Índice de Salud para Transformadores de Potencia Inmersos en Aceite Mineral con Voltajes entre 69kV y 230kV usando Lógica Difusa

Abstract

ResumenEste artículo proporciona una metodología para calcular el índice de salud para el sistema de aislamiento papel-aceite en transformadores de potencia con tensión nominal entre 69kV y 230kV, utilizando lógica difusa. Se presenta una revisión detallada de los límites de aceptación existentes, según la normativa vigente, para cada uno de las variables de entrada: contenido de humedad, acidez, rigidez dieléctrica, factor de disipación del aceite, gases disueltos y el contenido de furanos. Con lo anterior se obtienen las funciones de membresía y se relacionan los seis valores de entrada con el valor de salida, que representa el índice de salud del transformador. Usando datos proporcionados por una empresa del sector eléctrico colombiano para una muestra de 18 transformadores de potencia, se calcula el índice de salud y se presenta un análisis de los resultados. El índice de salud puede ser usado para establecer un ranking de los transformadores de potencia para priorizar por ejemplo la asignación de recursos y definir en mejor forma las actividades de mantenimiento. Palabras clave: transformador de potencia, gestión de activos, índice de salud, lógica difusa Health Index for Power Transformers Immersed in Mineral Oil with Voltages between 69kV and 230kV Using Fuzzy Logic AbstractThis article provides a methodology for calculating the health index for oil-paper insulation system in power transformers with rated voltage between 69kV and 230kV, using fuzzy logic. The article also provides a detailed review of the existing limits of acceptance, according to the present standards and for each of the six input variables: moisture content, acidity, dielectric strength, dissipation factor oil, dissolved gas and furan content. With this information, the membership functions are obtained and the six input values are related to the output value, which represents the health index of the transformer. Using data provided by a company of the Colombian electricity sector for 18 power transformers the health index is calculated and the results are analyzed. The health index could be useful for establishing a ranking of the state of power transformers with the aim of better assigning resources and maintenance activities. Keywords INTRODUCCIÓNEl transformador de potencia es uno de los activos más importantes de la cadena de suministro de energía eléctrica. Este equipo es muy costoso y puede alcanzar hasta el 60% del total de la inversión de una subestación, además es fundamental para la operación de las redes de transmisión y distribución de energía eléctrica (Naderian et al, 2009). Por tanto, es necesario desarrollar técnicas fiables y eficaces para evaluar la condición del transformador y que faciliten la toma de decisiones que inciden en la operación y el mantenimiento del transformador (Ashkezari et al., 2013;Romero et al, 2012). Existen métodos para determinar el índice de salud, los cuales han sido propuestos para la evaluación del estado del transformador de potencia. Tales métodos, son herramientas útiles para combinar ...

Health Index for Power Transformer Condition Assessment: A Comparison of Three Different Techniques.

“…Even though HI tends to use almost the same input framework, employed algorithms take different approaches to process input data. For instance, main algorithms include systems based on Weighted Sum Models (WSM) (Jahromi et al, 2009;Jian et al, 2020;Naderian et al, 2008;Tamma et al, 2020), systems based on the Markov chain model (Yahaya et al, 2017), fuzzy logic systems (Cerón et al, 2015;Mharakurwa & Goboza, 2019;Rosero-Z et al, 2018), and systems based on artificial neural networks (Islam et al, 2017).…”

“…Despite the several and different techniques to compute a HI for PT, a simple question can arise for an asset manager in charge of a PT fleet: which one is the adequate tool to compute HI. Having in mind the above question, and after an in-depth review of the HI techniques listed in the previous paragraph, three of them were selected to be compared in this article, i.e., (Cerón et al, 2015;Li & Song, 2014;Mharakurwa & Goboza, 2019). The selection of the HI techniques was supported by the fact that these use clearly defined quantities, measures, and test regularly done by PT owners during routine inspections.…”

“…There are some differences between the three HI calculation techniques. Although (Li & Song, 2014) and (Cerón et al, 2015) use almost the same input parameters, (Li & Song, 2014) makes use of WSM to process data, while (Cerón et al, 2015) employs fuzzy logic. On the other hand, (Mharakurwa & Goboza, 2019) presents some differences in the set of input parameters regarding the other two techniques, and combines the weighting technique and the fuzzy logic methodology to reach the final HI score.…”

Prototipo electrónico para el calentamiento a baja frecuencia de transformadores eléctricos monofásicos

“…La humedad y la temperatura son dos de los factores que inciden sobre la degradación de los aislamientos celulósicos y por ende en la expectativa de vida de los transformadores eléctricos (Cerón et al, 2015;Martínez et al, 2019); la temperatura está relacionada directamente con la operación del transformador, en tanto que la humedad es considerada un contaminante. Para contribuir a reducir el contenido de humedad en los aislamientos celulósicos en transformadores de mediana y alta potencia, es necesario someter al transformador a un secado artificial, en el cual, la tasa de extracción de la humedad aumenta con el incremento de temperatura en los aislamientos.…”

Evaluación de Modelos Térmicos usados para Estimar la Temperatura del Punto Caliente en Transformadores de Distribución

“…Debido a lo anterior, es importante conocer y predecir el estado operativo del transformador, teniendo en cuenta que en él existen muchos factores que causan deterioro en su aislamiento y que influyen en el efecto acumulativo de la temperatura en un determinado tiempo (Santisteban et al, 2017;Biçen et al, 2011). La temperatura de punto caliente es uno de los parámetros más críticos cuando se definen las condiciones térmicas de un transformador (Tang y Wu, 2011;Daghrah et al, 2016), debido a que es uno de los factores que afectan directamente la degradación de sus aislamientos y por ende la vida útil del mismo (Cerón et al, 2015). En consecuencia, la temperatura es una variable que debe permanecer controlada durante la operación de un transformador (Del Vecchio et al, 2010).…”