Implementación de un sistema de medición de temperatura empleando fibra óptica para el estudio térmico de transformadores de distribución inmersos en aceite mineral y vegetal
Los transformadores son elementos de suma importancia dentro de las redes eléctricas. Su vida útil depende, entre otros factores, de la temperatura presente en su interior, especialmente aquella localizada en sus materiales aislantes. Dichas temperaturas suelen ser estimadas a través de modelos prop...
- Autores:
-
Navas, D. F. (Diego Fernando)
Cadavid-Ramírez, Héctor
Echeverry-Ibarra, Diego Fernando
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/94
- Palabra clave:
- REI00201
TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS
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FIBRA ÓPTICA
FIBER OPTICS
DETECTORES
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VEGETABLE OIL
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INSTRUMENTACIÓN
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Implementation of a temperature measuring system using fiber optic for the thermal study of distribution transformers immersed in mineral oil and vegetable. Implementação de um sistema de medição de temperatura utilizando fibra óptica para o estudo térmico de transformadores de distribuição imersos em óleo mineral e vegetal. |
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Los transformadores son elementos de suma importancia dentro de las redes eléctricas. Su vida útil depende, entre otros factores, de la temperatura presente en su interior, especialmente aquella localizada en sus materiales aislantes. Dichas temperaturas suelen ser estimadas a través de modelos propuestos en las normatividades; sin embargo, los valores obtenidos son aproximados y siempre es deseable obtener una medición directa. Por razones netamente económicas la medición directa suele emplearse en transformadores de potencia. Sin embargo, con la llegada de las smarts grids (redes inteligentes) será necesaria la instrumentación en los sistemas de distribución y el uso de tecnologías más limpias. Con fines investigativos, en el presente documento los autores comentan sus experiencias en la instrumentación con fibras ópticas de cuatro transformadores de distribución sumergidos en aceite mineral y vegetal para realizar una evaluación térmica. Los transformadores tienen capacidades de 15 kVA y 37,5 kVA y operan a tensiones de 7620 V / 240 V. Se explica el proceso de determinación de los puntos de medición de temperatura al interior del transformador y se finaliza con resultados de ensayos de elevación de temperatura empleando carga simulada mediante cortocircuito y carga real a dos niveles para comparar las mediciones dentro de cada uno de los transformadores. |
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Dichas temperaturas suelen ser estimadas a través de modelos propuestos en las normatividades; sin embargo, los valores obtenidos son aproximados y siempre es deseable obtener una medición directa. Por razones netamente económicas la medición directa suele emplearse en transformadores de potencia. Sin embargo, con la llegada de las smarts grids (redes inteligentes) será necesaria la instrumentación en los sistemas de distribución y el uso de tecnologías más limpias. Con fines investigativos, en el presente documento los autores comentan sus experiencias en la instrumentación con fibras ópticas de cuatro transformadores de distribución sumergidos en aceite mineral y vegetal para realizar una evaluación térmica. Los transformadores tienen capacidades de 15 kVA y 37,5 kVA y operan a tensiones de 7620 V / 240 V. Se explica el proceso de determinación de los puntos de medición de temperatura al interior del transformador y se finaliza con resultados de ensayos de elevación de temperatura empleando carga simulada mediante cortocircuito y carga real a dos niveles para comparar las mediciones dentro de cada uno de los transformadores.Transformers are elements of the utmost importance in the layout of power grids. Their usable lifespan depends on various factors, amongst them, the temperature within their own interior, specially the localized temperature on their insulating material components. Such temperatures are usually approximated through proposed guideline models, however, as stated, these values are approximations and realtime direct measurements would be much more desirable. Due to purely economic reasons, direct measurement is often used for power transformers. However, in the advent of “Smart Grids” distribution system instrumentation will be necessary, as well as the use of cleaner technologies. For research purposes, in this paper, the authors will discuss their experiences in instrumentation with optical fibers in four different distribution transformers submerged in mineral and vegetable oil, for thermal evaluation. The transformers have capacities that range from 15 kVA to 37,5 kVA and operate at voltages of 7620 V / 240 V. This paper also explains the process of identifying which are the optimal temperature measurement points in the interior of the transformer and leads into the results of temperature rise tests with simulated loads through the use of short circuits and through constant reference fault and actual load at two levels to compare measurements within each of the transformers.9 p.application/pdfspaRevista EIABetta, G.; Pietrosanto, A. y A. Scaglione. “An enhanced fiber optic temperature sensor system for power transformer monitoring”, en IEEE Power Engineering Society Power Systems Conference and Exposition, Atlanta, Georgia – USA, octubre 29 - noviembre 1, 2006, pp.1092-1096.Cardillo, E. y Feser K. “New approach in thermal monitoring of large power transformers applied on a 350 MVA odaf-cooled unit” en Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej, editado por Konferencje, Advances in Processing, Testing and Application of Dielectric Materials II International Conference, (Wroclaw: Polonia), septiembre 15-17, 2004, pp.77-81.Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec), Transformadores. Transformadores monofásicos autorrefrigerados y sumergidos en líquido. Corriente sin carga, pérdidas y tensión de cortocircuito NTC 818, (Santafé de Bogotá – Colombia: 1995).Institute of Electrical and Electronics Engineers. “IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers” en IEEE Power & Energy Society, editado por IEEE Std C57.91, (New York – Estados Unidos, 1995, 2008).Institute of Electrical and Electronics Engineers. “IEEE Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers” en IEEE Power and Energy Society, editado por IEEE C.57.12.90, (New York – USA, 2010).International Electrotechnical Commission. “Loading guide for oil-immersed power transformers” en IEC Publications, editado por IEC 60354, ed 3, (Geneva – Suiza, 2005).Elmoudi, A; Palola, J. y M. Lehtonen. “A Transformer Thermal Model for use in an on-line Monitoring and Diagnostic System” en IEEE Power Engineering Society, editado por Power Systems Conference and Exposition, Atlanta, Georgia - USA, octubre 29 – noviembre 1 del 2006, pp.1092-1096.Myonghwan, K. et al, “A study on internal temperature monitoring system for power transformer using optical fiber Bragg grating sensors” en IEEE Dielectrics and Electrical Insulation Society, editado por Electrical Insulating Materials, International Symposium, Yokkaichi Caltural Hall – Japón, septiembre 7-11, 2008, pp.163-166.Navas, D, F.; Echeverry, D.F. y Cadavid, H. “Evaluation of the use of a vegetable oil in distribution transformers”, Ingeniare – Revista Chilena de Ingeniería, vol. 20, No. 2 (agosto), pp. 185-190.Navas, D, F.; Echeverry, D.F. y Cadavid, H. “Aplicación del aceite dieléctrico de origen vegetal en transformadores eléctricos”, Ingeniería y Universidad, vol. 1, No. 1 (junio), pp. 201-223.Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2REI00201TRANSFORMADORES ELÉCTRICOSELECTRIC TRANSFORMERSFIBRA ÓPTICAFIBER OPTICSDETECTORESDETECTORSENERGÍAENERGYVEGETABLE OILTRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓNSENSORES DE FIBRA ÓPTICALÍQUIDOS DIELÉCTRICOSINSTRUMENTACIÓNENSAYOS TÉRMICOSMEDICIÓN DE TEMPERATURAACEITE VEGETALDISTRIBUTION TRANSFORMERSOPTICAL FIBER SENSORSDIELECTRIC FLUIDSINSTRUMENTATIONTHERMAL TESTSTEMPERATURE MEASUREMENTImplementación de un sistema de medición de temperatura empleando fibra óptica para el estudio térmico de transformadores de distribución inmersos en aceite mineral y vegetalImplementation of a temperature measuring system using fiber optic for the thermal study of distribution transformers immersed in mineral oil and vegetable.Implementação de um sistema de medição de temperatura utilizando fibra óptica para o estudo térmico de transformadores de distribuição imersos em óleo mineral e vegetal.Artículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Fondo Editorial EIAPublicationTHUMBNAILREI00201.pdf.jpgREI00201.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg11341https://repository.eia.edu.co/bitstreams/bae1ef0c-63a0-42d4-ad22-5f4eb9a41ce9/download401260336082209164905e24ff6ed1eaMD54ORIGINALREI00201.pdfREI00201.pdfapplication/pdf3393823https://repository.eia.edu.co/bitstreams/abf7f0e0-a0cf-442d-b11c-46add7097049/download87c8651a3b074d9c7a701bcc00c9785aMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81494https://repository.eia.edu.co/bitstreams/9087e160-cfdb-4cb4-8405-c919d864407e/download66874b0b9366b748c60895d2fb6339f8MD52TEXTREI00201.pdf.txtREI00201.pdf.txtExtracted texttext/plain38215https://repository.eia.edu.co/bitstreams/79fd739c-c55a-4456-9dab-f449035c07dd/downloadedfe8c18399ff3d36c232c9f0d675cd4MD5311190/94oai:repository.eia.edu.co:11190/942023-07-25 17:09:35.565https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020open.accesshttps://repository.eia.edu.coRepositorio Institucional Universidad EIAbdigital@metabiblioteca.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 |