La temperatura de punto caliente del devanado es un valor local, distinto de la temperatura del aceite superior y de la temperatura media del devanado. Un modelo térmico la estima a partir de la carga, la temperatura del aceite, el ambiente y los parámetros térmicos. Una sonda de fibra óptica mide la temperatura en su punta, en una posición definida del devanado.
- El modelo calcula un estado térmico con sus entradas; la sonda mide en el punto instalado.
- Una sonda corresponde a un punto definido. Varios puntos independientes requieren varias sondas.
- La ubicación determina el significado de la lectura; la sonda no localiza automáticamente el punto más caliente.
- Las mediciones ayudan a validar el modelo, y el modelo estima el estado entre puntos instrumentados.
Qué significa la temperatura de punto caliente
El punto caliente es la zona de mayor temperatura dentro del devanado y afecta al envejecimiento del aislamiento de papel. La temperatura del aceite superior describe el aceite en una ubicación determinada; el promedio del devanado puede ocultar picos locales. La validez del cálculo depende de que los parámetros y condiciones representen el transformador evaluado.
| Magnitud | Descripción | Obtención | Interpretación |
|---|---|---|---|
| Aceite superior | Aceite en una ubicación superior definida | Sensor o indicador en el aceite | No es temperatura del conductor; la diferencia con el punto caliente varía. |
| Media del devanado | Temperatura media del conductor | Método de resistencia en ensayos | Suaviza los máximos locales. |
| Punto caliente calculado | Máximo térmico del devanado modelado | Modelo con carga, aceite, ambiente y parámetros | Es válido si los datos representan el transformador. |
| Lectura de sonda | Temperatura en un punto instalado | Sonda fluorescente en el devanado | Representa el máximo solo con una ubicación adecuada. |
Estimación mediante modelo térmico
El cálculo combina la temperatura ambiente, el aumento de temperatura del aceite superior y el gradiente térmico del devanado. Las constantes de tiempo, exponentes y elevaciones nominales proceden de ensayos o valores normalizados; los cambios de refrigeración requieren otros parámetros. El modelo ofrece una estimación continua si hay datos disponibles, incluso sin sondas integradas. Las desviaciones respecto a sus supuestos aparecen como error residual, por ejemplo cuando cambian rápidamente la carga o la refrigeración.
Qué mide una sonda de fibra óptica integrada
Una sonda fluorescente mide la temperatura en la punta: la luz de excitación llega al material fluorescente y el instrumento convierte su tiempo de decaimiento en temperatura. La vía óptica no es conductora. INNO realiza medición puntual, no distribuida a lo largo de toda la fibra. La ubicación se define al diseñar y fabricar el devanado.
Medición directa frente a estimación
| Aspecto | Modelo térmico | Sonda de fibra integrada |
|---|---|---|
| Base | Cálculo con carga, aceite, ambiente y parámetros | Medición óptica en una ubicación física |
| Resultado | Estado térmico estimado | Temperatura medida en el punto instrumentado |
| Cobertura | Comportamiento representado por el modelo | Un punto definido por sonda |
| Límite | Depende de supuestos y entradas | Depende de ubicación y número de sondas |
Por qué importa la ubicación de la sonda
La geometría del devanado, los conductos de refrigeración y el flujo de aceite determinan las zonas potencialmente más calientes. Las sondas deben instalarse donde las identifica el diseño térmico. Al comparar datos, tenga en cuenta que la sonda representa un punto del conductor y el modelo puede representar un punto caliente equivalente.
Datos de campo: modelo y referencia de fibra
Un estudio de 2026 publicado en Discover Artificial Intelligence evaluó durante el verano un transformador elevador ONAF de 100 MVA y 220 kV. En los cinco días de evaluación, el modelo dinámico de referencia obtuvo MAE de 8,35 °C; el modelo físico con ponderación de pérdidas armónicas, 4,18 °C; y el modelo híbrido con corrección residual, 1,87 °C (RMSE 2,34 °C; R² 0,972). La referencia fue la lectura válida máxima de los canales de fibra disponibles. Estos resultados corresponden a esa unidad y condiciones, no a todos los modelos IEC.
| Método | MAE (°C) | RMSE (°C) | R² |
|---|---|---|---|
| Modelo térmico dinámico IEC (referencia de los autores) | 8,35 | 9,87 | – |
| Modelo físico sensible al espectro | 4,18 | – | – |
| Modelo híbrido físico-datos | 1,87 | 2,34 | 0,972 |
Qué muestran los resultados
La referencia de fibra promedió 76,69 °C y la base IEC, 85,16 °C: 8,47 °C más. Con un umbral de 98 °C, el modelo híbrido detectó 12 de las 13 superaciones registradas por fibra [2].
Qué no permiten concluir
El resultado corresponde a una unidad y a un verano con variaciones de carga fotovoltaica y fuerte distorsión de corriente. No se publicaron las posiciones de las sondas ni los datos de calibración, por lo que no puede aislarse el efecto del montaje. El modelo híbrido también utilizó mediciones de fibra para ajustar sus parámetros.
Uso conjunto de mediciones y modelos
El diseño térmico selecciona las ubicaciones, el ensayo de calentamiento aporta una primera comparación y los datos de servicio permiten contrastar lecturas con el modelo bajo carga real. Una desviación persistente puede justificar revisar parámetros, refrigeración, armónicos o posición de la sonda. Sin sondas integradas, el modelo sigue siendo la herramienta de estimación; con ellas, las mediciones describen los puntos instrumentados y el modelo completa el estado entre ellos.
Configuración INNO para medir devanados
Las especificaciones publicadas para la sonda de transformador en aceite indican −40 a +260 °C, resolución de 0,1 °C y precisión de ±1 °C; la configuración final depende de la sonda y el instrumento compatibles. El transmisor multicanal IF-C admite 1–64 canales, adquisición inferior a 1 s, RS485/Modbus, salidas analógicas opcionales y dos relés de alarma. El sistema para transformador en aceite se configura con 1–18 canales. Confirme las especificaciones de la configuración seleccionada.
Para revisar un proyecto, prepare tipo y potencia del transformador, disposición del devanado, zonas calientes previstas, número de puntos, recorrido y longitud de fibra, y requisitos de Modbus, salida analógica o relés. Consulte monitorización de temperatura de transformadores o contacte con INNO.
Referencias
- IEC 60076-7:2018, Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers.
- Cao, S. (2026). Online power-transformer hot-spot estimation via spectrum-aware physics-data hybrid learning. Discover Artificial Intelligence, 6, 1673. DOI: 10.1007/s44163-026-02632-y.
- Abdali et al. (2023), Novel hotspot temperature prediction of oil-immersed distribution transformers: An experimental case study. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 70(7), 7310–7322. DOI: 10.1109/TIE.2022.3206690.
- Abdali, A., Abedi, A., Masoumkhani, H., Mazlumi, K., Rabiee, A., & Guerrero, J. M. (2023). Magnetic-thermal analysis of distribution transformer: Validation via optical fiber sensors and thermography. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 153, 109346. DOI: 10.1016/j.ijepes.2023.109346.
- González-Cagigal, M. A., Rosendo-Macías, J. A., & Gómez-Expósito, A. (2023). Parameter estimation for hot-spot thermal model of power transformers using unscented Kalman filters. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 11(2), 634–642. DOI: 10.35833/MPCE.2022.000439.