Monitoreo continuo: protegiendo y optimizando transformadores en entornos alpinos

“Nuestras pruebas iniciales mostraron que el transformador funcionaba bien”, explica Lukas Eggimann, ingeniero principal de BKW. “Sin embargo, la detección de descargas, por pequeñas que fueran, representaba un riesgo potencial, por lo que se instaló el monitor DGA en línea para garantizar que se emitieran alertas si se desarrollaban anomalías dentro del transformador.”

Los desafíos del transformador alpino

En respuesta al aumento de la demanda y para mejorar la seguridad y resiliencia del suministro eléctrico en la región de Gstaad, Suiza, se requirió un transformador adicional de 75 MVA, con especificaciones de 220 kV / 50 kV. Sin embargo, el sitio de instalación estaba ubicado en lo alto de los Alpes, presentando importantes dificultades de acceso. Por ejemplo, fue necesario recorrer caminos empinados y cruzar puentes que no estaban diseñados para soportar cargas tan pesadas. 

Se necesitaron dos remolques acoplados para transportar el transformador, junto con un vehículo autopropulsado, lo que resultó en una carga total de 123 toneladas, superando la capacidad de algunos puentes. Por ejemplo, no fue posible evitar un puente estrecho con un límite de 32 toneladas, por lo que se tuvo que implementar un refuerzo sustancial antes de la llegada del transformador (foto).

Garantizando la confiabilidad del transformador

Después de la instalación, los transformadores de BKW son inspeccionados minuciosamente por el equipo interno de diagnóstico de la empresa, así como por la Comisión Técnica para Asuntos de Alta Tensión (FKH). Durante estas evaluaciones se detectaron descargas parciales, aunque se observó una tendencia de disminución significativa en un período de 4 a 5 horas.

“Existen varias causas potenciales para estas descargas,” explica Lukas. “Por ejemplo, pequeños fragmentos de metal podrían estar presentes debido a actividades de soldadura durante la fabricación del compartimiento, o las descargas podrían deberse a otros factores como huecos, burbujas o humedad. Sea cual sea la causa, la preocupación es que puedan evolucionar en problemas graves que provoquen la falla del transformador.”

El transformador había superado perfectamente las pruebas en la fábrica, las descargas estaban disminuyendo rápidamente durante las mediciones en el sitio, y los costos y la complejidad de devolver el transformador a la fábrica eran prohibitivos. Por lo tanto, para evitar cualquier riesgo potencial, se instaló el monitor DGA de Vaisala.

¿Por qué monitorear de forma continua?

El método tradicional para evaluar el estado de los transformadores consiste en recolectar manualmente muestras de aceite una vez al año para su análisis en laboratorio. Este método de muestreo puntual ofrece información sobre los gases disueltos y la calidad del aceite en un momento específico. En cambio, los monitores DGA continuos pueden detectar problemas de manera instantánea, antes de que se vuelvan graves. Además, estos dispositivos permiten revelar tendencias, lo que facilita correlacionar niveles de gas con la carga del transformador, entre otros parámetros.

El Vaisala OPT100 Optimus™ DGA puede instalarse en menos de dos horas. Gracias a su autocalibración y medición de referencia IR, el dispositivo ofrece datos confiables sobre las tendencias de gases. La extracción de gas al vacío elimina las fluctuaciones causadas por la temperatura o presión del aceite, y los ópticos sellados herméticamente previenen la contaminación del sensor. Los niveles de humedad e hidrógeno se miden directamente en el aceite utilizando un sensor HUMICAP® de película delgada capacitiva y sensores de estado sólido. De manera crucial, el OPT100 mide la presión total de los gases disueltos en el aceite y detecta fugas de aire en transformadores sellados sin necesidad de monitorear oxígeno, una medición que puede ser engañosa.

"El OPT100 es una herramienta para reducir riesgos", explica Andreas Hilgers de Vaisala. "En Gstaad, BKW lo utiliza para garantizar que las ligeras preocupaciones detectadas en las pruebas posteriores a la instalación se mitiguen mediante un monitoreo continuo confiable. Algunos de nuestros clientes utilizan monitores DGA de Vaisala en todos sus nuevos transformadores, mientras que otros los instalan solo en casos específicos, como cuando el transformador pasa las pruebas FAT pero no las de aceptación en el sitio."

El OPT100 puede integrarse en los sistemas SCADA de las compañías eléctricas, pero también ofrece comunicaciones independientes seguras. Lukas comenta: "Esta es una característica importante para la ciberseguridad, ya que la incorporación de un instrumento como este no debe proporcionar un punto de entrada adicional para hackers."

La facilidad de instalación fue otro aspecto atractivo para Lukas. "Por supuesto, fue positivo que pudiéramos instalar el OPT100 de forma rápida y sencilla," explica. "Sin embargo, considerando que la vida útil típica de un transformador es de 40 a 60 años, también es importante que el monitor pueda retirarse fácilmente en una etapa posterior."

Rendimiento hasta la fecha

El OPT100 fue instalado inicialmente en 2022, y desde entonces tanto el transformador como el monitor DGA han funcionado bien, sin señales de anormalidades. Se ha mostrado una buena correlación entre las mediciones del OPT100 y los resultados de las muestras tomadas y analizadas por la FKH, sin indicios de niveles elevados de gas en el aceite del transformador.

Mirando hacia el futuro

La flota de transformadores de BKW se encuentra en muy buen estado y es monitoreada regularmente mediante diagnósticos offline y muestreo de aceite para análisis. Si los transformadores muestran alguna anormalidad, el intervalo de monitoreo se acorta como primer paso, y si las preocupaciones persisten, se consideraría la instalación de un OPT100. "Nuestra estrategia de reducción de riesgos es tomar medidas cuando se detectan anormalidades, algo similar a la atención médica humana", comenta Lukas. "Por lo tanto, los monitores DGA continuos representan una herramienta esencial en nuestra estrategia de gestión de riesgos, y el OPT100 ha demostrado brindar la confiabilidad y tranquilidad que necesitamos, ¡especialmente cuando el camino de acceso tiene un límite de 32 toneladas!"