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Nº Tesis: 60
 
 
Estimación de la vida técnica remanente de transformadores de potencia sumergidos en aceite, utilizando conocimiento experto y análisis de riesgo.
 
 
Autor:  Dr. Wilfredo César Flores Castro
 
 
Nacionalidad:  Hondureña
 
 
Fecha de defensa oral:  30/6/2011
 
 
Jurados:  Dr. José Jardini, Universidad de Sao Paulo, Brasil - Dr. Ing. Enrique Mombello, IEE-UNSJ, Argentina.
 
 
Beca:  DAAD
 
 
Estadía en el exterior
 
 
Período: -
 
 
Lugar:  -, -
 
 
Resumen:
 
 
El transformador de potencia es un importante componente de los sistemas de transmisión de alta y media tensión; cualquier salida de servicio no planificada es muy costosa, tanto para las compañías que comercializan la electricidad como para la sociedad en su conjunto.
Los grandes transformadores de potencia son los componentes más caros y estratégicamente importantes en cualquier sistema de transmisión. Un fallo de magnitud considerable en un transformador de potencia, debido a un fallo en el aislamiento, puede generar altos costos en reparación y pérdidas financieras importantes debido a la energía no suministrada.
La capacidad de un transformador puede oscilar desde unos pocos kilovoltamperios (kVA) hasta cientos de megavoltamperios (MVA), con costos de reemplazo desde cientos hasta millones de dólares. De esto se deduce que los transformadores constituyen una extensa parte de la estructura de costos en un sistema de potencia, por lo cual, es vital conocer el estado del parque de transformación y su remanente de vida.
El sistema de aislamiento papel - aceite que se utiliza en la mayoría de transformadores en los sistemas de potencia actuales, es considerado el eslabón más débil de la cadena en cualquier sistema de transmisión. Por ello, las compañías de transmisión tienen un claro incentivo en evaluar la condición de sus transformadores de potencia, en particular la condición del sistema de aislamiento de alta tensión, con el objetivo de minimizar el riesgo de fallas y evitar salidas forzosas de unidades estratégicas, tales como transformadores de bloque y grandes transformadores o autotransformadores instalados en subestaciones de sistemas de transmisión de alta y media tensión.
En este trabajo se presenta una metodología que utiliza datos de campo manipulables estadísticamente, reglas empíricas usadas en la industria y conocimiento experto, para la obtención de un intervalo de vida del transformador de potencia. La metodología permite manipular las incertidumbres asociadas a los datos y a la carencia de los mismos, para así obtener un valor estimado de vida remanente del equipo. La obtención de dicho estimado permitirá que el operador del transformador tome decisiones acordes con las condiciones de vida del equipo, evitando así interrupciones innecesarias del servicio.
En la metodología se obtienen tres índices que indican el estado del equipo, así: diagnóstico del sistema de aislamiento papel-aceite, riesgo operativo por temperatura y carga, e índice de riesgo por cortocircuitos externos en relación con el estado del papel aislante. Para ello se utilizan datos de mediciones realizadas con el transformador en y fuera de línea, así como datos históricos de funcionamiento del equipo. Se utiliza la lógica borrosa tipo 1 y 2, así como la teoría de probabilidad, para manipular la incertidumbre asociada a los datos, aprovechando dichas herramientas para integrar el conocimiento experto en el diagnóstico y en la estimación de la vida remanente del transformador de potencia.
Dependiendo de si la condición de envejecimiento del equipo sea normal o anormal y una vez que se obtienen los índices antes mencionados, estos se utilizan junto con otras variables, como entradas de un sistema de inferencia borrosa tipo 1, con el cual se obtiene un conjunto borroso en donde se encuentran los posibles intervalos de vida del equipo. El resultado final es un conjunto borroso dividido de acuerdo a intervalos, los cuales representan los posibles intervalos de vida remanente del equipo.
La metodología ha sido implementada y probada con datos de varios transformadores ubicados en los sistemas de potencia de Argentina y Brasil. Asimismo, todos los aportes de este trabajo ya han sido publicados en distintas revistas y congresos científicos.
Como se podrá observar en el capítulo de resultados, la aplicación de la metodología propuesta es capaz de proporcionar resultados de gran utilidad en la práctica.