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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Slide 3 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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
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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
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5/62Slide 5 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Por que monitorear su transformador?
Transformador: el equipo mas crt ico de la
subestacin
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6/62Slide 6 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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.
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7/62Slide 7 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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8/62Slide 8 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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9/62Slide 9 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Agenda
Introduccin
Tecnologia y soluciones
Monitoreo en lnea
Sensores
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10/62Slide 10 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 11 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 12 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 13 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Principais Sensores
- Condicin de los bushings
Desvo de capacitancia y tan delta;
Desvo de capacitancia y sobretensiones.
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Slide 14 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Principais Sensores
- Temperaturas
Aceite superior y inferior, ambiente
Medicin directa por fibra ptica
- Corrientes
Cargamento de los bobinados.
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Slide 15 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 16 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 17 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
TMDS y Smart Monitor
Estrategia de Diagnstico Central o Distr ibuda
TMDS
Acceso remoto - Centralizado
Smart Monitor
Acceso local - Distribuido
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Slide 18 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Agenda
Introduccin
Tecnologia y soluciones
Monitoreo en lnea
Sensores
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Slide 19 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 20 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Monitoreo en lnea
Smart Monitor: monitoreo d istribuido
TMDS: monitoreo centralizado
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Slide 21 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Smart Monitor solucin distr ibuida
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Slide 22 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 23 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Smart Monitor
Visin con la puerta frontal abierta Visin frontal del Smart Monitor con
sealeros indicativos
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Slide 24 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
DiagnsticosRecomendaciones
Procesamiento
Acceso Local
Grandezas Monitoreadas
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Slide 25 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 26 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 27 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 28 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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;
Modelos de Ingeniera
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Slide 29 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Modelos de Ingeniera
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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Slide 30 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Monitoreo en lnea
Smart Monitor: monitoreo d istribuido
TMDS: monitoreo centralizado
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Slide 31 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
TMDS solucin centralizada
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Slide 32 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Arquitetura
Subestacin
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Slide 33 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
TMDS
Arquitectura del s istema en varias subestaciones
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Slide 34 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Panel Local
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Slide 35 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 36 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Panel Central
Vista Frontal Vista Trasera
E t t i d Al i t d D d
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Slide 37 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 38 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
+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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Slide 40 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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.
Alertas por e-mail
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Diagnsticos
Diagnsticos
T i l d D l
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Slide 42 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Tringulo de Duval
(IEC 60599-1999 Anexo B.3)
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Slide 43 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Modelo genrico
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Slide 44 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 45 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Un Caso Verdico:
Angra 2
Un Caso Verdico:
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Slide 46 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 47 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Despus del incremento depotencia, empez una tajaanormal de generacin de
gases.
Um Caso Verdico:
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Slide 48 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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
Tecnologia y soluciones
Monitoreo en lnea
Sensores
Sensores
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Slide 50 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 52 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
p
GAS-Guard 8
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Slide 53 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Gs Preciso(1)
Repetibilidade(2)
Faixa(3)
Hidrognio H2 +/-5% ou +/-2 ppm
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Slide 54 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 57 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
GAS-Guard: gs cromatografia em lnea
Simotemp: rel de proteccin trmica
Simotemp rel de proteccin trmica
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Slide 58 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
Monitoreo y control del sistema de enfriamiento
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Slide 59 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 60 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 61 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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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Slide 62 Enero-11 Siemens Brasil / E T TR TLM M
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
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