Estimación de vida útil de transformadores de potencia basada en el modelado del envejecimiento del aceite dieléctrico

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Title: Estimación de vida útil de transformadores de potencia basada en el modelado del envejecimiento del aceite dieléctrico
Authors: Huayamave Salvador, Jorge Ricardo
Advisor: Chavez Córdova, Carlos Fernando
Abstract: This thesis aims to develop a computational model to estimate the useful life of power transformers, based on the aging of the dielectric oil. Power transformers are critical components in electrical systems, and their performance relies on an insulation system that includes both dielectric oil and paper. The degradation of these components reduces efficiency and increases the risk of failure. To address this issue, a model is proposed that simulates the thermal and chemical degradation of the oil by integrating parameters such as dielectric strength, moisture content, acidity, and dissolved gas concentration. The model is implemented in MATLAB, and various load scenarios (low, medium, and high demand) are simulated to assess their impact on the transformer's useful life. Additionally, international standards such as IEEE and IEC are incorporated to validate the results. The main benefit of this study is the enhancement of condition-based maintenance strategies, enabling electrical companies to make more informed decisions, optimizing resources, and extending the lifespan of equipment. This predictive approach will also contribute to reducing unscheduled failures and associated costs.
Translated abstract: El presente trabajo de titulación tiene como objetivo desarrollar un modelo computacional para estimar la vida útil de los transformadores de potencia, basado en el envejecimiento del aceite dieléctrico. Los transformadores de potencia son elementos clave en los sistemas eléctricos, y su funcionamiento depende de un sistema de aislamiento que incluye tanto el aceite dieléctrico como el papel aislante. La degradación de estos componentes reduce la eficiencia y aumenta el riesgo de fallas. Para abordar esta problemática, se propone un modelo que simula la degradación térmica y química del aceite mediante la integración de parámetros como la rigidez dieléctrica, el contenido de humedad, la acidez y la concentración de gases disueltos. Se implementa el modelo en MATLAB y se simulan distintos escenarios de carga (baja, media y alta demanda), evaluando su impacto en la vida útil del transformador. Además, se incorporan normativas internacionales como IEEE e IEC para la validación de los resultados. El estudio tiene como beneficio principal la mejora de las estrategias de mantenimiento basado en condición, permitiendo a las empresas del sector eléctrico tomar decisiones más informadas, optimizando los recursos y prolongando la vida útil de los equipos. Este enfoque predictivo también contribuirá a la reducción de fallas no programadas y costos asociados.
Keywords: TRANSFORMADORES DE POTENCIA
ENVEJECIMIENTO DEL AISLAMIENTO
ANÁLISIS DE GASES DISUELTOS
ACEITE DIELÉCTRICO
Issue Date: 2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32339
Language: spa
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