o el algoritmo de diagnóstico para determinar si el estado actual del equipo se encuentra dentro del rango normal.

Paso 4: Alerta precoz
Una vez detectada la anomalía, el sistema dispara inmediatamente una alarma, notifica al personal pertinente mediante SMS, APP push, alarmas sonoras y luminosas, y genera un informe de fallos que sirve de base para la toma de decisiones de O&M.

VI. ¿Qué debo tener en cuenta al instalar este aparato?

Una instalación correcta es un requisito previo para el funcionamiento fiable del dispositivo de vigilancia. A continuación se exponen algunas consideraciones clave:

1. Posición de montaje del sensor

Los sensores de temperatura deben instalarse en la parte superior del depósito del transformador, lo más cerca posible de la capa de aceite; los sensores de descarga local deben fijarse en la parte exterior de la pared de la caja, para evitar que la obstrucción metálica afecte a la señal; el dispositivo de cromatografía de aceite en línea para evitar la acumulación de burbujas de aire en la tubería de aceite, la dirección de la tubería debe mantenerse suavemente.

2. Compatibilidad electromagnética

El entorno electromagnético alrededor del transformador es complejo, el cable de señal debe estar blindado y mantener una distancia suficiente de las líneas de alta tensión para evitar interferencias que provoquen distorsión de los datos.

3. Requisitos del nivel de protección

La instalación del dispositivo en exteriores debe seleccionarse con un nivel de protección IP65 o superior; en entornos con mucha humedad, niebla salina o temperaturas extremas, es necesario confirmar el rango de temperatura aplicable del dispositivo y el tratamiento anticorrosión.

4. Toma de tierra

La conexión a tierra del dispositivo de supervisión debe estar conectada de forma fiable a la red principal de tierra del transformador para evitar errores de medición o daños en el equipo debidos a la diferencia de potencial de tierra.

5. Puesta en servicio y aceptación

Después de la finalización de la instalación debe llevarse a cabo la intermodulación de parámetro completo, para confirmar que los datos del sensor y el valor real de la coincidencia, el enlace de comunicación es suave, la función de alarma es normal antes de ser puesto en uso.

VII. ¿Cómo elegir el dispositivo de vigilancia adecuado en función de las necesidades reales?

Ante una amplia gama de productos en el mercado con diferentes características, muchos usuarios no saben por dónde empezar. La siguiente tabla comparativa de selección puede ayudar a ordenar rápidamente las necesidades.

Además de las dimensiones mencionadas, a la hora de elegir un modelo deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

• Si se admiten protocolos estándar:Se da prioridad a los productos compatibles con protocolos estándar como IEC 61850, Modbus TCP, etc., para facilitar la integración con los sistemas SCADA o de control existentes.
• Capacidad de servicio del fabricante:El perfecto sistema posventa, que incluye la instalación y puesta en marcha locales, la asistencia técnica a distancia, el suministro de piezas de repuesto, etc., es la garantía de un uso estable a largo plazo.
• Certificaciones y cualificaciones:Los productos deben disponer de los correspondientes informes de pruebas de tipo, pruebas de la industria energética y certificación para garantizar la conformidad con el uso real de las normas.

En octavo lugar, la supervisión del estado de los transformadores sumergidos en aceite según las normas y reglamentos pertinentes.

El campo de la monitorización del estado del transformador sumergido en aceite ha formado un sistema estándar relativamente perfecto, en la selección e implementación de ingeniería es necesario referirse a la implementación. Las siguientes son las principales normas de uso común:

• GB/T 7595--Norma de calidad para el aceite de transformadores en funcionamiento, que especifica los requisitos para los límites de gases disueltos en el aceite.
• DL/T 722-Directrices para el análisis y la valoración de los gases disueltos en el aceite del transformador, que constituyen la base fundamental para el diagnóstico de la DGA.
• DL/T 1498--Directrices de evaluación del estado de los transformadores, que especifican el método de puntuación de cada magnitud de estado y el proceso de evaluación global.
• GB/T 4703-Norma de medición de descarga parcial para los requisitos de calibración y prueba de los sensores de descarga local.
• IEC 60076-7-Directrices de carga de transformadores sumergidos en aceite que cubren los límites de temperatura y los métodos de cálculo de modelos térmicos.
• Q/GDW 11304-Norma de empresa de red estatal, que detalla los requisitos técnicos de los dispositivos de supervisión de transformadores en línea.

En el proceso de licitación y aceptación del proyecto, se recomienda exigir explícitamente a los proveedores una declaración de conformidad con las normas pertinentes para garantizar que las especificaciones técnicas de los productos se ajustan a los requisitos de las normas.

IX. Alerta temprana de los fallos más comunes y formas de solucionarlos

El valor fundamental de un dispositivo de monitorización de estado es detectar los problemas con antelación. A continuación se presentan varios tipos de señales anormales comunes y sus correspondientes recomendaciones de manejo:

1. Temperaturas del aceite persistentemente elevadas

Posibles causas: funcionamiento con sobrecarga, obstrucción del radiador, fallo del sistema de refrigeración. Tratamiento sugerido: comprobarVentiladores/Estado de funcionamiento del sistema refrigerado por agua, verifique los niveles de carga y opere con cargas reducidas si es necesario.

2. Concentraciones elevadas de gases disueltos (H₂, CH₄, C₂H₂).

Posible causa: Descarga parcial interna o sobrecalentamiento. La presencia de acetileno (C₂H₂) suele indicar una descarga de arco interna, que es una señal de alto riesgo y debe detenerse inmediatamente para su inspección.

3. Aumento repentino de las descargas locales

Posibles causas: aislamiento húmedo, deterioro del aceite aislante, presencia de defectos en el entrehierro. Sugerencia de tratamiento: Combinar con los datos de DGA para hacer un juicio exhaustivo, organizar pruebas de muestras de aceite y diagnóstico de precisión.

4. Descenso continuado de los niveles de petróleo

Posibles causas: Fuga de aceite, cápsula del depósito de aceite rota. Recomendación: Inspección in situ para confirmar los puntos de fuga, reposición oportuna de aceite y reparación de los defectos de sellado.

5. Corriente de puesta a tierra del núcleo anormal

Posibles causas: Conexión a tierra multipunto del núcleo de hierro o daños en el aislamiento. Sugerencias de solución: Organice una inspección de fallo de alimentación, mida la resistencia de aislamiento del núcleo de hierro e investigue el circuito de puesta a tierra.

X. ¿Por qué cada vez más usuarios eligen los dispositivos de monitorización de Inotera?

Entre los muchos proveedores de soluciones de monitorización de estado para transformadores sumergidos en aceite.InnoTechCon su sistema de productos especializados y su rica experiencia en ingeniería, se ha ganado la confianza y la elección de cada vez más usuarios.

Especializado en el campo de la supervisión de equipos eléctricos

La línea de productos abarca la supervisión de la temperatura del aceite, la supervisión del nivel de aceite, la detección de descargas parciales, el análisis en línea de gases disueltos y otros módulos de supervisión del núcleo, y es capaz de proporcionar soluciones específicas para diferentes tamaños y niveles de tensión de los transformadores, en lugar de un producto genérico de "talla única".

Cumple las normas generales y es altamente compatible

Diseñados en estricta conformidad con DL/T 1498, Q/GDW 11304 y otras normas industriales, los dispositivos de monitorización de Inotera son compatibles con IEC 61850, Modbus TCP, MQTT y otros protocolos de comunicación, y se puede acceder sin problemas a la State Grid, al South China Network Dispatch System y a plataformas de operación y mantenimiento de terceros, con un despliegue flexible y un acceso cómodo.

Perfecto sistema de servicio posventa

Desde la consulta sobre el programa previo al proyecto y la orientación para la instalación y la puesta en servicio, hasta la asistencia técnica a distancia y el mantenimiento periódico tras la puesta en servicio, INNOTEC ofrece una garantía de servicio durante todo el ciclo de vida, lo que ayuda a los usuarios a alcanzar realmente el objetivo de "supervisión, buen uso y mantenimiento cómodo".

Adecuado para una amplia gama de aplicaciones

Tanto si se trata de transformadores principales de subestaciones de 110 kV, transformadores especiales industriales de 35 kV o centros de datos, hospitales, ferrocarriles y otros lugares que requieren una alta fiabilidad del suministro eléctrico, INNOTEC cuenta con casos de implementación maduros y una rica experiencia in situ.

Si busca una solución fiable de Condition Monitoring para transformadores sumergidos en aceite, póngase en contacto con INNOTEC para obtener asesoramiento profesional y soluciones personalizadas.

declaración negando o limitando la responsabilidad

Este artículo es sólo de referencia y pretende ofrecer una introducción general a los dispositivos de monitorización del estado de los transformadores sumergidos en aceite. Los parámetros técnicos, las especificaciones estándar y las recomendaciones de aplicación de este artículo no constituyen la única base para ninguna decisión de ejecución o adquisición de proyectos. El proyecto real debe ser combinado con modelos de equipos específicos, condiciones del sitio y normas relacionadas, por personal profesional y técnico para evaluar y confirmar. El autor y el editor de este artículo no serán responsables de ninguna pérdida directa o indirecta derivada de la referencia al contenido de este artículo.