Termografía en diagnóstico de transformadores de potencia

Este trabajo presenta los resultados obtenidos en las inspecciones de termografía infrarroja a transformadores de potencia de 2000 y 2500 KVA en 13.8-0.480/0.277 KV instalados en plantas industriales, así mismo se determinan la causa raíz del problema que presentan para su corrección. Con base a los resultados obtenidos en estos equipos, se concluye de la importancia de la implantación de un buen plan de mantenimiento proactivo que contemple la termografía infrarroja a los equipos eléctricos, que permita analizar de manera oportuna las fallas que presentan, para mejorar la confiabilidad del equipo a través de acciones dirigidas a evitar que se repitan.

El diagnóstico eficiente de manera oportuna del estado de los transformadores de potencia y equipos eléctricos de una subestación para garantizar el servicio de energía eléctrica, juega un papel muy importante en esta competencia por su influencia en la calidad y costo del producto final.

Actualmente con el avance tecnológico en la ingeniería de los equipos de prueba, equipos de monitoreo en tiempo real y de la termografía infrarroja es posible dar un buen diagnóstico de las condiciones reales de operación de los transformadores de potencia para garantizar la disponibilidad y confiabilidad, evitando que ocurran fallas inesperadas.

Reduciendo el índice de fallas en los transformadores producto de puntos calientes detectándolos en su etapa inicial y tomando acciones correctivas oportunamente producto del análisis de la causa raíz de las fallas para eliminar su recurrencia.

Con fecha 5 de Septiembre del 2004, se realizó una inspección de termografía infrarroja al transformador de 2000 KVA, 13.8 KV-440V instalado en un planta industrial, en Celaya, Guanajuato (México). Durante esta inspección se detecto una anomalía, revelando un perfil térmico muy elevado en la boquilla de baja tensión de la fase X3, 50°C más elevado que las boquillas X1 y X2.

Dado la importancia que tiene este equipo para la planta se programo el paro para su revisión y reparación. En la Figura 1 se muestra el perfil térmico de la boquilla con problemas.

Durante esta actividad se observo carbonización y deformación en las conexiones, partículas suspendidas en el aceite, conexiones flojas en las colillas, punto caliente en la colilla de la boquilla de baja tensión de la fase X3, rupturas de conexiones, porcelana de la boquilla rota. Como se muestra en la Figura 2.

Este punto caliente concuerda con los resultados obtenidos de la termografía infrarroja explicando la diferencia de temperaturas entre las fases de las boquillas. El aceite no mostró degradación por esta falla debido a que por diseño del equipo, el aceite no cubre completamente la colilla de la
boquilla. Así mismo se explica el por que no se detecto mediante el análisis cromatográfico de gases disueltos en el aceite aislante del equipo.

Los resultados obtenidos durante la inspección del conjunto núcleo-bobina y de las pruebas eléctricas de campo efectuadas al equipo indican que el aislamiento sólido del devanado no presenta problemas.

Con base a lo anterior se procedió a realizar las correcciones pertinentes en las boquillas de baja tensión. Durante la disección de la boquilla X3, para el cambio de empaques se observa que presenta una fisura considerable el cual no permite realizar el reapriete adecuado. Por lo que fue sustituida por otra de características eléctricas similares, retirada de un transformador de reserva.

Finalmente el transformador fue puesto en servicio sin ningún problema de operación.

Con fecha 21 de Febrero del 2005 se realizó una inspección de termografía infrarroja a un transformador de 2500 KVA, 13.8 KV-480V instalado en un planta industrial. Durante esta inspección se detecto una anomalía, revelando un perfil térmico muy elevado en la boquilla de la fase X2, 30°C más elevado que las boquillas X1 y X3. Como se muestra en la Figura. 3

Este punto caliente concuerda con los resultados obtenidos de la termografía infrarroja, explicando la diferencia de temperaturas entre las fases de las boquillas. Posiblemente el aceite no mostró degradación debido a que esta falla no se había manifestado en forma franca para ser detectado por el análisis cromatográfico de gases disueltos en el aceite aislante del equipo.

Los resultados obtenidos durante la inspección del conjunto núcleo-bobina, soportarías de la guías, empaques de boquillas de alta tensión, empaques de radiadores, cambiador de derivación y de las pruebas eléctricas de campo efectuadas al equipo, indican que el aislamiento sólido del devanado y el equipo en general no presenta problemas para operar.

Con base a lo anterior se procedió a realizar el retiro de la boquilla X2 del equipo, así como su disección para determinar el estado que guarda para su operación. Mediante esta actividad se concluye que la boquilla no esta en condiciones satisfactorias para garantizar la confiabilidad de operación por lo que fue sustituida por otra de características eléctricas similares que fue solicitada a con tiempo como refacción. Finalmente el transformador fue puesto en servicio sin ningún problema de operación.

Conclusiones

Dado el impacto económico que representa para el sector industrial los paros no programados, por la suspensión de la energía eléctrica por falla de los transformadores de potencia y equipos eléctricos en sus instalaciones, es necesario la implantación de un buen plan de mantenimiento proactivo que contemple la termografía infrarroja y equipos de monitoreo continuo a los equipos eléctricos para obtener los beneficios tales como mayor confiabilidad de los equipos, mayor productividad, reducción de costos y máximo aprovechamiento de los recursos humanos. Debido a que se podrá analizar la causa raíz de las fallas y se mejorará la confiabilidad del equipo a través de acciones dirigidas a evitar las fallas inesperadas.


Artículo tomado de la empresa mexicana Técnica Electromecánica Central, S.A. de C.V . Autores Ing Oscar Hugo Osorio Cruz, Ing Angel Marroquin de Jesús e Ing Ernesto Caballero Bello. Usado con permiso.