Por qué la monitorización de estado es importante a medida que las redes eléctricas exigen más a los activos existentes
Desde una mayor utilización hasta una mejor visibilidad de los activos
Se está pidiendo a los sistemas de energía que hagan más.
La electrificación, la integración de energías renovables, los centros de datos y el desarrollo industrial están aumentando la demanda de infraestructura eléctrica. Al mismo tiempo, las empresas de servicios públicos se enfrentan a plazos de entrega de equipos más largos, restricciones en la cadena de suministro y costes de inversión crecientes.
Esto crea un desafío fundamental: ¿cómo se puede utilizar la infraestructura eléctrica existente de manera más efectiva mientras se mantiene la fiabilidad y se gestiona el riesgo de los activos?
Un artículo reciente de CIGRE, “Una red que debe hacer más: posibilidades, límites y riesgos para aumentar la capacidad de sobrecarga de los transformadores” examina esta cuestión desde la perspectiva de la carga de los transformadores. El artículo destaca un cambio más amplio en la gestión de activos de sistemas de energía: en lugar de depender únicamente de los límites operativos fijos, las empresas de servicios públicos recurren cada vez más a la información sobre el estado, las tecnologías de monitorización y la toma de decisiones basada en el riesgo.
El mismo principio es relevante para otros activos eléctricos críticos, incluidos los GIS y GIL.
Por qué los límites operativos no lo son todo
Tradicionalmente, los equipos eléctricos se operan con márgenes definidos para garantizar la fiabilidad en condiciones normales y de contingencia.
Para los transformadores, por ejemplo, una mayor carga puede aumentar la temperatura, acelerar el envejecimiento del aislamiento y aumentar el estrés en los componentes. CIGRE señala que los avances en el modelado térmico, la investigación sobre el envejecimiento del aislamiento, la evaluación de la humedad y la monitorización en línea están proporcionando una mayor visibilidad del estado del transformador y creando oportunidades para una gestión de activos más basada en el estado.
El concepto importante no es simplemente:
¿Cuánto puede soportar el equipo?
sino cada vez más:
¿En qué estado se encuentra el equipo y cuánta capacidad operativa queda?
Este cambio de límites estáticos hacia decisiones basadas en el estado es cada vez más importante a medida que las empresas de servicios públicos buscan extraer más valor de la infraestructura existente.
El mismo principio se aplica a los equipos aislados por gas
Para los sistemas GIS y GIL, el gas aislante es una parte esencial del sistema de aislamiento del equipo.
Por lo tanto, la calidad y el estado del gas pueden proporcionar información importante durante la puesta en servicio, el mantenimiento y la resolución de problemas.
Varios parámetros son particularmente relevantes:
- Pureza del SF₆
- Punto de rocío / contenido de humedad
- SO₂ y otros productos de descomposición
- Presión y densidad del gas
- Fugas de SF₆
Estas mediciones no reemplazan otras formas de evaluación del estado de los GIS. En cambio, proporcionan información complementaria que puede ayudar a los ingenieros a evaluar el estado del gas e identificar posibles problemas durante el ciclo de vida del equipo.
La humedad es particularmente importante
La humedad dentro de los equipos aislados por gas puede afectar el rendimiento del aislamiento y también puede indicar problemas relacionados con la instalación, el sellado, el mantenimiento o el manejo del gas.
Por esta razón, la medición del punto de rocío se utiliza comúnmente al evaluar el estado del gas aislante.
Una medición fiable puede ayudar a responder preguntas prácticas como:
- ¿Está el gas suficientemente seco?
- ¿Ha entrado humedad en la carcasa?
- ¿Está el equipo listo para la puesta en servicio?
- ¿Ha cambiado la calidad del gas después del mantenimiento?
- ¿Se requiere secado o tratamiento de gas adicional?
Esto hace que la medición de la humedad sea más que una simple prueba de laboratorio. Puede formar parte del proceso general de mantenimiento y gestión de activos.
De la prueba de parámetros individuales a la comprensión del estado del activo
La gestión moderna de activos depende cada vez más de la combinación de múltiples fuentes de información.
Para un transformador, CIGRE destaca tecnologías que incluyen la monitorización de temperatura por fibra óptica, el análisis de gas disuelto, los sensores de humedad, el modelado térmico y los gemelos digitales. Estas tecnologías pueden ayudar a los propietarios de activos a comprender mejor la relación entre las condiciones operativas y el estado del equipo.
Para GIS y GIL, un enfoque similar puede implicar la combinación de:
Calidad del gas + humedad + productos de descomposición + presión/densidad + información de fugas + historial operativo
En lugar de observar una sola medición de forma aislada, los ingenieros pueden utilizar múltiples parámetros para construir una imagen más completa del estado del equipo.
Esto es particularmente relevante cuando el equipo necesita permanecer en servicio durante muchos años y las decisiones de mantenimiento deben equilibrar la fiabilidad, los requisitos operativos y el coste del ciclo de vida.
Por qué las pruebas de gas precisas son cada vez más importantes
A medida que aumenta la utilización de la infraestructura eléctrica existente, también aumenta la importancia de la información fiable sobre el estado.
Si el equipo se opera más cerca de sus límites prácticos, la incertidumbre se vuelve más significativa.
Para GIS y GIL, las pruebas de gas precisas pueden respaldar varias etapas del ciclo de vida del equipo:
1. Puesta en servicio
Antes de la energización, se puede verificar la calidad del gas y la humedad para confirmar que el medio aislante cumple con las condiciones requeridas.
2. Mantenimiento rutinario
Las mediciones periódicas pueden ayudar a establecer registros de calidad del gas e identificar cambios a lo largo del tiempo.
3. Resolución de problemas
Los aumentos inesperados de humedad o productos de descomposición pueden proporcionar información útil al investigar condiciones anormales.
4. Recuperación y reutilización de gas
Durante el mantenimiento, el SF₆ recuperado se puede analizar antes de su tratamiento y reutilización. El análisis de gas puede ayudar a determinar si se requiere recuperación, purificación o procesamiento adicional.
5. Gestión medioambiental
La detección precisa de fugas y el manejo controlado del gas pueden reducir las emisiones innecesarias de SF₆ y respaldar la gestión responsable de este gas aislante de alto impacto.
Hacia una gestión de activos basada en el estado
La discusión sobre la capacidad de sobrecarga de los transformadores ilustra una transformación mayor en la gestión de activos de sistemas de energía.
El objetivo no es simplemente operar el equipo con más intensidad.
Es comprender mejor el equipo.
Mejores sensores, modelado mejorado e información de diagnóstico más completa pueden reducir la incertidumbre y permitir a los propietarios de activos tomar decisiones más informadas sobre la carga, el mantenimiento y el reemplazo.
El trabajo de CIGRE sobre la carga de transformadores refleja esta dirección más amplia. Su Grupo de Trabajo Conjunto A2/D1.82 está examinando los mecanismos de envejecimiento, el comportamiento de la humedad, el modelado térmico, las limitaciones de los componentes, las tecnologías de monitorización y la mitigación de riesgos como parte de una evaluación estructurada del aumento de la carga de los transformadores.
Para los equipos aislados por gas, la medición fiable del gas es una parte de la misma filosofía más amplia:
Medir → Comprender → Evaluar → Mantener
KSTONE: Soporte para la evaluación del estado del gas
KSTONE desarrolla equipos de prueba y manejo de gas para equipos eléctricos aislados por SF₆ y ecológicos.
Nuestra gama de productos cubre varias etapas de gestión de gas y evaluación de estado, que incluyen:
- Detección de fugas de SF₆
- Medición de pureza de SF₆
- Medición de punto de rocío y humedad
- Análisis de productos de descomposición de SF₆
- Análisis multigas
- Recuperación y manejo de SF₆
- Separación y purificación de SF₆
- Análisis de gas para aparamentaje ecológico
Para los operadores de GIS y GIL, estas tecnologías proporcionan herramientas de medición prácticas para la puesta en servicio, el mantenimiento, la resolución de problemas y la gestión de gas.
A medida que los sistemas de energía continúan exigiendo más a la infraestructura existente, una mejor utilización de los activos dependerá cada vez más de una mejor información de los activos.
Para los equipos aislados por gas, comprender el estado del medio aislante es una parte importante de esa información.
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