Publication: Módulo de procesamiento de patrones resueltos en fase. Sistema de identificación automática de fuentes de descargas parciales
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Publication date
2014-10-09
Defense date
2014-10-09
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Abstract
Una de las causas más frecuentes de fallo de una instalación o equipamiento
eléctrico es la ruptura de su aislamiento. Por ello, es de vital importancia conocer el
estado y la evolución del material aislante.
En la actualidad, los ensayos más utilizados para la certificación de la calidad
del aislamiento de equipos de Alta Tensión son: La medida de la resistencia de
aislamiento; los ensayos de alta tensión soportada y sobretensión transitoria; la medida
de capacidad y factor de disipación; la medida de descargas parciales; el análisis de
gases disueltos en el aceite, etc.
Entre estas técnicas, la medida de descargas parciales (“Parcial Discharges”,
PDs), debido a la capacidad de diagnóstico de muchos tipos de fallos y a su aplicación
tanto en máquinas como en cables aislados, ha tenido una evolución notable durante la
segunda mitad del siglo XX. Las descargas parciales, ionizaciones de baja energía
en el seno del aislamiento sólido/líquido, normalmente no suponen la ruptura inmediata
del aislamiento, aunque sí una continua degradación que acorta la vida de éste. Gracias
a su estudio, hoy en día podemos ser capaces no sólo de prever el fallo del aislamiento
de un equipo eléctrico, sino también de localizar la fuente de las descargas parciales y
estimar el alcance del daño. Esto se debe a que, aunque las descargas parciales son
causa de envejecimiento, principalmente son consecuencia de otros mecanismos de
degradación.
Es necesario mencionar que la información aportada por este método no
proporciona parámetros cuantitativos deterministas, sino otros de carácter estadístico.
Se debe llevar a cabo un seguimiento continuo del equipo en cuestión, con la realización
de mediciones de descargas parciales de forma periódica. El análisis y comparación de
distintas mediciones en las mismas condiciones de ensayo, da una idea de la tendencia del envejecimiento del aislamiento. Además, el conocimiento de la evolución
temporal de las descargas parciales permite detectar reducciones de vida útil del
material dieléctrico.
Las conclusiones a las que se llegan con esta práctica son de gran utilidad,
permitiendo un importante ahorro económico, ya que una vez diagnosticado el posible
fallo, se puede planificar un mantenimiento adecuado del equipo. Por contra, las
consecuencias de no llevar a cabo este análisis y su correcto mantenimiento son, además
de acortar la vida del equipo, el fallo de la máquina o del cable aislado y su salida de
servicio, con las pérdidas económicas que esto conlleva.
Como paso previo a la evaluación del estado del aislamiento, hay que determinar
qué fuente de descargas parciales está activa, es por ello que el propósito de este trabajo
consiste en diseñar un módulo de procesamiento de patrones resueltos en fase de
descargas parciales. Para el diseño de este software se utilizará el entorno de
programación LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench),
el cual posee un lenguaje de programación visual gráfico.
Uno de los objetivos de este sistema es la posibilidad de que el usuario pueda
realizar un filtrado por trigger y fase. Este filtrado puede resultar muy eficaz, ya que
permite al usuario analizar un determinado cluster de pulsos, pudiendo excluir del
estudio las descargas que se deseen, porque, se consideren fenómenos asociados a ruido
que no sirvan para el diagnóstico.
El objeto final de este programa es la identificación automática de fuentes de
descargas parciales que oriente a un operador del software que no sea un experto en esta
tarea. Para esta clasificación, se programará un algoritmo de decisión probabilístico, el
cual se apoyará en los marcadores estadísticos que ofrezcan un comportamiento más
estable.
Con estos objetivos se ha desarrollado este sistema, el cual se convertirá en un
nuevo activo del Laboratorio de Investigación y Ensayos en Alta Tensión (LINEALT)
de la Universidad Carlos III de Madrid. Además, esta herramienta se podrá unir como
complemento al software de procesamiento, filtrado y análisis de descargas parciales
desarrollado por la Universidad Carlos III de Madrid (LINEALT_PROCESSING),
aumentando así sus prestaciones.
El proyecto constará de un Capítulo 2, en el que se realiza una breve introducción al
fenómeno de PD. En el Capítulo 3, se caracterizará cada tipología de descarga parcial y
se diseñará el sistema de identificación automática. El Capítulo 4 servirá a modo de
manual de usuario del software implementado. En el Capítulo 5 se pondrá a prueba la
fiabilidad del algoritmo de clasificación desarrollado. Finalmente, en el Capítulo 6 se
expondrán las conclusiones y aportaciones hechas por este trabajo. Además, se
presentará un cronograma con la planificación de tareas seguida en la elaboración de
este proyecto y un presupuesto con sus respectivos costes.
Description
Keywords
Descargas parciales, LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench), Alta Tensión, Instalaciones eléctricas