Procedimiento y dispositivo para la determinación del contenido de humedad de un aislamiento de un transformador.

Procedimiento para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento (12,

14) de un transformador, comprendiendo el procedimiento los siguientes pasos:

- medición (1) de al menos una propiedad dieléctrica (CTr(f)) del aislamiento (12, 14).

- Deducción (8) de un contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y de una conductividad (σaceite) de un líquido (12) contenido en el aislamiento (12, 14) a partir de un modelo (Cm(f)) del aislamiento, en cuanto que se eligen el contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y la conductividad (σaceite) del líquido (12) como parámetros del modelo (Cm(f)) de tal manera, que la al menos una propiedad dieléctrica deducida del modelo (Cm(f)) se corresponde de manera óptima con la al menos una propiedad dieléctrica medida (CTr(f)) del aislamiento (12, 14), y

- Corrección (9) del contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) con la ayuda de la conductividad (σaceite), para determinar el contenido de humedad del aislamiento (12, 14).

Procedimiento y dispositivo para la determinación del contenido de humedad de un aislamiento de un transformador

La presente invención se refiere a un procedimiento para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento de un transformador y a un dispositivo configurado correspondientemente.

En Das dielektrische Verhalten von Ól-Papier-lsolationen unter der Wirkung vori Grenzfláchen-, Material-, und Prüfparametern(E\ comportamiento dieléctrico de aislamientos de aceite-papel bajo el efecto de parámetros de superficies límite, de material y de prueba) A. Küchler u.a., Fachtagung der Energietechnischen Gesellschañ (ETG) (Simposio de la Sociedad alemana para Técnicas de la Energía (ETG)) de 2005 en Hanau, se analizan mediciones de corriente de polarización y de despolarización. En un proceso iterativo se hacen coincidir curvas simuladas y medidas, teniéndose en cuenta que las corrientes elevadas pueden estar producidas tanto por humedad como también por productos de envejecimiento.

En Berücksichtigung geometrischer un parasitárer Einflüsse bei der Bestimmung des Wasergehalts in Ól-Papier- lsolationen durch die elektrische Diagnose (Consideración de los efectos geométricos y parasitarios en la determinación del contenido de agua en aislamientos de aceite-papel mediante el diagnóstico eléctrico"), A. Küchler u.a., Fachtagung der Energietechnischen Gesellschañ (ETG) (Simposio de la Sociedad alemana para Técnicas de la Energía (ETG)) de 1 de enero de 2004, se determina la humedad mediante ecuaciones en dependencia de la conductividad del cartón prensado y de la conductividad del aceite. En este caso de determina la conductividad del aceite en una medición separada. Para el modelado del aislamiento se introducen en los modelos imágenes de sustitución, que describen los materiales de manera correcta físicamente. Éstas pueden derivarse también de mediciones de respuesta gradual.

En Einfluss áusserer Grenzfláchen aufdie dielektrische Diagnose betriebsgealteter hochspannungsdurchführungen ("Influencia de superficies límite exteriores en el diagnóstico dieléctrico de los pasantes de alta tensión envejecidos en el funcionamiento"), A. Küchler u.a., Fachtagung der Energietechnischen Gesellschañ (ETG) (Simposio de la Sociedad alemana para Técnicas de la Energía (ETG)) de 2005 en Hanau, se determinan respuestas de sistemas dieléctricos en los materiales de aislamiento relevantes, para derivar imágenes de sustitución para la simulación numérica de pasantes.

La humedad, particularmente en el caso de aislamientos de aceite-papel de transformadores de potencia, reduce su resistencia eléctrica, acelera su envejecimiento y puede conducir a la formación de burbujas de gas en el aislamiento. Con contenido de humedad del aislamiento se entiende en este caso un contenido de agua porcentual en el aislamiento.

Un conocimiento del contenido de humedad en componentes sólidos del aislamiento, por ejemplo, papel o cartón prensado, es de una gran importancia para un funcionamiento seguro de los transformadores de potencia. Para la medición del contenido de humedad en los componentes sólidos del aislamiento, se han desarrollado procesos de medición dieléctricos, los cuales deducen el contenido de humedad a partir de una o de varias propiedades dieléctricas del aislamiento. Esta medición puede producirse en este caso en el rango temporal o de frecuencia, siendo los resultados que se producen a partir de ello, magnitudes de medición o propiedades dieléctricas, como por ejemplo corrientes de polarización o de despolarización, el factor de pérdida Tangens Delta, la constante de dielectricidad. A partir de estas magnitudes de medición, puede calcularse entonces mediante una comparación con un modelo, el contenido de humedad en el componente sólido del aislamiento o el aislamiento sólido.

Es problemático, que las propiedades dieléctricas del aislamiento no solo pueden ser influidas por agua, sino también por otros productos de envejecimiento conductores, de manera que mediante estos productos de envejecimiento puede simularse una humedad adicional. Debido a ello, el contenido de humedad o el contenido de agua medido o analizado, es típicamente demasiado alto, precisamente en el caso de transformadores muy envejecidos con un sistema de aislamiento relativamente con gran conductividad, en comparación con el contenido de humedad real. Este diagnóstico erróneo debido al contenido de humedad medido erróneamente demasiado alto, puede conducir a medidas de mantenimiento innecesarias, como por ejemplo un secado.

Es por tanto tarea de la presente invención, proporcionar un procedimiento y un dispositivo, con los cuales pueda determinarse con mayor precisión un contenido de humedad de un aislamiento de un transformador, de lo que permite el estado de la técnica.

Esta tarea se soluciona según la invención mediante un procedimiento para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento de un transformador según la reivindicación 1 y un dispositivo configurado correspondientemente según la reivindicación 10. Las reivindicaciones dependientes definen formas de realización preferidas y ventajosas de la invención.

En el marco de la presente invención se proporciona un procedimiento para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento de un transformador, comprendiendo el aislamiento un líquido, particularmente aceite. El procedimiento según la invención comprende los siguientes pasos:

determinación y medición de una o más propiedades dieléctricas del aislamiento.

Deducción de un contenido de humedad provisional y de una conductividad del líquido, a partir de un modelo del aislamiento en dependencia de la propiedad dieléctrica medida.

Corrección del contenido de humedad provisional con la ayuda de la conductividad, para determinar a partir de ello el contenido de humedad del aislamiento.

Los productos de envejecimiento conductores son sobre todo ácidos disociados, los cuales están tanto disueltos en el líquido (particularmente aceite) como también adicionados en el componente sólido del aislamiento (particularmente papel). Mediante procesos de intercambio termodinámicos se produce un equilibrio de la distribución de los productos de envejecimiento entre el líquido y los componentes no líquidos o el componente sólido del aislamiento. La presente invención consiste ahora entonces en concluir a partir de las propiedades del líquido influidas por el envejecimiento, las propiedades influidas por el envejecimiento de los componentes sólidos del aislamiento. Para ello se calculan los efectos dieléctricos de los productos de envejecimiento en el aislamiento mediante un modelado, cuyo resultado es el contenido de humedad no corregido y la conductividad del líquido. Mediante la conductividad puede deducirse la proporción de los productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento. Expresado de otra manera, mediante el conocimiento de los productos de envejecimiento conductores en el líquido, se determinan los productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento y con ello los efectos de estos productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento. De esta manera pueden compensarse los efectos de los productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento, de manera que se tiene en cuenta durante la determinación del contenido de humedad del aislamiento, el agua simulada por la conductividad de los productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento, con lo que la determinación del contenido de humedad es más precisa que en los procedimientos conocidos según el estado de la técnica.

Mediante una determinación precisa del contenido de humedad del aislamiento, pueden evitarse medidas de mantenimiento innecesarias, como por ejemplo un secado, y con ello periodos de parada innecesarios de transformadores y finalmente costes.

La compensación de las propiedades dieléctricas de los productos de envejecimiento en el componente sólido del aislamiento, se produce en este caso preferiblemente mediante una fórmula de corrección. Esta forma de corrección se calcula en este caso por ejemplo, en cuanto que se miden en el laboratorio varios aislamientos, que están impregnados con líquido de diferente conductividad, particularmente aceite. Ha de tenerse en cuenta en este caso, que mediante una impregnación con por ejemplo, aceite de diferente conductividad, también se modifica de esta manera el contenido de humedad aparente del aislamiento. Mediante estas mediciones de laboratorio se obtiene por lo tanto una relación entre un contenido de humedad real del aislamiento con respecto a un contenido de humedad modelado del aislamiento en... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento (12, 14) de un transformador, comprendiendo el procedimiento los siguientes pasos:

- medición (1) de al menos una propiedad dieléctrica (C-rr(f)) del aislamiento (12, 14).

- Deducción (8) de un contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y de una conductividad (Oaceite) de un líquido (12) contenido en el aislamiento (12, 14) a partir de un modelo (Cm(f)) del aislamiento, en cuanto que se eligen el contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y la conductividad (aaCeite) del líquido (12) como parámetros del modelo (Cm(f)) de tal manera, que la al menos una propiedad dieléctrica deducida del modelo ÍCm(f)) se corresponde de manera óptima con la al menos una propiedad dieléctrica medida (C-rr(f)) del aislamiento (12, 14), y

- Corrección (9) del contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) con la ayuda de la conductividad (Oaceite), para determinar el contenido de humedad del aislamiento (12, 14).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la corrección (9) se realiza con una fórmula de corrección, la cual se obtiene mediante mediciones en aislamientos (14), los cuales se impregnan con líquidos (12) de diferente conductividad (aaCe¡te).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el aislamiento es un aislamiento de aceite- papel (12, 14), y que el líquido es aceite (12).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el modelo ÍCmffi) tiene en cuenta una temperatura (T) del aislamiento (12, 14).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el modelo (Cm(f)) del aislamiento (12, 14) se establece mediante un modelo X-Y (5) para aislamientos de varias capas.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento se realiza para la determinación de un contenido de humedad de un transformador de alta tensión (16).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el modelo ÍCmffil se establece automáticamente en dependencia de la al menos una propiedad dieléctrica del aislamiento (12, 14) medida.

8. Dispositivo para la determinación de un contenido de humedad de un aislamiento (12, 14) de un transformador (16), comprendiendo el dispositivo (10) un dispositivo de medición (21) para la medición (1) de al menos una propiedad dieléctrica del aislamiento (2, 5) y una unidad de procesamiento (22), estando configurada la unidad de procesamiento (22) de tal manera, que la unidad de procesamiento (22) deduce (8) un contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y una conductividad (oaCe¡te) de un líquido (12) contenido en el aislamiento (12, 14) a partir de un modelo (Cm(f)). en cuanto que la unidad de procesamiento (22) elige de tal manera el contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) y la conductividad (aaceite) del líquido (12) como parámetros del modelo (Cm(f)), que la al menos una propiedad dieléctrica deducida a partir del modelo (Cm(fl). se corresponde con la al menos una propiedad dieléctrica (Cm(f)) del aislamiento (12, 14) medida, y estando configurada la unidad de procesamiento (22) de tal manera, que la unidad de procesamiento (22) corrige (9) el contenido de humedad no corregido del aislamiento (12, 14) mediante la conductividad (aaCeite), para determinar el contenido de humedad del aislamiento (12, 14).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por que el dispositivo (10) está configurado para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1-7.