¿Puede permitirse no hacerlo? El costo real del tiempo de inactividad de los transformadores y la justificación de la monitorización de transformadores basada en hidrógeno.
Cuando fallan los transformadores, unos minutos de inactividad pueden traducirse en pérdidas millonarias. Sin embargo, las consecuencias pueden ir mucho más allá del balance financiero. Dependiendo de su ubicación y función, la falla de un transformador puede dejar infraestructuras críticas como hospitales, sistemas de control de tráfico aéreo o plantas de tratamiento de agua vulnerables e inoperativas.
La buena noticia es que las instalaciones y los operadores ya no se limitan a una revisión anual para determinar el estado de un transformador. Para los operadores de servicios públicos y las instalaciones industriales encargadas del mantenimiento de servicios y operaciones esenciales, la monitorización continua en línea proporciona información y visibilidad esenciales y periódicas sobre el estado de los transformadores.
¿Qué ha cambiado? La monitorización continua siempre ha sido una buena idea. Sin embargo, ahora la nueva tecnología de sensores la hace asequible.
Uno de los indicadores clave más fiables de eventos anormales en transformadores es la presencia de hidrógeno disuelto (H₂) en el aislamiento líquido. La tecnología actual ofrece un método sencillo y rentable para recopilar de forma fiable y precisa datos continuos relacionados con este gas clave. Estos datos ayudan a los administradores de instalaciones o a las empresas de servicios públicos a tomar decisiones informadas sobre estos activos críticos, además de proporcionar un estado de alerta anticipado ante una posible falla del transformador.
¿Cuándo el hidrógeno por sí solo se convirtió en un indicador clave?
La monitorización en línea de transformadores basada en hidrógeno no es nueva; de hecho, lleva décadas evolucionando. Los primeros sensores de "gas en aceite", introducidos en la década de 1970, proporcionaron a los operadores de la red una forma revolucionaria de detectar fallos internos de forma temprana.<sup>1</sup> "Desde la década de 1990, los sistemas de monitorización en línea de transformadores se han desarrollado hasta tal punto que se puede evaluar el estado de todas las partes principales del transformador. [...] Estas técnicas no pueden evitar el fallo de los transformadores , pero pueden evitar repercusiones costosas asociadas a los fallos de los transformadores al permitir al usuario tomar medidas correctivas durante la vida útil."<sup>5</sup> En 2005, la introducción de monitores DGA ( Análisis de Gases Disueltos ) en línea con métodos de extracción por membrana permitió la medición probada de hidrógeno en partes por millón (ppm), dando paso a una nueva era de diagnóstico de transformadores.
Aprovechando estos avances, los sensores de hidrógeno de estado sólido ahora proporcionan información continua. Desde sus inicios, la tecnología para detectar con precisión este importante gas hidrocarburo, minimizando la interferencia con otros gases, ha evolucionado: los sensores de hidrógeno de estado sólido ahora ofrecen información continua no solo sobre los niveles de hidrógeno, sino también sobre la temperatura del aceite, el contenido de humedad (en porcentaje de saturación relativa y ppm) y la presión. Estos sensores son pequeños, económicos y no requieren mantenimiento ni calibración. Estas características los hacen ideales tanto para transformadores críticos como para transformadores de menor riesgo en toda la red eléctrica.
Las grandes apuestas exigen mejoras tecnológicas
Esta evolución tecnológica llega en un momento crítico. Con la red eléctrica actual bajo una presión cada vez mayor, hay mucho en juego. Los desafíos actuales que enfrenta la industria han generado presión en áreas como:
- Demanda: A medida que aumenta el consumo eléctrico y la infraestructura envejece, aumenta el riesgo de fallos en los transformadores. La demanda de equipos de reemplazo también está en su punto más alto, con una duración de hasta 120 meses, lo que alarga los plazos de entrega.
- Datos: La transición hacia subestaciones digitales y redes inteligentes exige datos más continuos para respaldar el mantenimiento predictivo. A medida que la fuerza laboral cambia y los veteranos experimentados se jubilan y desaparecen, también lo hace el conocimiento ancestral que poseen, lo que obliga a los nuevos trabajadores de la industria a elegir entre la gestión de un solo transformador en su lista de responsabilidades.
- Toma de decisiones: Tomar decisiones rápidas e informadas solo es posible cuando se cuenta con datos fiables que las respalden. Además, una cosa es tener los datos, pero convertirlos en información lleva tiempo, y comprender su significado requiere habilidades que se desarrollan y desarrollan con el tiempo. A menudo, los administradores de transformadores no tienen tiempo para invertir en tomar una decisión completamente informada. Deben depender de la información disponible, lo que a menudo retrasa la investigación o el proceso de solución, o peor aún, pueden verse obligados a ignorar la situación por completo.
La monitorización en línea del hidrógeno en los transformadores desempeña un papel fundamental para afrontar estos desafíos. Es el indicador más temprano de anomalías en el estado del transformador, como descargas parciales, arcos eléctricos y degradación térmica del sistema de aislamiento líquido. El uso de sensores que monitorizan los niveles de hidrógeno proporciona a los operadores información temprana sobre el estado del transformador, permitiendo identificar anomalías antes de que se produzca una catástrofe.
El efecto dominó de descuidar la monitorización de los transformadores
Cuando falla un transformador, el costo supera con creces el precio de una unidad nueva. Especialmente en entornos industriales y de fabricación, el tiempo de inactividad puede tener un efecto dominó:
- Pérdida de producción y ventas
- Equipos y materiales dañados
- Retrasos en la cadena de suministro
- Riesgos de seguridad y medioambientales
- Impacto en la experiencia y reputación del cliente
Según un estudio de ITIC y Emerson, el tiempo de inactividad puede costar a las grandes empresas más de 5 millones de dólares por hora.² Para los fabricantes con operaciones continuas, incluso una breve interrupción imprevista puede suponer una pérdida masiva de ingresos. El gráfico a continuación, del Informe de Costo por Hora del Tiempo de Inactividad de ITIC 2024, muestra los costos estimados por los encuestados para una hora de tiempo de inactividad.
Ejemplo: Downtime Math3: El argumento a favor de la monitorización de transformadores
Supongamos que una instalación opera 24/7 durante 350 días al año (lo que representa 15 días de interrupciones programadas). Esto significa:
- 8,400 horas de tiempo de producción anual (24 horas x 350 días)
- Un transformador falla inesperadamente. Se necesitan 7 días (168 horas) para conseguir y poner en funcionamiento un reemplazo.
Esto equivale a 168/8,400 = 2% de la capacidad de producción anual perdida de forma permanente.
Si la instalación genera 100 millones de dólares en ingresos anuales, ese tiempo de inactividad del 2 % resulta en una pérdida de 2 millones de dólares, todo debido a una sola falla del transformador.
Los sensores de hidrógeno modernos ya no son prohibitivos. Por una fracción del precio de los antiguos sistemas de análisis de gases disueltos (DGA) de un solo gas y de los sistemas multigas actuales, los sensores de estado sólido actuales, como los fabricados por H2scan, ofrecen una monitorización continua y fiable que ayuda a detectar fallos incipientes y a optimizar su estrategia de DGA, evitando fallos multimillonarios.
Con una pequeña inversión de capital, las empresas de servicios públicos y los operadores industriales pueden:
- Identificar anomalías incipientes antes de que se agraven
- Prolongar la vida útil del transformador
- Reducir los costos de mantenimiento
- Minimizar las interrupciones no planificadas
El monitoreo continuo en línea […] comunicará inmediatamente cualquier deterioro significativo en el estado mediante una alarma o un mensaje para alertar al personal y que tome las medidas pertinentes. El monitoreo en línea de hidrógeno ya no es un lujo. Es una necesidad que ahorra costos. Con los sensores actuales, asequibles y sin mantenimiento, ya no tiene que elegir qué transformador recibirá un solo monitor de DGA; ahora puede evaluar el estado de toda su flota de transformadores, evitar fallas catastróficas y tomar decisiones de mantenimiento más inteligentes basadas en datos. El monitoreo continuo en línea puede sentar las bases para el CBM y reducir eficazmente el riesgo de fallas catastróficas inesperadas.
En definitiva, la verdadera pregunta no es si puedes permitírtelo, sino si puedes permitirte no hacerlo.
Los sensores de hidrógeno rentables permiten la monitorización de transformadores en toda la flota
Para las empresas de servicios públicos y operaciones industriales que enfrentan diversos desafíos de monitoreo de transformadores, H2scan ofrece soluciones probadas en campo diseñadas para entornos operativos específicos:
GRIDSCAN® 5010: Monitoreo continuo sin interrupciones
A diferencia de los sensores tradicionales, el GRIDSCAN® 5010 de H2scan se autocalibra continuamente para una monitorización ininterrumpida de transformadores con exigentes necesidades de monitoreo. Esto garantiza que las operaciones industriales nunca pasen por alto señales de alerta temprana críticas sobre el deterioro de los transformadores, incluso en los casos de uso más exigentes.
Sistema HY-VAULT™: Optimización del monitoreo subterráneo
A diferencia de otros productos que requieren una costosa integración personalizada, el sistema HY-VAULT™ presenta una solución innovadora a un problema recurrente: cómo monitorear de forma segura y económica el estado de los transformadores en cámaras subterráneas, que suelen ser espacios peligrosos y extremadamente confinados. Por primera vez, HY-VAULT permite a las empresas de servicios públicos monitorear remotamente el gas hidrógeno disuelto de forma rentable, lo que facilita la implementación de cámaras en toda la flota.
¿Listo para proteger sus resultados financieros de costosas fallas en transformadores? Comuníquese hoy mismo con H2scan para descubrir qué solución de monitoreo de transformadores basada en hidrógeno ofrece la solución ideal y personalizada para su operación. Nuestra tecnología, probada en campo, ofrece un excelente retorno de la inversión al ayudar a prevenir costosos tiempos de inactividad y proporcionar la información continua que los equipos y gerentes necesitan para tomar decisiones bien fundamentadas. Visite h2scan.com o llámenos al 661-485-3591 para conversar sobre cómo nuestra tecnología de sensores de hidrógeno, probada en campo, puede beneficiar sus operaciones.
Referencias:
- https://www.mte.ch/data/files/New%20technologies%20expand%20the%20performance%20range%20of%20Online-DGA-Systems.pdf
- https://itic-corp.com/itic-reports-surveys/2023-itic-reports-surveys-copy/
- https://elscotransformers.com/blog/the-cost-of-transformer-failure-in-manufacturing/
- CIGRE, Guía para el mantenimiento de transformadores (445), 2011.
- CIGRE, Encuesta de confiabilidad de transformadores (642), diciembre de 2015
Tabla de identificación inicial de fallas . Fuente: Bustamante, Equipos de gas disuelto para monitoreo en línea de aceite de transformador: una revisión, 2019.
Acerca del autor: Traci Hopkins
