Obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores estando en servicio

Obtaining the frequency response in transformers in service

Este artículo presenta la obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores de distribución, estando en servicio (prueba FRA on-line), mediante la inyección de señales controladas y empleando un novedoso algoritmo para el análisis de señales transitorias. 

Se usó un sistema hardware para inyectar los pulsos controlados sobre la onda de 60 Hz, el cual permitía cambiar la amplitud, el ancho y la fase del pulso generado sobre la onda de 60 Hz, asegurando un alto contenido espectral y un control del mismo. 

De acuerdo con los resultados obtenidos se pudo observar cómo el nuevo método propuesto ofrecía mayor confiabilidad en los resultados, por lo que, el poder llevar a cabo un monitoreo on-line confiable en transformadores por medio de la técnica FRA es algo innovador y de mucho interés para las empresas del sector eléctrico, debido a que en el momento de realizar la prueba FRA no es necesario interrumpir el suministro de energía eléctrica, eliminado los altos costos que se generan al tener que sacar el transformador de servicio del sistema de potencia, por otro lado, la importancia del sistema implementado es poder supervisar el transformador desde una red inteligente (Smart Grid) con el fin de tomar decisiones oportunas del estado real de operación basado en la condición del equipo. 

La metodología desarrollada se aplicó a transformadores piloto y a transformadores de una red de distribución del sistema de potencia con el objeto de validar el método propuesto.

INTRODUCCIÓN

El análisis de la respuesta en frecuencia (FRA, Frequency Response Analysis) es una técnica para la evaluación del estado de los transformadores, utilizada a nivel mundial como complemento y apoyo de otras técnicas de diagnóstico. Es especialmente utilizada para la detección de posibles problemas mecánicos, tales como desplazamientos o deformaciones en los arrollamientos o chapas del núcleo, las que son muy difíciles de localizar con otros métodos [1-4].

Hasta el momento la técnica de respuesta en frecuencia en los transformadores tiene dos grandes limitantes: La interpretación de las respuestas medidas para la obtención de un diagnóstico confiable necesita de investigación más avanzada dado que aún no se toman decisiones a partir de FRA, es una técnica complementaria, falta por investigar en relación con la distribución de los diferentes efectos que se tiene del transformador sobre la respuesta, además la cuantificación de los efectos de daño y, la segunda, es necesario desconectar del sistema de potencia el transformador para realizar la prueba (medida off-line).