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Análisis de la calidad de la energía del zumbido del transformador

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Planta de acero inoxidable Fujian Fuxin, China: El analizador de calidad de energía avanzado de Elspec, el G4400, identificó la causa raíz del zumbido anormal proveniente del transformador en la planta de acero inoxidable Fujian Fuxin.

 

Los zumbidos pueden ser un síntoma de que un transformador está bajo un estrés anormal. Las fábricas de acero con hornos de arco trabajan bajo cargas extremadamente pesadas y deben hacerlo las 24 horas del día, los 7 días de la semana. El mal funcionamiento del transformador es una amenaza para toda la línea de producción y puede causar grandes pérdidas si el transformador no funciona.

 

Fujian Fuxin es una de las plantas siderúrgicas más grandes de China, producto de una fuerte inversión hecha por la empresa taiwanesa Formosa Plastics Group. Ésta produce 720 mil toneladas por año de súper ferrite, austenita con alto contenido de nitrógeno/nitrógeno controlado y austenita súper resistente a la corrosión. Fuxin también tiene un acuerdo de licencia con JFE Steel Corporation, el segundo mayor fabricante japonés de acero.

Formosa

Investigación de la fuente del evento anormal

 

El transformador de 180MVA 220kV/35kV del cliente tenía un zumbido anormal que se producía aleatoriamente en un lapso de unos pocos meses. El cliente no pudo identificar la causa. El agente de Elspec en Taiwán, PQSense, utilizó un método combinado para investigar el problema. El proceso de investigación incluyó los siguientes pasos:

  1. Grabación continua de audio del área del transformador para identificar cuándo se produce el zumbido. La grabadora se colocó debajo del transformador.
  2. Registro continuo de las señales de forma de onda de voltajes y corrientes con el analizador de calidad de energía de la serie G4400 de Elspec.
  3. Tanto la grabadora de audio como el G4400 se sincronizaron con un reloj de tiempo real.
  4. Referencia cruzada de los eventos de audio con la grabación del G4400.
  5. Análisis de los datos de calidad de la energía durante el evento de audio para identificar la causa raíz.
 
Fuxin steel mill

Ilustración 1: El diagrama eléctrico de la planta de acero de 220kV

 

El registro continuo de la forma de onda fue crucial para garantizar que los datos de la forma de onda fueran grabados durante los eventos de audio. Esto hizo posible el proceso de análisis.
Para identificar la causa raíz, fue necesario contar con datos de alta resolución durante los eventos de audio. Durante los eventos de audio, no se detectaron eventos PQ típicos. sin embargo, un registro continuo de forma de onda permitió explorar los datos de alta resolución a base de tiempo e identificar la causa principal: la corriente de irrupción causada por el SVC (Static Voltage Compensator).

Los resultados

Los resultados revelaron un impulso de corriente de un ciclo en los momentos del zumbido. Investigaciones posteriores indicaron que el sistema SVC del cliente fue la causa de esta corriente de irrupción (inrush). Los sistemas SVC son cruciales para estabilizar la energía en industrias que trabajan bajo cargas extremadamente pesadas.

Después de que el sistema SVC del cliente volvió del reajuste de fábrica, se realizaron pruebas y análisis adicionales. Ya no se detectaron zumbidos ni corrientes de irrupción (inrush currents).

 

Conclusiones: calidad de energía para eventos impredecibles

Un analizador de calidad de energía típico activa su registro de forma de onda o de alta resolución de acuerdo con eventos predefinidos. Aunque los umbrales de eventos son en su mayoría configurables, bajar los umbrales puede resultar en que la memoria se llene demasiado rápido, mientras que los umbrales más altos pueden resultar en la falta de eventos. Además, como en el caso anterior, en algunos casos se requieren otros sensores para marcar el tiempo de ocurrencia de la incidencia.
El analizador de calidad de energía con registro continuo de formas de onda elimina la necesidad de configurar disparadores y umbrales y garantiza la disponibilidad de datos para el análisis de causa raíz.