El proceso de reducción del aluminio exige un suministro de energía eléctrica confiable y que no tenga interrupciones por más de dos horas. Si eso ocurre, se paraliza toda una línea de producción, acarreando perjuicios de millones de dólares.

Por esta razón, se estableció la necesidad de instalar un sistema de monitoreo on-line en uno de los transformadores principales, decidiéndose implementar el sistema Sigma de Treetech. Este utiliza una arquitectura modular y descentralizada basada en Dispositivos Electrónicos Inteligentes (IEDs) instalados en el panel de control y en el cuerpo del transformador, desde donde se envían datos vía comunicación serial a un computador en la sala de control de la planta, en el cual un software se encarga de almacenar, disponer y analizar las informaciones, como ilustra la Figura 1. Por limitaciones de espacio, ALUMAR no quiso agregar un computador más en la sala de control, por lo que el sistema de monitoreo se instaló en el mismo PC donde ya funcionaba otro sistema supervisor, comprobándose la total compatibilidad entre los dos sistemas.

Otra característica obtenida con la arquitectura descentralizada de IEDs es la modularidad del sistema, permitiendo seleccionar las variables a monitorear, además de facilitar futuras expansiones vía la adición de IEDs.

Figura 1.

Almacenamiento, disponibilidad y análisis de las informaciones

Las principales funciones del software pueden ser agrupadas en dos categorías: de Digitalización de Datos, asociadas a la disponibilidad y almacenamiento de datos, y de Monitoreo, que transforman simples datos en informaciones útiles al mantenimiento.

Las primeras permiten presentar on-line mediciones, alarmas y estados; almacenar lo anterior en bases de datos; consultar las mediciones, alarmas y estados almacenados en forma de gráficos o tablas; y acceder al sistema de forma local y remota. Por su parte, aquellas vinculadas a las de Monitoreo permiten analizar los datos a través de algoritmos y modelos matemáticos, diagnosticar el estado actual del transformador, pronosticar su estado futuro y detectar defectos incipientes.

El sistema de ALUMAR fue equipado con las siguientes funciones de monitoreo, consideradas en la época como las más importantes: vida útil del aislamiento, previsión de gradiente final de temperatura, gases en el aceite, humedad en el aceite, asistente de mantenimiento de la ventilación forzada, asistente de mantenimiento del CTBC y tiempos de operación del CTBC.

Diagnóstico de defecto en un CTBC

Siendo la detección de defectos en fase incipiente una de las principales finalidades de un sistema de monitoreo on-line, sucedió que durante la operación del sistema en ALUMAR fue observado, aún en su fase de comisionamiento, un problema en el CTBC del lado de 230kV.

Este diagnóstico se realizó con la función de diagnóstico "Asistente de Mantenimiento del CTBC", que entre otros parámetros monitorea el tiempo empleado para efectuar cada conmutación. A través de esta medición se detectó un desvío en relación al histórico almacenado en el sistema.

Revisándose el gabinete de control del CTBC, se constató una oxidación en los contactos del mecanismo de accionamiento, lo que llevaba al motor a operar durante más tiempo que el necesario para efectuar la conmutación.

Una vez detectado el defecto incipiente, fue rápidamente corregido y no llegó a causar trastornos en la operación normal del transformador.

Al ser pionero de los sistemas para monitoreo on-line de transformadores, se tenían muchas expectativas para esta plataforma, y el detectar un defecto en un CTBC que podría haber causado a futuro graves perjuicios, demostró su utilidad antes de su primer año de explotación.

Comunicación serial con par trenzado

Por ser el primer sistema para monitoreo on-line de transformadores puesto en marcha en Brasil, un punto a comprobar era la viabilidad de utilizar el patrón de comunicación serial RS-485 con cables de cobre en subestaciones. Este objetivo fue alcanzado al constatarse, en los años de servicio, la satisfactoria comunicación, incluso en las condiciones adversas de interferencia electromagnética de la instalación.

Conclusiones

Dado que éste fue el pionero de los sistemas para monitoreo on-line de transformadores, muchas expectativas se tenían de él. Luego de su puesta en marcha, se demostraron las ventajas obtenidas con su instalación, al detectarse un defecto en un CTBC, que podría haber causado graves perjuicios futuros. Este sólo hecho demostró la conveniencia de este sistema, al recuperarse con creces la inversión, antes de su primer año de explotación.

A lo anterior se debe añadir que los sistemas de monitoreo de arquitectura descentralizada pueden componerse de forma modular, de acuerdo con las necesidades y el presupuesto, permitiendo su futura y gradual expansión.