Cómo mantener las luces encendidas: Mayor resiliencia de los transformadores gracias al monitoreo de condición
Las últimas interrupciones de la cadena de suministro han provocado una escasez de materias primas necesarias para la producción y reparación de transformadores. La falta de unidades transformadoras operativas pone en peligro la infraestructura eléctrica del país. La gravedad de esta situación llevó al Presidente Biden a firmar en junio de 2022 una orden ejecutiva para acelerar la producción nacional de transformadores y otras tecnologías de energía limpia para modernizar y fortalecer la red eléctrica. Mientras la industria atraviesa esta fase de reconstrucción, es fundamental mantener la calidad de estos activos desde la producción hasta el final de su ciclo de vida.
El ataque de la naturaleza a las redes eléctricas
Aunque las redes eléctricas más antiguas se deterioran y averían, la presencia de condiciones meteorológicas extremas está afectando incluso a los transformadores más nuevos. Este clima severo, combinado con otras catástrofes naturales como terremotos e inundaciones, no deja de representar una amenaza para las redes eléctricas. Este clima es inevitable; el cambio climático ha exacerbado y seguirá exacerbando estos fenómenos, y la red eléctrica debe estar preparada. Construir una red eléctrica más resiliente es importante, pero mantener los transformadores que ya tenemos es esencial. Más del 50% de las fallas de transformadores son causados por factores externos, como eventos relacionados con el clima. Si la unidad ya está debilitada y sometida a demasiado esfuerzo, hay más probabilidades de que la presencia de estos elementos la haga fallar. Las herramientas de monitoreo de condición detectan problemas en forma temprana para ayudar a preparar mejor estas unidades para eventos inesperados.
Microrredes: El nuevo camino de las energías renovables
Los transformadores son el pilar de la red eléctrica, pero el reciente cambio gradual a las microrredes tiene entusiasmado al mundo de las empresas de servicios públicos. Las microrredes son más pequeñas, interoperan con la red eléctrica y, en general, son más fáciles de construir y mantener. Esto no quiere decir que los transformadores vayan a desaparecer definitivamente, pero las microrredes son una forma excelente de integrar redes más manejables en el entorno eléctrico. Su recuperación es mucho más rápida tras un gran incidente meteorológico, y sus reparaciones mucho más sencillas. Las microrredes son una magnífica opción renovable en un mundo centrado en mitigar el cambio climático. Las redes de acción rápida funcionan de forma independiente para conservar energía y reducir las pérdidas de transmisión, pero también pueden conectarse a redes más grandes para proporcionar respaldo adicional cuando sea necesario.
Desde cero y pensado para durar
La necesidad de transformadores nuevos y mejorados brinda la oportunidad de empezar de cero: ¿por qué construir algo que no esté hecho para durar? Los tiempos actuales exigen transformadores duraderos y renovados, por lo que es crucial evaluar detenidamente el diseño y las especificaciones de cada activo.
Pero igual de importante y eficaz es optimizar el estado de los activos que tenemos hoy en el campo. Los transformadores más antiguos están empezando a envejecer y deteriorarse, lo que los hace más susceptibles de sufrir fallas, así como daños relacionados con las inclemencias del tiempo y las tormentas, y la necesidad de unidades nuevas es más imperiosa que nunca. Con el aumento de la disponibilidad de nuevos materiales, es crucial garantizar que los nuevos transformadores se construyan para el largo plazo. Siguiendo las normas IEEE, la realización de revisiones de diseño y pruebas testigo en fábrica formales son pasos muy importantes para garantizar que el fabricante está construyendo el transformador para la aplicación y especificaciones técnicas previstas. Las pruebas del circuito magnético, los devanados y el aislamiento, la impedancia y las pérdidas, la interoperabilidad, el rendimiento térmico y la resistencia al cortocircuito de un transformador son muy importantes en el caso de los transformadores renovables y en aquellos que son específicos de las microrredes, donde el impacto de los armónicos puede ser más grave que en las unidades típicas de transmisión y distribución.
Independientemente de la fase del ciclo de vida en la que se encuentre un transformador, también deben aplicarse herramientas de mantenimiento proactivo y monitoreo de condición para optimizar su estado. La Plataforma Calisto® proporciona una amplia gama de opciones para pruebas y análisis. Con el Calisto T1, los ingenieros tienen la capacidad de probar la funcionalidad de las boquillas para asegurarse de que están trabajando de manera eficiente para reducir el ruido y la vibración, mientras que proporciona aislamiento a los altos voltajes que las atraviesan. El T1 también contiene un protector de descargas parciales que ayuda a eliminar las descargas parciales, trabajando para prevenir el envejecimiento del material aislante y evitar las rupturas eléctricas. La preservación cuidadosa de los materiales es importante a la hora de monitorear un transformador. El uso de un detector de descargas parciales, como el T1, para mantener un transformador hará que la red eléctrica sea mucho más resistente.
El nuevo Monitor de análisis de gases disueltos (AGD) Calisto R9 proporciona lecturas críticas de AGD de todos los gases clave de falla del transformador, sin gases consumibles y se autocalibra con agua para obtener lecturas precisas a largo plazo. Otras herramientas, como el Calisto H1, muestrean continuamente el aceite de los transformadores para detectar con precisión altos niveles de hidrógeno, lo que puede indicar una falla eléctrica. Las pruebas constantes son clave para evitar una falla, lo que podría conducir a una interrupción total de la red. Las interrupciones de la red pueden afectar el servicio de gas natural, lo que plantea problemas ambientales y de salud y desencadena una reacción en cadena peligrosa. La utilización del conjunto adecuado de herramientas de monitoreo de condición para construir transformadores y el uso regular de estas herramientas para monitorear las nuevas redes es importante para el estado de los transformadores y ayudará a mantener su resiliencia a lo largo del tiempo.
Tanto si la electricidad procede de la red eléctrica tradicional como de una microrred más pequeña, una cosa es segura: se producirán rupturas y fallas en los transformadores si las unidades no se conservan adecuadamente. La disponibilidad de materiales respaldada por la ley ejecutiva del presidente Biden garantizará la construcción de nuevas redes. A partir de ese momento, habrá que realizar un mantenimiento adecuado para prolongar la vida útil del transformador, y ahí es donde las herramientas de monitoreo de condición desempeñan un papel vital. Un transformador en perfectas condiciones y operativo está preparado para hacer frente a imprevistos y contribuye a una red eléctrica más robusta y resiliente.
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