Preguntas frecuentes
¿De dónde viene la humedad en un transformador?
La humedad puede ingresar al transformador de varias maneras. La más común es a través del respirador. Como el volumen de aceite del transformador cambia todos los días con las variaciones de carga y temperatura, algo de aire tiene que entrar y salir del transformador a través del respirador. Aunque el aire pasa por un compartimento de gel de sílice antes de entrar en el depósito, no puede secarse hasta el 0% de humedad. Por consiguiente, un poco de humedad ingresa al tanque todos los días. Durante un período de 40 años, esto generaría mucha humedad. Este efecto se puede evitar con transformadores sellados o con una bolsa de goma dentro del respirador.
Además, el papel aislante dentro del transformador genera su propia humedad con el tiempo. La degradación del material celulósico genera moléculas de agua. Esta reacción química se acelera a mayor temperatura o en presencia de oxígeno o agua. Esto significa que cuanto más agua se acumula en un transformador, más agua genera el transformador. Este efecto no se puede evitar.
Finalmente, el agua también podría ingresar a un transformador si hay una fuga en empaques o durante una reparación con el tanque abierto.
¿Dónde se encuentra la humedad dentro del transformador?
La humedad permanece en el material aislante del transformador. Aunque la humedad solo se verifica en el aceite, hay una cantidad muy pequeña de agua en el tanque. Incluso en transformadores grandes, el volumen de agua es generalmente inferior a un vaso lleno en comparación con los miles de litros de aceite en el tanque. Podemos concluir que hay menos del 2% del volumen total de agua en el aceite y más del 98% en el material aislante.
¿Cuáles son los efectos de la humedad en las características del transformador?
La humedad dentro del aceite y del papel aislante puede tener un efecto negativo en la tensión de ruptura. Cuanto mayor es la concentración de agua, menor es la tensión de ruptura. Este efecto negativo es particularmente visible durante el cambio de fases del transformador (aumento o disminución de la carga). Durante este tiempo se producen intercambios de moléculas de agua entre el aislamiento y el aceite que disminuyen drásticamente el valor de la tensión de ruptura.
Además, la humedad aumenta la velocidad de degradación del papel aislante. Cuanta más agua contiene el papel, más rápido se degrada. Cada vez que el contenido de agua en el papel aumenta en un porcentaje, la vida útil del transformador se divide por dos.
¿Cuál es la mejor solución para secar un transformador de potencia?
La forma más eficiente de secar un transformador de potencia es utilizar una técnica basada en vacío (calentamiento de baja frecuencia u otro). Con esta, se pueden extraer varias decenas de litros de agua en pocos días. Sin embargo, esta técnica requiere que el transformador se desenergice durante aproximadamente una semana. Además, existe el riesgo de daño ya que se aplica vacío dentro del tanque. Este mantenimiento puede ser bastante costoso y requiere de un equipo capacitado y material específico.
De lo contrario, es posible secar el papel secando el aceite mientras el transformador todavía está en funcionamiento. Pero este proceso debe hacerse en un largo período de tiempo. Hacer circular y secar el aceite durante unos días sería ineficiente ya que solo el 2% del agua está contenida en el aceite. Un par de meses después del mantenimiento, la humedad vuelve al aceite. Sin embargo, el secado del aceite durante un largo período de tiempo mantendrá un aceite seco, por lo tanto, un alto voltaje una alta tensión de ruptura y extraerá la humedad paso a paso del papel, lo que extenderá la vida útil del activo. Esto se puede hacer en línea sin ningún operador.
¿Es posible definir qué tan húmedo está el papel aislante dentro del transformador?
Sí, es posible. La forma directa es desenergizar el transformador, abrirlo y luego tomar una muestra del papel para análisis de laboratorio. Es muy preciso pero también muy difícil de aplicar.
La forma indirecta es comprobar la cantidad o concentración del agua en el aceite. Curvas de equilibrio que vinculan la concentración de agua en el aceite, la temperatura del aceite y el contenido del agua en el papel. Este método puede ser bastante impreciso ya que requiere que el transformador esté en fase de equilibrio, lo que casi nunca sucede en un transformador en funcionamiento. Sin embargo, la combinación de este método con un control continuo de la concentración de agua y la temperatura del aceite permite tener tendencias bastante precisas y, por lo tanto, definir bien el contenido de agua actual en el papel aislante.
¿Cuál es el nivel aceptable de contenido de agua en el papel aislante?
Un transformador nuevo tendrá un contenido de agua en el papel inferior al 1% e idealmente cercano al 0,5%. Con el tiempo, el transformador adquiere humedad cada vez más. Todos los estándares (CIGRE, IEC, IEEE) acuerdan que el contenido de agua en un transformador de potencia debe mantenerse por debajo del 2%. Por encima de este nivel, el transformador puede considerarse húmedo y se debe realizar algún tipo de mantenimiento de secado.
¿Se pueden considerar solo las PPM de agua en el aceite al evaluar la situación del agua de un transformador?
No. Las PPM de agua en aceite no es suficiente para comprender la situación del agua en un transformador. En primer lugar, las PPM cambian constantemente según la carga y el estado actual del transformador. Además, el valor de PPM siempre debe estar vinculado a la temperatura del aceite. Es completamente normal que un aceite caliente tenga más agua en su interior ya que la solubilidad del agua en el aceite aumenta a alta temperatura. Por lo tanto, una PPM alta no significa necesariamente un transformador húmedo y, por otro lado, una PPM baja no significa necesariamente un transformador seco. Idealmente, recomendaríamos monitorear estos valores constantemente con sensores, pero también considerar la saturación relativa (%RS) de agua en el aceite, que es más precisa que las PPM.
¿Cuál debe ser el valor relativo máximo de agua saturada en el aceite?
Se recomienda fuertemente mantener la saturación relativa (%RS) por debajo del 20% en todo momento. Por encima de este valor, la tensión de ruptura del aceite cae drásticamente. Por ejemplo, a 30% RS, la tensión de ruptura puede ser solo alrededor del 70% de su valor inicial y a 50% RS, alrededor del 35% de su valor inicial.
¿Cuánto tiempo puede tardar TRANSEC en secar un transformador de potencia?
Esto depende mucho de las condiciones del transformador y de la cantidad de agua disponible. En este caso la velocidad de extracción para TRANSEC es alta. Cuando 20 PPM ingresan a la unidad, solo 1 PPM sale, pero si la PPM de agua en el aceite es baja, la velocidad general de extracción será más lenta. Cada cilindro puede extraer un mínimo de 3 litros de agua. Si el transformador está muy húmedo y el aceite bastante caliente, habrá un alto nivel de PPM de agua en el aceite. En 6 meses la unidad TRANSEC será capaz de extraer 10 litros. Sin embargo, la misma unidad montada en un transformador nuevo no alcanzará la saturación durante algunos años ya que hay menos agua disponible para extraer.
¿Puede la TRANSEC secar en exceso el papel aislante?
No, no puede. TRANSEC es un “pasivo”, solo de mantenimiento que seca el aceite continuamente. TRANSEC no puede forzar la extracción de agua del papel ya que no se aplica vacío. No obstante, STREAMER agregó la posibilidad de interrumpir el secado de TRANSEC cuando se alcanza un cierto valor de contenido de agua. Gracias a esto, el usuario puede controlar el nivel de secado de su transformador.
¿TRANSEC sigue algún estándar eléctrico?
Sí, las unidades TRANSEC cumplen con el estandarte IEEE C57.140-2006. El gabinete de vigilancia sigue los estándares de Bajo Tensión y EMC (compatibilidad electromagnética). La unidad TRANSEC también cumple con los requisitos de la CE. Adicionalmente, se realizan pruebas internas (presión, vibración, climáticas) para controlar las fugas dentro de la unidad.
¿Puedo mover la TRANSEC de un transformador a otro?
Sí, es posible. Sin embargo, tiene dos inconvenientes. Primero, es imprescindible reemplazar los cilindros filtrantes por cilindros nuevos antes de aplicar la unidad TRANSEC a otro transformador. De hecho, los cilindros usados contendrán alrededor de 40 litros del aceite del primer transformador que no debería contaminar el aceite del segundo transformador. El segundo inconveniente es que tan pronto como se retire la unidad TRANSEC del transformador 1, la producción y concentración de humedad en este transformador comenzará a aumentar nuevamente. A menos que el contenido de agua en el papel se haya reducido a un nivel bajo (por debajo del 1,8%), no se recomienda retirar la unidad TRANSEC de este transformador.
¿Qué procedimientos de mantenimiento son necesarios para TRANSEC?
TRANSEC es de muy bajo mantenimiento. TRANSEC no requiere personal en sitio durante su operación. La única parte móvil de la unidad es la bomba que podría fallar eventualmente después de más de 10 años de uso y puede reemplazarse fácilmente. De lo contrario, los cilindros y filtros de partículas deben cambiarse una vez saturados. Esta operación se puede completar mientras el transformador está en línea.
¿Pueden entrar partículas de material filtrante en el transformador?
No. Siempre se coloca un filtro de partículas antes de la salida para evitar cualquier ingreso al transformador.
¿Es posible utilizar una TRANSEC en un transformador que ya está equipado con una unidad de Análisis de Gases disueltos (AGD)?
Por supuesto. TRANSEC no altera la concentración de los 9 gases disueltos. Solo extrae moléculas de agua. Por lo tanto, la lectura de AGD no se verá afectada. Si las válvulas del transformador son limitadas, incluso es posible conectar la unidad AGD y TRANSEC a las mismas válvulas inferior y superior.
¿TRANSEC puede funcionar en transformadores con aceite de éster natural?
Sí. El tipo de aceite debe ser mencionado en la solicitud para que Streamer planifique el aceite adecuado dentro de la unidad y también para adaptar la potencia de la bomba, si se requiere.