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http://repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/12623| Título : | Medición óptica de humedad en el sistema aislante de alta tensión aceite-papel |
| Autor : | Dr. Martínez Piñón, Fernando Dr. Álvarez Chávez, José Alfredo Rodríguez Rodríguez, Joaquín Héctor |
| Palabras clave : | Medición óptica humedad sistema aislante aceite papel |
| Fecha de publicación : | 8-ago-2011 |
| Resumen : | Paper-oil insulation in power transformers is degraded and gradually damaged due to electrical, chemical mechanical, thermal and moisture effects. It is well established from several studies that moisture is the major source of insulation failure in high voltage power transformers. Measurement and monitoring of moisture is essential to predict life and operation condition for power transformers. This work presents direct optical measurement of water content in paper insulation immersed in transformer oil inside a test cell, which contains a water source, and a capillary paper bridge to transfer water to the paper inside an oil reservoir. A humidity sensor based on optical fiber and a hygroscopic polymer coating of polyvinyl acetate PVA was also developed. Experimentally, it was studied the characteristics of light transmission in bent fibers covered with PVA in the visible band in the range of 400 nm to 970 nm wavelength. The sensor is subjected to wet conditions in an oil-paper insulation. The resulting optical fiber sensor has the potential to be used for online measurements of electrical insulating oil using paper. The normal operation of the transformers have a concentration of moisture in oil in the range of 10 to 50 ppm and 0.5 to 5% on paper. The direct measurement technique developed in this work is applicable to electrical equipment in operation at very low cost, with an estimated error of 8%. Optical measurement of water content was done in the near infrared band from 900 nm to 1500 nm. Experimental studies of light transmission in transformer oil and water are discussed. The criteria to establish the best optical bands for maximum sensitivities are given. Measurement limitations, calibration procedures, and an error analysis are presented. The resulting technique can be used for on-line measurements in electrical apparatus that use oil-paper insulation under large electrical field gradients. The presented method has advantages, since it is a direct and fast technique to measure the water transfer to paper immersed in oil, it could be applied in compact portable equipment, at a low cost |
| Descripción : | En este trabajo se presenta la técnica de medición directa del contenido de agua en el aislamiento de papel sumergido en aceite de transformador eléctrico de potencia. Para la medición se utilizan dos técnicas ópticas. La primera se desarrolló con un sensor de humedad de fibra óptica y un revestimiento de polímero higroscópico a base de Acetato de Polivinilo (PVA). En la segunda técnica se desarrolló una metodología con base a mediciones de transmitancia óptica dentro de una celda de prueba, consistente de una fuente de agua, y un paquete de papel emulando capas de aislamiento, un capilar de una hoja de papel para la transferencia de agua en el papel y un depósito de aceite de transformador. Para el sensor de humedad a base de fibra óptica y un recubrimiento de PVA se estudiaron experimentalmente las características de transmisión de la luz en fibras dobladas y cubiertas de PVA en la banda del visible en el rango de 400 nm a 970 nm de longitud de onda. El sensor se sometió a condiciones de humedad dentro de un aislamiento de aceite-papel. El sensor de fibra óptica resultante tiene potencial para ser utilizado para mediciones en línea. Para la medición del contenido de agua basada en la transmitancia óptica en una celda de prueba, se seleccionó la banda del infrarrojo cercano de 900 nm a 1,500 nm. Los estudios experimentales de transmisión de luz en el aceite y el agua se presentan y discuten así como los criterios para establecer las mejores bandas ópticas para la máxima sensibilidad en la medición. Las limitaciones de la medición, los procedimientos de calibración, y un análisis de errores son presentados. La técnica resultante tiene también potencial para ser utilizado en las mediciones en línea de aparatos eléctricos que utilizan aislamiento aceite-papel sujeto a grandes gradientes de campo eléctrico. Esta técnica de medición es directa en el papel y no esta sujeta a condiciones térmicas de equilibrio como es el caso de las técnicas actuales de medición de humedad en aceite para estimar el contenido de humedad en el papel utilizando las curvas de Oommen y otros. Los transformadores en operación normal tienen una concentración de humedad en el aceite en el rango de 10 a 50 pates por millón y de .5 a 5% de humedad en el papel. La técnica se podría aplicar en el equipo en operación a un bajo costo y con un error en la medición aproximado del 8 % en el papel. |
| URI : | http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/12623 |
| Aparece en las colecciones: | Mediateca |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| TESIS Medición óptica de humedad en el sistema aislante de .pdf | Medición óptica de humedad en el sistema aislante de alta tensión aceite-papel | 5.47 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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