Monitoreo de la Condición de Transformadores de Potencia: Reducción de Interrupciones y Costos de Mantenimiento

1. Definición del Mantenimiento Basado en Condiciones

El mantenimiento basado en condiciones se refiere a un enfoque de mantenimiento en el que las decisiones de reparación se determinan por el estado operativo y la condición de salud en tiempo real del equipo. No hay horarios fijos ni fechas predeterminadas de mantenimiento. El requisito previo para el mantenimiento basado en condiciones es la establecimiento de sistemas de monitoreo de parámetros de equipos y un análisis integral de diversas informaciones operativas, lo que permite tomar decisiones de mantenimiento razonables basadas en las condiciones reales.

A diferencia de los métodos de mantenimiento basados en el tiempo, el mantenimiento basado en condiciones tiene como objetivo mantener el equipo en funcionamiento durante períodos prolongados, minimizando las interrupciones para el mantenimiento a menos que el equipo se acerque a un estado crítico donde el deterioro del rendimiento sea inminente. Al reemplazar los ciclos de mantenimiento fijos con el estado operativo real como base para las decisiones de mantenimiento, este enfoque no solo reduce la frecuencia de interrupción de energía, sino que también mejora la confiabilidad del suministro de electricidad.

Más importante aún, la reducción de interrupciones minimiza pérdidas económicas innecesarias y reduce proporcionalmente los incidentes de seguridad personal para el personal de electricidad. Este método mejora los beneficios económicos y reduce costos. Para acelerar el desarrollo económico nacional y salvaguardar la calidad de vida de las personas, implementar estrategias de mantenimiento basado en condiciones con la tecnología y las condiciones actuales es tanto suficiente como necesario.

2. Importancia del Mantenimiento Basado en Condiciones y Mantenimiento

Los transformadores eléctricos representan uno de los componentes críticos para la operación normal y estable de los sistemas de energía. Ubicados en el centro de los cinco segmentos de los sistemas de energía—generación, transmisión, transformación, distribución y consumo—los transformadores funcionan esencialmente como máquinas eléctricas estáticas. Como sabemos, los transformadores desempeñan un papel vital en el cambio de niveles de voltaje, sirviendo como dispositivos de transferencia de energía y potencia, y actuando como núcleos centrales en las redes eléctricas. La estabilidad de los transformadores afecta directamente la estabilidad de las operaciones de la red.Con el rápido desarrollo económico y la modernización nacional, la escala de la red eléctrica continúa expandiéndose, colocando cargas cada vez más pesadas en los transformadores y elevando la importancia de los problemas de mantenimiento y reparación.

Las estadísticas muestran que las fallas relacionadas con los transformadores representan el 49% de todos los accidentes de la red eléctrica. Por lo tanto, enfatizar el mantenimiento y la reparación de transformadores es una medida crucial para garantizar la operación saludable de la red y prevenir accidentes de energía. Además, este enfoque proporciona beneficios económicos a las empresas y a los sistemas de energía. Aunque las interrupciones programadas de energía para el mantenimiento y la reparación son previsibles y pueden prepararse, inevitablemente impactan la producción empresarial y la vida diaria.

Con el avance tecnológico y el crecimiento de la industria eléctrica, la demanda de electricidad residencial ha aumentado significativamente, con requisitos de estabilidad más altos. La tecnología de transformadores eléctricos de China también se ha desarrollado considerablemente, especialmente en el monitoreo en línea y el diagnóstico de fallas. Si bien la investigación sobre métodos de diagnóstico de fallas ha sido extensa en los últimos años, los estudios sobre la reparación de fallas, la evaluación de condiciones y la formulación de planes de mantenimiento siguen siendo limitados. Sin embargo, a medida que la escala de la red continúa expandiéndose, la importancia del mantenimiento y la gestión se vuelve cada vez más prominente, con costos asociados que continúan aumentando. Por lo tanto, determinar métodos de mantenimiento y enfoques de diagnóstico apropiados se ha vuelto urgente. Implementar los planes de mantenimiento más razonables puede ahorrar costos de reparación mientras se asegura la operación normal.

3. Información de Condiciones y Toma de Decisiones

Para la evaluación de la condición de los transformadores, el personal debe tener conocimientos comprehensivos, incluyendo las condiciones normales de operación y los estándares de parámetros relevantes. Solo con esta comprensión pueden desarrollar soluciones integrales durante el monitoreo de condiciones. En los procesos de monitoreo y diagnóstico reales, se pueden emplear varios métodos para recopilar datos de estado y parámetros.

3.1 Comprensión de la Información del Equipo Original

El personal debe entender y analizar a fondo el estado operativo original de los transformadores bajo su responsabilidad, familiarizándose con los parámetros relevantes. Se debe prestar especial atención a los posibles cambios de parámetros a lo largo de diferentes estaciones. Para los transformadores nuevos, se deben registrar y comparar los parámetros documentados con los parámetros operativos reales. Esto requiere un monitoreo preventivo de datos de los transformadores, incluyendo datos básicos, datos de características especiales y datos actualizados después de mejoras o reparaciones del equipo. Solo con esta base, el personal puede hacer juicios razonables tras el monitoreo de condiciones.

3.2 Inspección Preliminar de Transformadores

La inspección preliminar del equipo implica más que simplemente recopilar datos básicos antes de la operación del equipo. Idealmente, debería incorporar la vida útil del equipo, información del fabricante y la evaluación del entorno operativo. Esto se debe a que el entorno operativo y la vida útil causan diversos grados de degradación de los componentes. Los transformadores que operan en entornos naturales adversos requieren una consideración particularmente exhaustiva, ya que esto afecta la precisión del trabajo de inspección y, posteriormente, influye en la evaluación de condiciones y las decisiones de estrategia de mantenimiento posteriores. Los productos de diferentes fabricantes en diferentes períodos pueden tener características únicas, requiriendo enfoques de monitoreo específicos y atención a las variaciones de datos.

3.3 Familiaridad con Datos Relevantes del Equipo

Los estándares de parámetros son cruciales en las pruebas de transformadores. El monitoreo de condiciones en línea requiere referencias establecidas, aunque estos estándares de parámetros no son puntos de datos estáticos. Solo los datos estándar razonables permiten comparaciones significativas posteriores al monitoreo. Además, los datos históricos sirven como otro punto de referencia. Después de operar durante largos períodos, el equipo experimenta degradación, pero puede no requerir una interrupción inmediata de energía para la reparación o reemplazo.

Por lo tanto, cuando el personal registra con precisión la frecuencia, el momento y la ubicación de las fallas, y luego compara estos datos con los estándares y referencias históricas, pueden determinar los resultados del monitoreo de la condición actual. Esto requiere que el personal de energía esté completamente familiarizado con los estándares de datos para completar con precisión el trabajo de monitoreo y diagnóstico. Cada inspección y conjunto de datos registrados se convierten en una referencia importante para el monitoreo posterior.

4. Indicadores de Evaluación del Mantenimiento Basado en la Condición y Determinación del Plan de Mantenimiento

El sistema de indicadores de evaluación consta de los siguientes componentes:

• Seguridad: Impacto de las fallas en la operación segura de la red eléctrica

• Fiabilidad: Incluye la reducción de la fiabilidad del suministro de energía causada por el mantenimiento y la mejora de la fiabilidad a partir de las reparaciones, así como los periodos de rodaje del equipo después del mantenimiento

• Economía: Principalmente incluye los costos de reparación del equipo y las pérdidas económicas causadas por cortes de energía durante los periodos de mantenimiento

• Otros: Expertise técnico requerido para las reparaciones, gestión de repuestos y componentes, disposición razonable de repuestos y componentes de mantenimiento y métodos de almacenamiento para prevenir la restauración tardía de la energía mientras se esperan los repuestos

Estos indicadores de evaluación, similares a los diversos planes de mantenimiento propuestos tras las fallas de transformadores (que se introducirán a continuación), se introducen a través de una interfaz hombre-máquina con sus correspondientes valores de evaluación para completar el proceso de toma de decisiones para los planes de mantenimiento basado en la condición.

5. Conclusión

El monitoreo de la condición de los transformadores debe lograr una comprensión integral, con datos e indicadores que reflejen plenamente el estado operativo y los niveles de rendimiento. La tecnología de los transformadores continúa avanzando, con numerosos factores que afectan su condición. Cualquier componente en cualquier momento puede tener diferentes grados de influencia, y diferentes perspectivas requieren diferentes enfoques de mantenimiento. Por lo tanto, la evaluación de la condición debe ser científica y exhaustiva para lograr realmente el objetivo final del mantenimiento basado en la condición.

Para garantizar que los indicadores de evaluación reflejen de manera integral y precisa el estado operativo de los transformadores, deben seguirse los principios de validez científica, factibilidad y exhaustividad. Los indicadores y datos de monitoreo integrales deben reflejar los cambios en la condición de los transformadores de potencia, revelando así las tendencias de desarrollo del equipo de transformadores.