Normas y ciclos de ensayo para el análisis de gases disueltos en aceite de transformador mediante cromatografía gaseosa

La cromatografía de gas para el análisis de gas disuelto (DGA) en aceite de transformador es una herramienta de diagnóstico esencial para evaluar el estado y la fiabilidad de los transformadores.Este artículo proporciona una guía detallada del ciclo de ensayo y las normas para la realización de la cromatografía de gas en aceite de transformador, destinado a ayudar a los nuevos ingenieros y profesionales de la contratación pública a comprender su importancia y ejecución.

Importancia del análisis de gases disueltos (DGA)

DGA mide las concentraciones de gases disueltos en el aceite de transformador, que se generan como subproducto del esfuerzo térmico y eléctrico en el interior de los transformadores.:

• Detectar fallas tempranascomo el sobrecalentamiento, descargas parciales o arco.
• Supervisión de las condiciones de funcionamientopara garantizar la fiabilidad del transformador.
• Mantenimiento del planpara evitar fallos catastróficos.

Los gases clave que se supervisan incluyen:hidrógeno (H2),el metano (CH4),Acetileno (C2H2),Etileno (C2H4), yMonóxido de carbono (CO).

Ciclo de ensayo para el análisis de gases disueltos

La frecuencia de las pruebas de DGA depende de la tensión nominal, la capacidad y las condiciones operativas del transformador.

1. Transformadores de 220 kV y más de 120 MVA:

   • Prueba cada3 a 6 mesesdurante el funcionamiento normal.
   • Pruebas adicionales en el4o, 10o y 30o díasdespués de la instalación, revisión o sustitución de las bobinas.

2. Transformadores de 110 kV:

   • Prueba una vez cada30 días y 180 díasdespués de la instalación, revisión o sustitución de las bobinas.
   • Posteriormente, el ensayopor año.

3. Transformadores de 35 kV:

   • Transformadores con un valor nominal8 MVA y más: Pruebapor año.
   • Transformadores con un valor nominalinferior a 8 MVA: Pruebapor año.

4. Pruebas ad hoc:

   • Se realizarán ensayos cuando surjan condiciones de funcionamiento anormales, como aumentos de temperatura inexplicables, desequilibrios de carga o decoloración del aceite.

Normas de ensayo para el contenido de gases disueltos

Para garantizar el funcionamiento seguro y fiable de los transformadores, deben respetarse las siguientes normas al analizar el contenido de gas disuelto en el aceite de transformador:

1. Transformadores recién instalados:

   • Gas total de hidrocarburos (THG): ≤ 20 μL/L
   • Hidrógeno (H2): ≤ 30 μL/L
   • Acetileno (C2H2): No se puede detectar.

2. Transformadores después de un mantenimiento importante:

   • Gas total de hidrocarburos (THG): ≤ 50 μL/L
   • Hidrógeno (H2): ≤ 50 μL/L
   • Acetileno (C2H2): Se admiten cantidades traza.

3. Transformadores de 110 kV y superiores:

   • Si esC2H2Cuando se detecte una anomalía, se debe aumentar la frecuencia de ensayos para seguir las tendencias y controlar de cerca el estado del equipo.

4. Transformadores en funcionamiento (limiares de alerta):

   • Gas total de hidrocarburos (THG): ≥ 150 μL/L
   • Hidrógeno (H2): ≥ 150 μL/L
   • Acetileno (C2H2): ≥ 5,0 μL/L

5. Tasa de producción de gas:

   • Si la tasa relativa de producción de gas excede10% al mesEsto se aplica tanto a los transformadores de tipo abierto como a los de tipo cerrado.

Principios fundamentales de la cromatografía gaseosa para DGA

La cromatografía de gas separa y cuantifica los gases individuales disueltos en el aceite del transformador.

1. Extracción de muestras de aceite:
   • Se recogen muestras de aceite del transformador en condiciones controladas para evitar la contaminación o la pérdida de gas.
2. Extracción de gas:
   • Los gases disueltos se extraen del aceite mediante métodos de vacío o de extracción de gases.
3. Análisis cromatográfico:
   • Los gases pasan a través de una columna donde se separan según el tamaño molecular y la polaridad.
   • Un detector mide la concentración de cada gas.
4. Interpretación de los datos:
   • Se compararán las concentraciones de gas medidas con los umbrales estándar para determinar el estado del transformador.

Aplicaciones y beneficios

1. Diagnóstico erróneo:
   • Identifica tipos específicos de fallas (por ejemplo, fallas térmicas, descargas eléctricas) mediante el análisis de la composición del gas.
2. Mantenimiento preventivo:
   • Permite la detección temprana de problemas, reduciendo la probabilidad de interrupciones no planificadas o reparaciones costosas.
3. Cumplimiento normativo:
   • Asegura que los transformadores cumplan con las normas de funcionamiento y seguridad.
4. Gestión de activos:
   • Prolonga la vida útil del transformador identificando y corrigiendo fallas antes de que se intensifiquen.

Conclusión

El análisis de gases disueltos basado en cromatografía de gas es una práctica indispensable para mantener la salud y la seguridad de los transformadores.Los ingenieros y los profesionales de la contratación pueden garantizar la detección temprana de fallas, minimizar el tiempo de inactividad y mejorar la fiabilidad de los sistemas de energía.

Para los nuevos ingenieros y compradores, comprender estos procedimientos proporciona una base para tomar decisiones informadas sobre el mantenimiento y el diagnóstico de transformadores.