La Autoridad de Energía de Nueva York (NYPA) y la Escuela de Ingeniería de la Universidad Tandon (NYU Tandon) están co dirigiendo un estudio para validar una técnica de detección para el monitoreo de transformadores que puede ayudar a las empresas de servicios públicos a detectar mejor los problemas de deformación de los devanados sin sacar las unidades de servicio.
El estudio, Detección en línea de deformaciones de devanados en grandes transformadores de potencia, tiene como objetivo validar un prototipo de detector que puede monitorear digital y continuamente el voltaje y la corriente del transformador.
La técnica de monitoreo de transformadores, que ya ha demostrado su eficacia en un entorno universitario, ha sido validada mediante simulación por computadora y pruebas en banco en transformadores pequeños.
Ahora se probará en el Laboratorio de Innovaciones Avanzadas de Redes para Energía (AGILe) de la Autoridad de Energía, que ayuda a desarrollar nuevas tecnologías y demostrar nuevas soluciones para sistemas energéticos.
Si el proyecto NYPA-NYU tiene éxito, las fases futuras podrían centrarse en la demostración y comercialización sobre el terreno.
Monitoreo de transformadores
AGILe simula partes de la red de transmisión del estado de Nueva York y prueba el impacto de tecnologías y sistemas como DER, vehículos eléctricos, almacenamiento de energía, ciberseguridad, sensores y automatización. El estudio construirá modelos 3D para grandes transformadores de potencia y simulará deformaciones de discos de bobinado.
Según la NYPA, la idea detrás del detector es monitorear continuamente en línea el voltaje y las corrientes del transformador, y calcular con precisión la impedancia de fuga del transformador en función de esas mediciones.
Luego, la plataforma propuesta enviará una alarma al operador cuando la reactancia de fuga del transformador haya cambiado más del 3% recomendado por los estándares del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE).
Esto permite la detección temprana de la deformación en los devanados del transformador debido a las fuerzas y tensiones de los eventos de cortocircuito.
Normalmente, los transformadores deben ponerse fuera de servicio para realizar una prueba de Análisis de respuesta de frecuencia (FRA). La técnica de detección de deformación del devanado propuesta evitaría interrumpir el funcionamiento del sistema, que es un proceso costoso.
Si se implementa con éxito, esta nueva tecnología evitaría el costo de desconectar los transformadores para realizar diagnósticos y detectar la deformación del devanado, lo que ahorraría aproximadamente $15 000 por día y evitaría el costo de fallas de equipos más importantes que pueden costar hasta $1,5 millones por incidente.
«Los grandes transformadores de potencia son la columna vertebral de los sistemas eléctricos, diseñados para funcionar durante décadas», dijo Francisco de León, profesor de ingeniería eléctrica e informática de NYU Tandon y miembro del NYU Tandon Power Lab.
“Pero las deformaciones mecánicas acumuladas y no controladas provocadas por cortocircuitos en otras partes del sistema provocan reparaciones costosas, tiempos de inactividad prolongados e incluso riesgos de incendio. Esta colaboración con NYPA continúa la tradición de NYU Tandon Power Lab de trabajar en aplicaciones del mundo real, en este caso creando salvaguardias tecnológicas para ayudar a identificar cuándo los transformadores necesitan mantenimiento crítico”.
Apoyado por NYSERDA
La investigación cuenta con el apoyo de una subvención de casi 190.000 dólares de la Autoridad de Investigación y Desarrollo Energético del Estado de Nueva York (NYSERDA).
El programa Future Grid Challenge de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica de NYSERDA apoyó el proyecto con fondos del Fondo de Energía Limpia.
Los proyectos adjudicados en el marco de esta iniciativa ayudan a establecer un camino para que los productos y servicios accedan al mercado al abordar las barreras técnicas y económicas existentes dentro de un área de desafío específica asociada con la creación de una red futura de alto rendimiento.
Doreen M. Harris, presidenta y directora ejecutiva de NYSERDA, dijo: “Modernizar la infraestructura de la red eléctrica del estado es esencial para garantizar la capacidad y las capacidades de transmisión necesarias para una confiabilidad y resiliencia continuas.
«NYSERDA se complace en apoyar a nuestra agencia hermana en las pruebas y el avance de tecnología que pueda identificar de manera proactiva problemas potenciales con la operación del transformador sin incurrir en costosas interrupciones por mantenimiento a medida que hacemos la transición a una red eléctrica de cero emisiones administrada dinámicamente para el estado de Nueva York».
La NYPA es la organización estatal de energía pública más grande de EE. UU. y opera 16 instalaciones de generación y más de 1,400 millas de circuitos de líneas de transmisión.
Más del 80% de la electricidad que produce la NYPA es energía hidroeléctrica limpia y renovable. NYPA financia sus operaciones con ingresos obtenidos en gran parte a través de la venta de electricidad.
