Transformadores sumergidos en aceite frente a transformadores secos: ¿cuáles son las diferencias en los métodos de control del estado?

• Los transformadores sumergidos en aceite difieren fundamentalmente de los transformadores de tipo seco en cuanto a estructura y medio aislante, por lo que los parámetros y métodos de supervisión del estado son completamente distintos.
• Los transformadores sumergidos en aceite deben centrarse en controlar la temperatura del aceite, el nivel de aceite, los gases disueltos, las descargas parciales y otros parámetros específicos del aceite aislante.
• En los transformadores secos, la temperatura del devanado, las vibraciones, la temperatura y humedad ambiente y los parámetros eléctricos son los principales objetos de control.
• Las condiciones de instalación, las señales de aviso de avería y las normas aplicables de los dos transformadores son diferentes y deben clasificarse al seleccionar el tipo.
• Inotera también ofrece soluciones de supervisión profesionales para transformadores sumergidos en aceite y transformadores de tipo seco para satisfacer las necesidades de funcionamiento y mantenimiento de múltiples tipos de equipos.

En primer lugar, los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores de tipo seco, al final, ¿cuál es la diferencia?

Antes de seleccionar un dispositivo de monitorización de estado, primero es necesario tener claras las diferencias esenciales entre los dos tipos de transformadores. Muchos usuarios no tienen un concepto completamente claro de los dos tipos de dispositivos, que es precisamente el requisito previo para comprender las diferencias de monitorización.

Transformadores sumergidos en aceiteEs un transformador con aceite de transformador (aceite mineral aislante) como medio de aislamiento y refrigeración. El núcleo de hierro y los devanados están completamente sumergidos en aceite aislante, y el dispositivo está instalado en un tanque metálico sellado. Sus ventajas son un buen rendimiento de aislamiento, una gran eficacia de disipación del calor, puede fabricar productos de gran capacidad, ampliamente utilizados en subestaciones exteriores, sistemas de transmisión y ocasiones de gran capacidad de alta tensión.

Transformadores de tipo secoEn su lugar, se utiliza aire o material aislante sólido (como resina epoxi) como medio aislante, y el núcleo y los bobinados están directamente expuestos al aire o encapsulados por material aislante sólido sin aceite aislante. Sus ventajas son buena resistencia al fuego, fácil mantenimiento, instalación flexible, adecuado para uso en interiores, comúnmente utilizado en edificios comerciales, metros, hospitales, centros de datos y otros lugares con altos requisitos de resistencia al fuego.

Debido a las diferencias fundamentales en el medio aislante, también hay diferencias significativas en los mecanismos de fallo, los patrones de envejecimiento y las prioridades de supervisión de los dos transformadores, por lo que no pueden simplemente estar cubiertos por el mismo conjunto de programas de supervisión.

II. ¿Por qué no se pueden utilizar indistintamente los dos métodos de supervisión de transformadores?

Esta es una pregunta que se harán muchos usuarios. A primera vista, ambos transformadores necesitan controlar la temperatura y el estado eléctrico, y parece que pueden compartir un programa común. En realidad, sin embargo, hay diferencias fundamentales en la lógica de supervisión de ambos.

El sistema de aislamiento de un transformador sumergido en aceite depende del estado del aceite aislante, y el envejecimiento, la humedad y la generación de gas del aceite aislante son la base fundamental para determinar los fallos internos. Por lo tanto, el análisis de gases disueltos (AGD) en el aceite, el nivel de aceite, la temperatura del aceite, etc. son elementos de supervisión exclusivos de los transformadores sumergidos en aceite, mientras que estos parámetros no existen en absoluto para los transformadores de tipo seco.

Los principales riesgos de los transformadores de tipo seco proceden del sobrecalentamiento de los devanados, el envejecimiento de la resina epoxi, el aflojamiento de la vibración mecánica, etc. Es necesario juzgar el estado del equipo mediante parámetros como la temperatura de los devanados, las señales de vibración, la temperatura y la humedad ambientales. Si la lógica de monitorización del transformador sumergido en aceite se aplica directamente al transformador de tipo seco, no sólo no se puede monitorizar eficazmente, sino que también se puede formar un punto ciego de monitorización.

Además, los dos transformadores tienen diferentes ubicaciones de instalación (exterior frente a interior), diferentes requisitos de nivel de protección, diferentes interfaces de comunicación y métodos de control, lo que determina aún más que el dispositivo de supervisión deba clasificarse y seleccionarse por separado.

En tercer lugar, ¿cuáles son los parámetros de control del núcleo de los transformadores sumergidos en aceite?

El sistema de monitorización de los transformadores sumergidos en aceite es relativamente complejo, ya que intervienen el aceite, la electricidad, el calor, la mecánica y otras dimensiones. A continuación se resumen los principales parámetros de supervisión:

Entre ellas.Análisis de gases disueltos (AGD)Es el medio de mayor valor diagnóstico en la monitorización del estado de los transformadores sumergidos en aceite, que puede identificar la anomalía interna días o incluso semanas antes de que se produzca el fallo, y es el proyecto de monitorización único e insustituible de los transformadores sumergidos en aceite.

En cuarto lugar, ¿cuáles son los parámetros de control del núcleo de los transformadores de tipo seco?

Los transformadores de tipo seco no tienen aceite aislante, y su sistema de supervisión se centra más en la temperatura, el estado mecánico y el funcionamiento eléctrico. Tomando como ejemplo el dispositivo de supervisión inteligente de transformadores Inotera PHM 300U, los parámetros principales de supervisión de los transformadores de tipo seco son los siguientes:

Se puede observar que los transformadores de tipo seco tienen menos parámetros de control en general que los transformadores sumergidos en aceite, pero elTemperatura y vibracionesson dos núcleos absolutos. El exceso de temperatura del bobinado no sólo acelerará el envejecimiento del aislamiento, sino que incluso provocará incendios en casos graves; mientras que la anormalidad de la vibración es a menudo una señal temprana de aflojamiento del núcleo o deformación del bobinado, que no debe ignorarse.

V. Sumergido en aceite frente a seco: comparación exhaustiva de los parámetros de control

En la tabla siguiente se comparan los parámetros de control de los dos transformadores para comprender rápidamente sus características y diferencias.

VI. ¿Cuáles son las diferencias entre las señales de aviso de avería de los dos tipos de transformadores?

Comprender las diferencias entre las señales de aviso de avería ayuda al personal de O&M a determinar rápidamente el nivel de riesgo y a tomar las medidas adecuadas cuando recibe la alerta.

Señales de advertencia habituales en los transformadores sumergidos en aceite

• La temperatura del aceite sigue aumentando:Posible fallo del sistema de refrigeración o sobrecarga, es necesario comprobar la unidad de refrigeración y verificar el nivel de carga inmediatamente.
• Concentración elevada de acetileno (C₂H₂):Esta es la señal más peligrosa y suele significar que se ha producido una descarga de arco interna y debe detenerse e inspeccionarse sin demora.
• El nivel de aceite sigue bajando:Indica que hay una fuga de aceite o una cápsula rota en el conservador de aceite, lo que requiere una inspección in situ para confirmar el punto de fuga.
• Aumento repentino de las descargas localizadas:En combinación con los datos de la DGA, se considera que puede haber un defecto de aislamiento y es necesario organizar un diagnóstico de precisión.
• Corriente de tierra anormal en el núcleo:Sugiere que el núcleo de hierro está conectado a tierra en varios puntos y que es necesario desconectarlo para comprobar la resistencia del aislamiento.

Señales de advertencia habituales de los transformadores de tipo seco

• Exceso de temperatura de bobinado:Esta es la alarma más común para los transformadores de tipo seco y puede estar causada por una sobrecarga,VentiladoresCausas de mal funcionamiento o ventilación deficiente, es necesario comprobar inmediatamente las condiciones de refrigeración.
• La amplitud de la vibración es anormalmente alta:Si los pernos del núcleo están sueltos o los devanados deformados, hay que organizar una parada para comprobar la mecánica.
• La humedad ambiental es crónicamente alta:Un entorno de alta humedad acelerará el envejecimiento del aislamiento de resina epoxi, por lo que es necesario comprobar si el equipo de deshumidificación funciona con normalidad.
• Desequilibrio de corriente trifásica:Puede reflejar un desequilibrio de la carga o un cortocircuito entre espiras del devanado; debe combinarse con los datos de temperatura para emitir un juicio exhaustivo.
• La esperanza de vida esperada se reduce considerablemente:Los dispositivos de supervisión como el PHM 300U calculan la vida útil restante del equipo en tiempo real, y si la predicción de vida útil desciende de forma anormal, es necesario revisar el nivel de carga y las condiciones de funcionamiento.

VII. Al instalar dispositivos de vigilancia, ¿las precauciones son las mismas para ambos?

Las sesiones de instalación también son muy diferentes y deben tratarse por separado.

Puntos de instalación de los transformadores sumergidos en aceite

Los transformadores sumergidos en aceite suelen instalarse en subestaciones al aire libre o en salas subterráneas sumergidas en aceite, donde el entorno es complejo y las interferencias electromagnéticas son fuertes. Los sensores deben ser a prueba de agua, tratamiento anti-corrosión, el cable de señal debe ser blindado y lejos de las líneas eléctricas fuertes.oleoducto DGA debe mantenerse en una dirección suave para evitar la acumulación de burbujas de gas afectan a la precisión de muestreo de gas. El nivel de protección del dispositivo se requiere generalmente por encima de IP55, y garantizar una conexión a tierra fiable.

Puntos de instalación de transformadores de tipo seco

Los transformadores de tipo seco se instalan sobre todo en salas de distribución interiores, el espacio es relativamente limitado, la alineación debe ser ordenada y normalizada. Los sensores de temperatura deben instalarse cerca de la superficie del devanado para garantizar una medición precisa. El sensor de vibración debe fijarse en la estructura metálica del cuerpo del transformador; evite instalarlo en la placa de la carcasa, ya que podría distorsionar la señal. El PHM 300U y otros dispositivos de monitorización inteligente se comunican con el controlador de temperatura a través de la interfaz RS485; el cableado debe prestar atención a la configuración de la dirección de comunicación para garantizar que los datos de los sensores múltiples se resumen correctamente. El nivel de protección de la instalación interior IP20 ~ IP54 puede cumplir los requisitos.

Consideraciones comunes para ambos

Independientemente del tipo de transformador, una vez finalizada la instalación, es necesario realizar pruebas de intermodulación de parámetro completo para confirmar que las lecturas de los sensores coinciden con el valor real, el enlace de comunicación es estable y la función de alarma se activa con normalidad antes de que pueda ponerse en funcionamiento formalmente.

VIII. ¿Cómo seleccionar el programa de vigilancia adecuado en función del tipo de transformador?

Una vez aclaradas las diferencias de control entre los dos tipos de transformadores, puede consultar las siguientes ideas en la selección real:

En primer lugar, aclarar el tipo de transformador y el uso de la escena. Los transformadores principales de alta tensión de exterior dan prioridad al esquema de monitorización de parámetros completos de transformadores sumergidos en aceite; los transformadores de distribución de media y baja tensión de interior (especialmente edificios comerciales, metros, hospitales, centros de datos) suelen estar equipados con transformadores de tipo seco, y se prefieren los dispositivos de monitorización inteligente con funciones de temperatura, vibración, parámetros eléctricos y predicción de vida útil.

En segundo lugar, de acuerdo con la capacidad y la importancia del transformador para determinar la profundidad de la vigilancia. 110kV por encima del transformador principal importante se recomienda estar equipado con un conjunto completo de inmersión en aceite, tales como DGA, descarga local, la pérdida dieléctrica de la carcasa y así sucesivamente.Control de transformadoresMódulos; los transformadores industriales especializados de 10kV~35kV pueden elegir la combinación de parámetros del núcleo en función del presupuesto real; los transformadores de distribución ordinarios de interior de tipo seco se basan en la supervisión de la temperatura del devanado, a la que se añaden módulos de vibración y parámetros eléctricos cuando las condiciones lo permiten.

Por último, hay que centrarse en la compatibilidad del protocolo de comunicación. Independientemente del cambio de aceite o del cambio en seco, el dispositivo de monitorización debe ser compatible con Modbus RTU/TCP, IEC 61850 y otros protocolos principales, para facilitar el acceso al sistema de despacho existente o a la plataforma de operación y mantenimiento, y evitar los silos de datos.

IX. Comparación de las normas de aplicación pertinentes

La monitorización del estado de los transformadores sumergidos en aceite y de los transformadores de tipo seco corresponde a diferentes sistemas estándar, a los que se debe hacer referencia en la ejecución del proyecto y la selección del producto:

Normas relacionadas con la supervisión de transformadores sumergidos en aceite

• DL/T 722-Directrices para el análisis y la determinación de gases disueltos en aceites de transformadores (Base DGA)
• GB/T 7595-Normas de calidad del aceite para transformadores
• DL/T 1498--Directrices para la evaluación del estado de los transformadores
• GB/T 4703-Normas de medición de descargas parciales
• Q/GDW 11304--Especificaciones técnicas para el dispositivo de supervisión en línea de los transformadores de la red eléctrica nacional

Normas relativas a la vigilancia de los transformadores de tipo seco

• GB/T 10228--Parámetros técnicos y requisitos de los transformadores de potencia de tipo seco.
• GB/T 17211-Directrices de carga para transformadores de potencia de tipo seco (base para los límites de temperatura de los devanados).
• IEC 60076-11-Norma internacional para transformadores de tipo seco, que especifica las clases de temperatura y los requisitos de aislamiento.
• GB/T 22072-Requisitos técnicos generales de los reguladores de temperatura para transformadores de tipo seco.

Se recomienda exigir explícitamente a los proveedores que presenten declaraciones de conformidad de los productos con las normas correspondientes en los documentos de licitación de los proyectos para garantizar que los dispositivos de vigilancia cumplen los requisitos de las aplicaciones prácticas.

Ten, Inotera: soluciones de supervisión que cubren al mismo tiempo el cambio de aceite y el cambio en seco

En el proyecto real, una subestación o sistema de distribución a menudo contiene tanto transformadores sumergidos en aceite como transformadores de tipo seco, si se compran por separado a diferentes fabricantes de dispositivos de monitorización, no sólo la gestión es compleja, el mantenimiento posterior también es más problemático.InnoTechComo proveedor profesional de soluciones de monitorización del estado de equipos de energía, puede cubrir las necesidades de monitorización de dos tipos de transformadores al mismo tiempo y lograr una gestión unificada.

Supervisión de transformadores de tipo seco: PHM 300U Dispositivo inteligente de supervisión de transformadores

Inotera PHM 300U es un dispositivo de monitorización multiparamétrica en línea especialmente diseñado para transformadores de tipo seco, que integra la monitorización de la temperatura del devanado trifásico y del núcleo, la monitorización de la temperatura ambiente y la humedad, la monitorización de las vibraciones, la adquisición de parámetros eléctricos del lado de baja tensión y la predicción de la vida útil del equipo y las estadísticas de pérdida de potencia incorporadas. El dispositivo está equipado con una intuitiva interfaz de control hombre-máquina, soporta el protocolo Modbus RTU y puede conectarse de forma flexible al sistema de fondo de operación y mantenimiento inteligente. Ayuda a los usuarios a pasar del tradicional "mantenimiento periódico" a un modo más eficaz de "mantenimiento condicional", reduciendo el riesgo de averías y alargando la vida útil de los equipos.

Supervisión de transformadores sumergidos en aceite: sistema de supervisión en línea de parámetros completos

Para los transformadores sumergidos en aceite, Inotera también proporciona sistemas de supervisión en línea que cubren parámetros del núcleo como la temperatura del aceite, el nivel de aceite, el gas disuelto, la descarga parcial, la corriente de sujeción del núcleo, la supervisión de la carcasa, etc., que admiten el acoplamiento con las plataformas de programación de State Grid y South Grid para satisfacer las necesidades de supervisión de transformadores de diferentes niveles de tensión y capacidades.

Servicio integral que abarca todo el ciclo de vida

Inotera ofrece una gama completa de servicios, desde la consultoría de programas, el suministro de productos, la instalación y la puesta en servicio hasta el posterior soporte de funcionamiento y mantenimiento, el suministro directo de fábrica, el soporte de funcionalidades personalizadas, tanto si se trata de un solo equipo como de una solución global a nivel de sistema, puede ser una respuesta flexible. Si busca una solución fiable de supervisión de estado para transformadores sumergidos en aceite o transformadores de tipo seco, póngase en contacto con INNOTEC para obtener asesoramiento profesional.

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Este artículo es sólo para referencia general, tiene como objetivo introducir el transformador sumergido en aceite y de tipo seco transformador de monitoreo de condición de los conocimientos básicos y las diferencias en la comparación, no constituye la única base para cualquier aplicación de ingeniería, las decisiones de adquisición o programas técnicos. Los indicadores de parámetros, normas e introducción de productos, la aplicación real debe combinarse con modelos de equipos específicos, las condiciones del sitio y los últimos requisitos de la norma, por personal profesional y técnico para evaluar y confirmar. El autor y el editor de este artículo no asumen responsabilidad legal por cualquier pérdida directa o indirecta derivada de la referencia a los contenidos de este artículo.