Jorge Piñeros, ingeniero de aplicación HUB SAM, de Hitachi ABB Power Grids, explicó que los transformadores especiales son necesarios en la actividad minera porque adaptan la tensión de alimentación de la red a la tensión de entrada a los rectificadores, aíslan el rectificador de la red de alimentación y limitan las corrientes de corto circuito, alivian al motor y/o red de alimentación de tensiones de modo común, y reducen el efecto de radio interferencia de la unidad rectificadora, principalmente.

En Rumbo a PERUMIN, expuso que dentro de las líneas de producción de minería es muy frecuente encontrar sistemas de variadores de velocidad debido a la asociación de bombas y motores que normalmente poseen cargas no lineales, en donde se pueden presentar procesos de conversión de energía a través de los dispositivos VSD (Variable Speed Drive) o VFD (Variable Frequency Drive), dependiendo de los diferentes tipos de carga.

“En el segmento de la minería es muy común tener todos estos elementos con particularidades y que inciden en el transformador y en la red de alimentación”, sostuvo. 
La función principal de los dispositivos VSD es fijar la velocidad de la unidad a la que esté conectado (motor o bomba), fijar el torque y ayudar a ahorrar energía y mejorar la eficiencia del sistema”.

De esta manera, comentó que, en la minería, las modernas unidades rectificadoras necesitan de transformadores con diseños especiales, mas no transformadores normales o estándar, ya que este último puede incurrir en un deterioro acelerado del sistema de aislamiento del transformador y por ende llevar a una falla o interrupciones no planificadas en las líneas de producción.

“Afortunadamente, este reto está soportado por las normas IEC 61378-1 y IEEE C57.18.10, en donde se establecen criterios y metodologías para el diseño y fabricación de los transformadores industriales, contribuyendo a elevar el rendimiento, la fiabilidad y la duración del sistema”, dijo el especialista.

Agregó también que la etapa de diseño del transformador especial debe considerar el aumento del esfuerzo dieléctrico, los problemas térmicos (en relación con los armónicos), el aumento de los esfuerzos mecánicos y las conexiones internas para los desfases y diseños multibobinas.

Corrientes armónicas elevan pérdidas

En otro momento de su presentación, Jorge Piñeros advirtió que las corrientes armónicas elevan las pérdidas adicionales en los bobinados, barras de conexión, bridas del núcleo y paredes del tanque principal, conduciendo así a problemas térmicos como el envejecimiento prematuro del transformador.

“Recordemos que el incremento de la temperatura daña la función aislante del transformador y con ello la vida útil del equipo. Entonces, en la medida que tengamos más armónicos, habrá más temperatura y más pérdidas en el trasformador”.

En tal sentido, recomendó elaborar un estudio de la distribución de temperaturas a lo largo de la bobina para dimensionar correctamente el sistema de refrigeración y controlar el incremento de la temperatura generador por las corrientes armónicas.

Digitalización de los transformadores

Más adelante, Jorge Piñeros resaltó que la digitalización también puede ayudar a aumentar la confiabilidad de los transformadores especiales, a través de la plataforma de monitoreo TXpert de Hitachi ABB Power Grids, el cual funciona con un modelo basado en “condición” para el mantenimiento y reemplazo de los transformadores, favoreciendo a la mitigación de los costos de mantenimiento, reducción de interrupciones no planificadas y al incremento de la vida útil del equipo.

“El proceso de digitalización consiste en capturar información pasada y presente de los transformadores y permite al equipo de operaciones comprender la condición actual del equipo. Además, permite conectarse a otras áreas para enviar información relevante en tiempo real y así tomar decisiones asertivas”.