¿Puedes predecir la próxima falla de tu transformador?

Pocos pueden olvidar el incendio forestal Camp Fire en California en 2018, provocado por una infraestructura eléctrica defectuosa y propagado por fuertes vientos. Además de las 85 vidas perdidas, una compañía de seguros alemana estimó que los daños totales de ese único incidente ascendieron a 16.5 millones de dólares. Desafortunadamente, no fue el primero ni será el último incendio forestal tan destructivo y devastador. Numerosos estudios e investigaciones tanto de organismos gubernamentales como de organizaciones no gubernamentales atribuyen una parte de los frecuentes incendios forestales observados en los últimos años al envejecimiento de la infraestructura eléctrica.

Estas organizaciones también documentan las luchas de las empresas de servicios públicos para priorizar las actualizaciones. Si bien las líneas, los postes y las escobillas son preocupaciones importantes, los transformadores también pueden causar problemas. Sin embargo, existe una manera fácil y rentable de priorizar proactivamente dónde se deben gastar primero los dólares en infraestructura como parte de un enfoque de "tecnología avanzada" para monitorear y predecir el estado de los transformadores para equipos de cualquier edad, proporcionando los datos que las empresas de servicios públicos necesitan para abordar de manera proactiva. problemas antes de que ocurra el desastre.

Los transformadores y su papel fundamental en el suministro de una fuente de energía estable

Una de las peores pesadillas para cualquier empresa eléctrica o administrador de instalaciones industriales es una falla repentina en un transformador, particularmente cuando existe la tecnología para eliminar sorpresas "repentinas". Cuando un transformador falla, los cortes pueden ser costosos, sin mencionar los posibles riesgos de seguridad. Las consecuencias pueden variar desde un inconveniente hasta millones de dólares en pérdidas para las empresas que dependen de un suministro eléctrico constante.

Desafortunadamente, las fallas en los transformadores son muy comunes. Las presiones de costos han llevado a los fabricantes a fabricar unidades más nuevas más pequeñas y con menos margen de aislamiento, lo que aumenta las posibilidades de fallas prematuras. Mientras que los transformadores más antiguos se construyeron con un aislamiento más robusto y una mayor tolerancia a las tensiones eléctricas y térmicas, los transformadores más nuevos no tienen estas ventajas. Los nuevos transformadores de calidad inferior son cada vez más comunes a medida que la infraestructura antigua continúa funcionando más allá de su vida útil diseñada y las redes eléctricas se expanden, lo que requiere más instalaciones de transformadores. Y, para dificultar aún más la sustitución de los transformadores, el período de espera para los equipos nuevos puede ser de hasta dos años.

Además del factor edad, las fallas en los transformadores pueden ocurrir sin previo aviso debido a diversas causas, como degradación del aislamiento, defectos de fabricación, sobrecarga o transitorios eléctricos y armónicos de fuentes de energía renovables como parques solares y turbinas eólicas. Los parques solares producen energía de CC, que requiere un inversor para convertirla a CA para la red. Los inversores crean armónicos. De hecho, las industrias de energía solar y eólica pueden experimentar tasas de falla de transformadores de hasta el 50% dentro de los primeros años de operación en algunas instalaciones debido únicamente a problemas de armónicos.

Los costos ocultos de las fallas de los transformadores

Si bien los costos directos de reemplazar un transformador averiado son sustanciales, también existen importantes costos y riesgos ocultos que hacen que la prevención de fallas sea aún más crítica. Dependiendo de la instalación u operación, los costos del tiempo de inactividad del proceso debido a una interrupción del transformador pueden eclipsar los costos reales de reemplazo del transformador.

Por ejemplo, una empresa de servicios públicos puede tener que pagar fuertes multas regulatorias si la falla de un transformador provoca cortes prolongados y viola los estándares de confiabilidad. En las instalaciones de fabricación, las operaciones de procesos críticos pueden detenerse cuando se pierde la energía del transformador, lo que genera costos por desperdicio de producto, entregas perdidas, tiempo de inactividad de los empleados y más. En todas las industrias, las fallas de los transformadores ponen al personal en riesgo de sufrir peligros como incendios, explosiones y mal manejo durante los esfuerzos de reemplazo de emergencia.

Los costos ambientales derivados de fallas en los transformadores son otra consideración importante, especialmente para las empresas sometidas a un mayor escrutinio y regulaciones en torno a los objetivos de sostenibilidad. Una falla catastrófica de un transformador lleno de aceite puede resultar en derrames de aceite mineral que son extremadamente difíciles y costosos de remediar. También hay impactos en las emisiones: cuando las empresas eléctricas pierden transformadores, deben aumentar la generación de respaldo a partir de fuentes más contaminantes para compensar.

Más allá de los costos de reemplazo, las fallas de los transformadores crean una cascada de impactos operativos, de seguridad y ambientales negativos. Esto constituye un argumento convincente para que cualquier empresa invierta en soluciones de monitoreo asequibles que brinden alerta temprana y eviten que estos incidentes ocurran en primer lugar.

No se deje tomar por sorpresa

El viejo enfoque reactivo de “correr hasta fallar” se está volviendo cada vez más inaceptable a medida que los costos de las interrupciones se disparan y el reemplazo del cable implica un largo tiempo de entrega o corre el riesgo de una calidad inferior de algunas fuentes extranjeras. Esperar a que un transformador falle por completo y luego luchar para conseguir un reemplazo es una interrupción masiva que ninguna empresa o servicio público puede permitirse.

Entonces, ¿cómo pueden los administradores de activos de instalaciones y flotas evitar verse sorprendidos por una falla catastrófica en un transformador? ¿Y se puede predecir una falla en el transformador? La respuesta simple es sí: las fallas de los transformadores se pueden predecir con las herramientas y prácticas de monitoreo adecuadas. Si bien las fallas no planificadas no se eliminarán por completo, hay monitores y sensores de hidrógeno disponibles para brindar las advertencias avanzadas necesarias para adelantarse a los problemas que se desarrollen.

Algunas empresas han implementado el análisis de gases disueltos (DGA) fuera de línea como técnica de monitoreo de condición. Esto implica tomar manualmente muestras de aceite periódicamente y enviarlas a un laboratorio para verificar si hay gases de falla disueltos como hidrógeno, metano, etileno, etc. Si bien el DGA puede detectar fallas en desarrollo, proporciona solo una instantánea periódica en el tiempo y requiere mucho trabajo. Las fallas pueden desarrollarse rápidamente entre intervalos de muestreo y pasar desapercibidas hasta que sea demasiado tarde.

Los monitores DGA en línea tradicionales de múltiples gases tienen sus propios inconvenientes.

• Costo – Estos analizadores del tamaño de un carrito son extremadamente caros y cuestan entre 50,000 y 100,000 dólares o más por unidad.
• Mantenimiento – Los monitores DGA multigas requieren un mantenimiento y una calibración frecuentes y costosos. Hay anécdotas que indican que algunas empresas de servicios públicos simplemente las desconectan después de 4 o 5 años para evitar el costo de mantenimiento.
• Despliegue limitado – debido a los altos costos, las empresas de servicios públicos a menudo sólo pueden permitirse el lujo de instalar en una pequeña fracción de sus flotas de transformadores.
• Complejidad y tamaño – a menudo grandes y complejos, la instalación y la integración en sistemas existentes son más desafiantes.

El costo prohibitivo de estos monitores DGA es probablemente el mayor obstáculo que obliga a las empresas de servicios públicos a instalarlos en una fracción de los transformadores operados, en algunos casos solo el 10% de la flota de transformadores. Esto proporciona escasa protección con un alto costo potencial de reemplazo en caso de que ocurra una falla, cuando estos transformadores pueden costar $5 millones o más.

La solución H2scan: advertencia temprana del sensor de hidrógeno a una fracción del costo

Existe una solución mucho más rentable y de menor mantenimiento para el monitoreo en línea de flotas de transformadores: la detección de gas defectuoso específico del hidrógeno. H2scan ha sido pionero en la tecnología de sensores de hidrógeno al desarrollar un elemento sensor de estado sólido patentado capaz de proporcionar un monitoreo confiable y sin mantenimiento con una vida útil anticipada de diez años o más a solo una fracción del costo de los analizadores de gases múltiples.

Si bien las unidades multigas analizan un puñado de gases diferentes, la detección de hidrógeno por sí sola es suficiente para proporcionar una alerta temprana de fallas en el transformador. El hidrógeno es un gas de falla clave que se genera prácticamente en todos los tipos de fallas de transformadores, incluidas fallas térmicas, descargas parciales y arcos. A medida que aumentan los niveles de hidrógeno, se indican los problemas que deben diagnosticarse y abordarse en mayor profundidad.

Con la tecnología de sensor de hidrógeno H2scan, los administradores de instalaciones o los equipos de mantenimiento obtienen una luz asequible de "revisión del motor" que alerta cuando un transformador está fallando activamente. En lugar de hacer funcionar los transformadores hasta que fallen, las empresas de servicios públicos o las empresas pueden practicar un verdadero mantenimiento predictivo. La identificación temprana y rápida de un problema da tiempo para planificar una reparación o reemplazo para evitar fallas catastróficas.

¿Qué tipo de transformadores pueden beneficiarse del monitoreo del sensor de hidrógeno de H2scan?

Los sensores H2scan se pueden utilizar para todos los diferentes tipos y tamaños de transformadores, como transformadores de distribución, transmisión, subestaciones, turbinas eólicas y transformadores industriales. Los sensores de estado sólido son extremadamente compactos y se pueden instalar fácilmente tanto en activos nuevos como existentes con una interrupción mínima. Cuando las empresas de servicios públicos solo monitorean una fracción de la flota de transformadores "críticos" más grandes, un sensor de un solo gas rentable que proporciona monitoreo continuo en tiempo real permite a las empresas y servicios públicos proteger transformadores de cualquier tamaño.

Comience a predecir sus fallas hoy para una administración exitosa de la energía

En el entorno actual de infraestructura obsoleta, creciente demanda de energía y escasez de mano de obra calificada, es demasiado costoso en términos de tiempo y dinero que activos clave como los transformadores fallen inesperadamente. La implementación de un monitoreo de hidrógeno en línea asequible proporciona la advertencia avanzada necesaria para pasar a una estrategia de mantenimiento predictivo que maximice la confiabilidad y el tiempo de actividad del transformador.

No se deje sorprender. Póngase en contacto con H2scan hoy mismo para descubrir cómo sus soluciones de monitorización de transformadores pueden ayudarle a predecir su próxima avería y evitar costosas interrupciones.