A multi-criteria computer package for power transformer fault detection and diagnosis

Abstract

A package in Maple that helps users in power transformers fault detection and diagnosis has been developed. Transformers are required throughout modern interconnected power systems. Their range comprises from a few kVA to over a few hundred MVA, both in low voltage and in high voltage electrical network. As they are considered the key element in such systems, several maintenance methods have been reported in the literature: dissolved gas analysis (DGA) technique, short-circuit impedance (SCI) measurement, frequency response analysis (FRA) and power factor testing among others. All of them have as main goal to increase its useful life; normally reduced from aging process, stress conditions or electrical faults. Besides, they require special measurement devices and the experience of engineers, in order to make a proper diagnosis. This paper firstly determines the requirements of these tests to be applied and coordinate their input data and their output (diagnoses and recommendations). Afterwards, the package developed, that guides the users throughout the diagnosis processes, automatizes data processing and returns of the different tests (underlining if any contradiction between them arises) is summarized. The method is extensible/scalable by means of adding new techniques on this field of application.

Previous article in issue

Se ha desarrollado un paquete en Maple que ayuda a los usuarios en la detección y diagnóstico de fallos en transformadores de potencia. Los transformadores son necesarios en todos los sistemas eléctricos interconectados modernos. Su rango abarca desde unos pocos kVA hasta más de unos cientos de MVA, tanto en redes eléctricas de baja tensión como de alta tensión. Dado que se consideran el elemento clave de dichos sistemas, en la bibliografía se han descrito varios métodos de mantenimiento: la técnica de análisis de gases disueltos (DGA), la medición de la impedancia de cortocircuito (SCI), el análisis de la respuesta en frecuencia (FRA) y el ensayo del factor de potencia, entre otros. Todos ellos tienen como objetivo principal aumentar su vida útil; normalmente reducida por el proceso de envejecimiento, condiciones de estrés o fallos eléctricos. Además, requieren dispositivos de medida especiales y la experiencia de los ingenieros, para realizar un diagnóstico adecuado. Este trabajo determina, en primer lugar, los requisitos de estas pruebas a aplicar y coordina sus datos de entrada y su salida (diagnósticos y recomendaciones). Después, se resume el paquete desarrollado, que guía a los usuarios a lo largo de los procesos de diagnóstico, automatiza el tratamiento de los datos y las devoluciones de las distintas pruebas (subrayando si surge alguna contradicción entre ellas). El método es extensible/escalable mediante la incorporación de nuevas técnicas en este campo de aplicación.