sistemas de monitoreo de transformadores

7/25/2019 Sistemas de Monitoreo de Transformadores

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Sistemas de

Monitoreo deTransformadores

Copyr igh t Siemens Ltda 2011. Todos os d ireitos reservados.


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Slide 2 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M

Agenda

Introduccin

Tecnologia y soluciones

Monitoreo en lnea

Sensores


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Escenario actual del parque instalado

El parque instalado de transformadores est

envejecido, con edades medias de:

EE.UU. 39 aosAlemania 35 aos

Brasil 28 aos

El riesgo de fallas aumenta y depende del histrico deoperacin del equipamiento, no solamente de la edad

Fallas y paradas de emergencia generan costossuperiores al valor del equipamiento

Sistemas de monitoreo auxilian en el planeamiento de

las paradas y reparos

Indican tambin la condicin de operacin de los

equipamientos para evitar fallas catastrficas


4/62Slide 4 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M

Faixa Etria Base Instalada - Brasil

5,50%

9,50%

5,70%

6,30%

9,20%

20,80%

16,20%

11,90%

10%

5%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

0...5anos 6...10anos 11...15anos 16...20anos 21...25anos 26...30anos 31...35anos 36...40anos 41...45anos >46anos

Escenario actual del parque instalado en Brasil

~65% do parque



Por que monitorear su transformador?

Transformador: el equipo mas crt ico de la

subestacin



Incendio ocurrido el 4 de Julio del 2004

En un evento registrado el 4 de Julio del 2004, a las 19:00hs en el

estado de Arizona, EEUU.

Cinco autotransformadores de 500 MVA, 525/230 Kv fueron

afectados.

Tenan 30 aos en operacin.

Daos de prdida de equipamientos.

Red indisponible.

Grandes daos ambientales y de equipamientos.



Agenda

Introduccin


Monitoreo en lnea

Sensores



Temp ambiente

Bushings

OLTC

emp. Topo Aceite

Temp Inferior Aceite

Gas en aceiteHumedad

Nivel Aceite

Flujo de aceite o agua

Control

Refrigeracin

Sala Comando Subestacin

Intranet ClienteCorriente de carga


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Soluciones en Monitoreo en lnea

Caractersticas

Soluciones direccionadas

Consideracin a las caractersticas de cada equipo para encontrar la

mejor solucin (Distribuida o Centralizada)

Ni todos los transformadores afectan la confiabilidad de la rede da la

misma manera

Suministro de diferentes tecnologas de sensores

Integracin a los diferentes tipos de fabricacin y comunicacin de los

sensores

Suministro de diferentes tipos de integracin

Plataformas existentes

Herramientas de gerenciamento automatizado


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Principais Sensores

- Gases en aceite:

Sensor de gases disueltos e humidad en aceite;

Cromotgrafo on-line para tres gases;Cromatgrafo on-line para ocho gases;

Sensor de humidad no leo.


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Principais Sensores

- Condicin de los bushings

Desvo de capacitancia y tan delta;

Desvo de capacitancia y sobretensiones.


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Principais Sensores

- Temperaturas

Aceite superior y inferior, ambiente

Medicin directa por fibra ptica

- Corrientes

Cargamento de los bobinados.


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Sistemas de Monitoreo pueden ser instalados en transformadores

de cualquier fabricante nuevos o en uso.

Flexibilidad en la instalacin de sensores


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Drivers y filtros de comunicacinComunicacin de sensores: serial, analgico y digital

Aumento de la confiabilidad con filtro de datos

Standard de comunicacin especfica de cada

sensor es incorporada

Acquisicin de datos

Dado1 Dado2 Dado3

xx xx xx

xx xx xx

xx xx xx

Painel Digitalizacin


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TMDS y Smart Monitor

Estrategia de Diagnstico Central o Distr ibuda

TMDS

Acceso remoto - Centralizado

Smart Monitor

Acceso local - Distribuido


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Agenda

Introduccin


Monitoreo en lnea

Sensores


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Transformadores Siemens para todos los n iveles

desde generacin hasta dist ribucin de energa

Transformadorpara gerao

Transformadorde interconexo

do s istema

Reatorshunt

Transformador dedistribuio leo

GEAFOLTransformadorem resina

HVDC

Transformadorde s istema

Transformadores paraaplicaes industriais

especiais

Reguladorde tenso

Transformador

defasador

retificadorforno

Smart

MonitorMonitoramento

Local

TLMC

Servio deMonitoramento

via GPRS

TMDSSistema de

Monitoramento

RemotoEspecialista

TLM

TransformerLifecycle

Management

Reparos e retrofitna fbrica e em

campo

Determinao

estado operativo

Montagem ecomissionamento

Tratamento deleo

Ensaios de alta e

baixa tenso em

campo

Treinamentos

Peas reserva

Ps Vendas


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Monitoreo en lnea

Smart Monitor: monitoreo d istribuido

TMDS: monitoreo centralizado


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Smart Monitor solucin distr ibuida


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Smart Monitor

Monitor stand-alone, instalacin yacceso a los datos hecho

localmente;

Arquitectura distribuida, donde cadamonitor es responsable por los

diagnsticos de un transformador;

Puede ter acceso por la interface

Web, en adicin al acceso local;

LEDs en el tablero para indicacin

externa de status.


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Smart Monitor

Visin con la puerta frontal abierta Visin frontal del Smart Monitor con

sealeros indicativos


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DiagnsticosRecomendaciones

Procesamiento

Acceso Local

Grandezas Monitoreadas


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Topologa e Accesibilidad

Pantalla delOperador

Acceso Local

Acceso Remoto(va LAN o Internet)

Pgina Web

Subestacin, usina, etc.

Localidad Central Intranet

Internet


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Software de Smart Monitor

Software con interfaceamigable;

Procesa los datosadquiridos y almacenados,

generando diagnsticos on-

line con cualidad y

confiabilidad;

Supera un simple

monitoreo con alarmes

basados en limites fijos yposee acciones

recomendadas para un

mejor estado operativo del

transformador.


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Modelos de Ingeniera

Gases combinados disueltos en aceite: Evaluacin de valores limites de

generacin de gases en aceite;

Cromatografa on-line para tres gases: Evaluacin de valores limites de

generacin de gases en aceite (metano, etileno y acetileno). Anlisis y

indicacin de fallas incipientes a travs del mtodo Triangulo de Duval;

Cromatografa on-line para ocho gases: Evaluacin de valores limites de

generacin de gases en aceite (metano, etileno, acetileno, etano, dixido decarbono, hidrgeno, oxigeno y monxido de carbono). Anlisis y indicacin de

fallas incipientes a travs del mtodo Triangulo de Duval;

Desvo relativo de la capacitancia de los bushings: Evaluacin de la integridad

del aislamiento de los bushings;


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Humedad en el aislamiento: Evaluacin de la humedad del aceite aislante y

clculo estimado de la humedad en el papel;

Trmico: Clculo del hot spot del transformador por los mtodos normalizados

IEEE/ANSI, IEC y mtodo propietario Siemens;

Prdida de vida y envejecimiento relativos: Clculo de prdida de vida relativadel transformador y tasa de envejecimiento relativo por los mtodos IEEE/ANSI,

IEC;

Volumen de aceite en el conservador: Permite indicacin de defecto incipiente

antes de atingir el nivel mnimo admisible, comparando el volumen estimado de

aceite aislante en el conservador basado en la distribucin de temperaturas del

transformador con el volumen calculado basado en la indicacin del sensor de

nivel;



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Sistema de refrigeracin: Verifica el funcionamiento adecuado del sistema de

refrigeracin a travs del monitoreo de la corriente de carga de los ventiladores

y del flujo de aceite/agua (dependiendo del sistema de refrigeracin);

Controle de refrigeracin: Solamente con la indicacin de la temperatura

deseada para operacin del transformador, este modelo efecta el control del

sistema de refrigeracin a travs del clculo del hot spot futuro en funcin delcargamento actual. Esta operacin tambin considera el nmero de horas de

uso de ventiladores y bombas, equilibrando el desgaste de cada grupo

(rotacin). Adicionalmente, efecta el ejercicio peridico de los grupos de

refrigeracin;

Conmutador bajo carga: Indicacin de posicin del OLTC, nmero total de

operaciones y evaluacin indirecta del esfuerzo de torsin por comparacin con

valores aprendidos.


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Monitoreo en lnea

Smart Monitor: monitoreo d istribuido

TMDS: monitoreo centralizado


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TMDS solucin centralizada


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Arquitetura

Subestacin


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TMDS

Arquitectura del s istema en varias subestaciones


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Panel Local


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Panel Local

Unidad de adquisicinRemota ET200s Fuente Universal

24 Vcc

Monitoreode bushing

Transductores

de corriente

Termostato ehigrostato

OLM - conversor

elctrico / ptico

Proteccincontra surtos

Transductoresde posicin OLTC

Transductor deFlujo Aire / Aceite


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Panel Central

Vista Frontal Vista Trasera

E t t i d Al i t d D d


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Manipulacin eficiente del banco de dados:captura de 3 valores al envs de 24.

Tempera

tura

Apenas datos significantes son capturados

Tiempo

V1

V3

V2

Estrategia de Almacenamiento de Dados

A li i E t d t i


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+F1, +F2-F1, -F2 +F1, +F2-F1, -F2

Anlis is Estadstico

El anli sis estadstico

se crea durante un

perodo determinado de

aprendizaje.

Mdia, Desvo Padrnde la poblacin con un95% de intervalo de

confianza.

Alteraciones bru scas en los valores de

la media y del desvo patrn, sonmonitoreado s con el objetivo s de

detectar cambios de comportamiento.

El Sistema es capaz de aprender,

basndose en los datos histricos,

evitando alarmas falsas ypudiendo detectar cambiosestadsticos significativos, antes

de que los limites crticos seanalcanzados.

Criterio de evaluacin de tendencias


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A

T

Estos parmetros pueden ser establecidos utilizando:

1. Normas reconocidas por la industria, tales como lasnormativas indicados por la IEEE/ANSI.

2. Clculos basados en la evaluacin off-line o de una historia dela unidad, como puede ser por ejemplo DGAs realizados

anteriormente.

3. Niveles definidos por el usuario.

Criterio de evaluacin de tendencias


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TMDS Alerta

SIEMENS TRANSFORMER MONITORING AND DIAGNOSTICS SYSTEM

O sistema de monitoramento de transformadores Siemens (TMDS) detectouum evento que necessita de ao imediata. O evento foi detectado no

transformador , em 23/6/2008 09:15h.Descrio: Gs combustvel no leo acima do limite.Diagnstico: Acetileno (C2H2) foi detectado = 5 ppm.

[email protected]

Alertas por e-mail


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Diagnsticos

Diagnsticos

T i l d D l


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Tringulo de Duval

(IEC 60599-1999 Anexo B.3)


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Modelo genrico


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Modelo comparativo - Gases

outra unidade

com indicaode gs?

Banco monofsico?

Unidades3F semelhantes

monitoradas?

outra unidade

com indicaode gs?

sim

sim

sim

simno

no

no

no

Gs 1

Fim

Un Caso Verdico:


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Un Caso Verdico:

Angra 2

Un Caso Verdico:


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Un Caso Verdico:

Angra 2

Banco de 4 transformadoresmonofsicos de 490 MVA 525/18 Kv.

TMDS instalado y en operacin.

Tendencia de generacin anormal de

gases detectado por el sistema.

El sensor de gases no emite una

alarma, pues el lmite para la alarma no

haba sido alcanzado.

La carga fue reducida al 80%,permitiendo as una parada

programada.


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Despus del incremento depotencia, empez una tajaanormal de generacin de

gases.

Um Caso Verdico:


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Um Caso Verdico:

Angra 2

Inspeccin interna realizada.

Problema identificado y corregido.

Sin daos y prdida de equipamiento.

Sin daos ambientales y materiales.

La Usina regresa a la operacin

normal en 7 das.

Agenda


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Agenda

Introduccin


Monitoreo en lnea

Sensores

Sensores


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GAS-Guard: gs cromatografia em lnea

Simotemp: rel de proteccin trmica

GAS-Guard

Gs cromatografia en lnea


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Gs cromatografia en lnea

Princpio de funcionamento


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p

GAS-Guard 8


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Gs Preciso(1)

Repetibilidade(2)

Faixa(3)

Hidrognio H2 +/-5% ou +/-2 ppm


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Gs Preciso(1) Repetibilidade(2) Faixa(3)

Metano CH4 +/-5% ou +/-10 ppm


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Softw are para anlisis


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Sensores


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GAS-Guard: gs cromatografia em lnea

Simotemp: rel de proteccin trmica

Simotemp rel de proteccin trmica


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Monitoreo y control del sistema de enfriamiento


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Monitorea el hot-spot de los

bobinados y realiza el control

de enfriamiento del transformador,

basado en normas internacionales

y en el modelo propietario de

Siemens, que garantiza mas

precisin y confiabilidad al

rel.

Uso inteligente de los recursos


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Posee entradas digitales de status de

los ventiladores para una mejor

precisin del clculo de hot-spot.

Presenta medidas de contencin para

control del enfriamiento en casosdonde es detectada falla en los

sensores de temperatura, entrada decorriente o ambos.

Software eficaz


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Memoria de masa con

capacidad deaproximadamente 450

das.

Acceso y anlisis grfica

de los datos de forma

simplificada, a travs del

software.

Gracias por su atencin!


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Copyright Siemens Ltda 2011. Todos os direitos reservados.

David Scaquett i

Monitoreo de Transformadores

Av. Eng. Joo F. G. Molina, 1745

Jundia, SP - Brasil

Tel: + 55 11 4585-2290

Cel: +55 11 7460-5838

E-mail:

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