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

Abstract

ResumenEste artículo presenta una evaluación de los principales modelos térmicos de transformadores considerando el número de datos de entrada requeridos y la confiabilidad de los datos de salida de cada modelo. Además, se presenta un breve análisis del comportamiento térmico del transformador basado en la temperatura del punto caliente. Luego, se describe una validación experimental de los modelos térmicos realizada en dos transformadores de distribución inmersos en aceite vegetal, simulando un perfil de carga en periodos de tiempo específicos. Finalmente, los resultados experimentales son comparados con datos resultantes de la implementación de los modelos en un software de análisis numérico con el fin de establecer las diferencias paramétricas y la precisión de cada modelo, permitiendo concluir que el desempeño más óptimo corresponde al modelo de ecuaciones diferenciales de la Comisión Electrotécnica Internacional.. Palabras clave: modelos térmicos; perfil de carga; temperatura de punto caliente; transformadores inmersos en aceite; evaluación.Abstract This paper presents an evaluation of the main transformers thermal models considering the number of input data required and the output data reliability of each model. Also, a brief analysis of transformer thermal behaviour based on the hot-spot temperature is shown. Then, an experimental validation of the thermal models performed in two oil-immersed distribution transformers is described, simulating a load profile in specific periods of time. Finally, the experimental results are compared with data resulting from the implementation of the models in numerical analysis software in order to establish the parametric differences and precision of each model showing that the most optimal performance corresponds to the model of differential equations of the International Electrotechnical Commission.

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

“…El esquema del montaje de prueba cuando se usa un transformador como carga, se muestra en la Figura 10 y en la Figura 11 se muestra una fotografía del montaje experimental. Ambos transformadores tienen sensores internos de temperatura de fibra óptica (Martínez, Céspedes and García, 2019), con los cuales se realiza la medida directa de la temperatura de los devanados y el aceite, lo que facilitó verificar el efecto de la inyección de corrientes de baja frecuencia en el calentamiento del transformador y el funcionamiento del control indirecto de la temperatura. En la Figura 12 se presentan las formas de onda de tensión que el sistema LFH entrega al transformador de 15 kVA; La señal sin filtrar (lado izquierdo) muestra una onda de tensión con envolvente sinusoidal y oscilaciones alrededor de esta envolvente, lo que es normal en el funcionamiento de un cicloconvertidor, cuyo objetivo primordial es generar corrientes con forma sinusoidal.…”

“…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.…”

Estimación de la temperatura de punto caliente en transformadores de potencia inmersos en aceite mineral utilizando regresión con vectores de soporte

“…La temperatura del punto más caliente o TPMC es de importancia en la estimación de vida remanente en transformadores de potencia, 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, 2015a;Martínez et al, 2019). En la literatura, existen diferentes metodologías para obtener la temperatura de punto caliente, las más reconocidas son el modelo termoeléctrico de Dejan Susa (Susa et al, 2005;Susa y Lehtonen, 2006a;Susa y Lehtonen, 2006b), el modelo de ecuaciones exponenciales y diferenciales de la norma IEC 60076-7 (2018) y el modelo de ecuaciones exponenciales de la norma IEEE Std.…”