Principios de fallos e diagnóstico en liña dos circuitos secundarios do transformador de corrente electrónico

1 Principio e papel dos transformadores electrónicos de corrente
1.1 Principio de funcionamento do ECT

Un Transformador Electrónico de Corrente (ECT) é un dispositivo clave para xestionar as operacións seguras dos sistemas eléctricos, convirtendo correntes grandes en sinais de corrente pequena manexables para medición e control. A diferenza dos transformadores tradicionais (que dependen da interacción directa do campo magnético entre as bobinas primaria e secundaria), os ECT utilizan sensores (por exemplo, sensores de efecto Hall) para detectar cambios no campo magnético da bobina primaria. Estes sensores emiten sinais analóxicos (proporcionais á corrente primaria) para o procesamento por circuitos electrónicos (amplificación, filtrado ou digitalización). Os ECT modernos suelen emitir sinais dixitais para uso directo por parte dos sistemas de protección, medida e control. Os ECT superan aos transformadores electromagnéticos tradicionais en precisión, rango dinámico e velocidade de resposta, sendo ademais máis pequenos, máis lixeiros e permitindo un procesamento/ comunicación de datos avanzados.

1.2 Papel do ECT nos sistemas eléctricos

Os ECT proporcionan medidas de corrente de alta precisión cruciais para a monitorización, control e protección dos sistemas eléctricos (por exemplo, prevenir sobrecargas/cortocircuitos). Garantén a seguridade do equipo/persoal e reducen os cortes de enerxía. Para a medida/facturación, a precisión do ECT asegura un prezo justo da electricidade nas liñas de alta tensión/grande corrente. Os datos precisos tamén axudan a optimizar a eficiencia e estabilidade do sistema.

1.3 Estrutura do circuito secundario

O circuito secundario do ECT (componente central) inclúe sensores (por exemplo, efecto Hall), circuitos de procesamento de sinais, conversores analógico-dixitais (ADCs) e interfaces de comunicación. Os componentes traballan xuntos para capturar/transmitir sinais con precisión. Os ECT modernos incorporan autodiagnóstico para monitorizar o rendemento/fallos, adaptándose ás demandas de sistemas eléctricos máis intelixentes.

2 Tipos de fallos no circuito secundario dos ECTs
2.1 Fallos de circuito aberto

Causados por cables rotos, conexiones soltas ou aislamento envelexido, os fallos de circuito aberto interrompen o fluxo de corrente, provocando medidas anormais (por exemplo, cero/baixas). Isto supón un risco de accións incorrectas de protección/control, comprometendo a seguridade do sistema.

2.2 Fallos de cortocircuito

Ocorren cando hai conexións non intencionadas de condutores (por exemplo, danos no aislamento) que causan picos agudos de corrente, ariscando o sobreaquecimento/incendio do equipo. Destabilizan os sistemas, podendo danar dispositivos ou desencadear malfuncionamentos na protección.

2.3 Fallos de terra

Surden debido a un aterramento incorrecto do circuito secundario (por exemplo, fallo do aislamento). Alteran as rutas de corrente, causando erros de medida, malfuncionamentos na protección ou descargas eléctricas (perigosas durante a manutención).

2.4 Fallos de sobrecarga

Ocorren cando a corrente excede a capacidade de deseño (por exemplo, debido a anomalias do sistema). As sobrecargas causan sobreaquecimento, degradación do aislamento ou quema do equipo. Identificáronse mediante a monitorización da corrente/temperatura, ariscando danos a longo prazo no sistema.

2.5 Interferencias de ruido eléctrico

De orixe externa/interna (por exemplo, EMI, RFI), o ruido distorsiona os sinais, causando erros de medida ou malfuncionamentos no sistema de protección (por exemplo, apagados innecesarios).

2.6 Fallos influenciados pola temperatura

As temperaturas extremas interrompen o rendemento: o calor elevado degrada semiconductores/aislamento (aumentando os riscos de cortocircuito); as baixas temperaturas danan os componentes. Isto causa erros de medida ou fallos na protección.

2.7 Fallos por corrosión/envelexemento

A degradación gradual dos componentes (cables, aislamento) debido a factores ambientais (por exemplo, humidade, produtos químicos) reduce o rendemento eléctrico, aumentando os riscos de cortocircuito/fallos de terra.

3 Métodos de diagnóstico en liña para fallos no circuito secundario dos ECTs
3.1 Adquisición de sinais

Depende de sensores (por exemplo, efecto Hall/transformadores de corrente) e ADCs. Os sensores de efecto Hall miden a corrente de forma non invasiva, garantindo seguridade/precisión. Os ADCs converten os sinais analóxicos en forma dixital para o procesamento. Os ADCs de alta velocidade capturan cambios sutís nos sinais, permitindo a detección rápida de fallos.

3.2 Análise no dominio do tempo

Inclúe análise de formas de onda/estatística. A análise de formas de onda verifica irregularidades (por exemplo, asimetría/picos, indicando fallos de componentes). A análise estatística (por exemplo, media/desviación estándar) identifica a estabilidade/distribución dos sinais, marcando fluctuacións inducidas por fallos.

3.3 Detección de fallos baseada en modelos

A detección por umbrales usa límites predefinidos para activar alarmas para sinais anormais (basados en datos históricos/conocementos expertos). A comparación de modelos (avanzada) compara os datos en tempo real con un modelo de sistema "saúdo", detectando desvíos para un diagnóstico preciso de fallos.

3.4 Localización de fallos baseada en coñecementos

A análise de árbore de fallos (FTA) mapea a lóxica de fallos para identificar as causas raíz mediante a análise hierárquica de sub-fallos. Os sistemas expertos (simulando o coñecemento humano) usan regras (datos históricos/coñecementos previos) para localización precisa de fallos, xestionando escenarios complexos.

3.5 Monitorización por termografía

Os imaxes térmicos infravermellos detectan calor anormal (por exemplo, debido a sobrecargas/aislamento envelexido) nos ECT. Son non invasivos e en tempo real, permitindo un diagnóstico seguro de fallos sen interromper as operacións. Combinados con outros métodos, melloran a precisión (abordando limitacións como fallos non relacionados coa temperatura).

Notas clave

Os ECT ofrecen vantaxes sobre os transformadores tradicionais pero enfrentan fallos no circuito secundario (por exemplo, circuitos abertos/cortocircuitos, ruido). O diagnóstico en liña (adquisición de sinais, análise no dominio do tempo, métodos baseados en modelos/coñecementos, termografía) asegura un funcionamento fiable, adaptándose ás demandas dos sistemas eléctricos modernos.