Download - DE 2018 ABB Transformer Intelligence
DE 2018
ABB Transformer IntelligenceCoreSense – CoreTec 4
ABB Transformer Intelligence
May 15, 2018 Slide 2
Estadísticas de fallas del transformador
Fuente: Cigré SCA2.37 Informe del folleto técnico 642/2015 Encuesta de fiabilidad del transformador
Cambiador detomas
30.70%
TC0.29%
Devanados36.84%
SalidasPrincipales
5.56%
Aislamiento2.34%
Bushings18.13%
Núcleo y circuito magnético2.63%
Flujo0.88%
Tanq
Unidad deenfriamiento
1.46%
Análisis de localización de fallas en transformadoresfabricados después de 1980
Dieléctrico,36.62%
Eléctrico,16.49%
Térmico,10.89%
Fisicoquímico, 3.32%
Mecánico, 20.02%
Desconocido, 12.66%
Análisis del modo de falla (basado en964 fallas)
ABB Transformer Intelligence
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Indicadores de la salud del transformador
Cortocircuito
Desplazamiento de la bobina
Holguras en los arrollamientos
Descargas Parciales
Sobre voltaje / fallas pasantesArcos
Sistema de refrigeración
Bujes
Cambiadores de posición
Sistemas de preservación del aceite
Problemas de enfriamiento
Envejecimiento de aislamiento
Sobrecarga
Sobrecalentamiento
Fallasmecánicas
FallasEléctricas
FallasTérmicas
TanquePrincipal
Accesorios
Advertencias tempranas
Temperatura
Eléctrico
Mecánico
Niveles de gases
Parámetros monitoreados :
ABB Transformer Intelligence
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Línea de productos ABB para monitoreo de transformadores
1 – Saber másEvaluar, conectar, almacenar, informar,medir
2 – Hacer másAutomatice, monitoree, controle, proteja,administre
3 – Hacerlo mejorOptimizar, simular, predecir, automatizar
4 - JuntosColaborar, aconsejar, transformer, repensar
ExpertServices
AssetManagement Solutions
Monitoring andDiagnostics
Sensor TechnologiesCoreSense
DGASingle Gas
CoreSense M10DGA
Multi-Gas
eOTITemperatura
del aceite
eWTITemperaturadel devanado
eOLINivel de aceite
eBRRelé
Buchholz
ePRDVálvula de
sobrepresión
eSDBDeshumidificadorautorregenerable
SW
ABB Ability™ Ellipse® APMGestión del rendimiento de los activos
Acuerdos deservicio
Análisisde
aceites
Estudios deingeniería
Pruebas dealta tensión
Entrenamiento Consultoría
CoreSense Hubsoftware
CoreTec 2.2TMD
CoreTec 4TMP
ABB Transformer Intelligence
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Niveles y tendencias Probabilidad de Falla (PoF) Sistema Experto
Verifica diferentes parámetrosniveles y tendencias alcompararlos con estándaresinternacionales como IEEE o IEC
Clasifique cada transformadorpor su PoF para priorizar eltrabajo de mantenimiento.
Ofrezca recomendaciones demantenimiento basadas enparámetros de diseño,tendencias históricas y datos enlínea.
Lógica de algoritmos de alto nivel
Optimizar la vida útil y el rendimiento Optimizar los recursos y el costo+
ABB Transformer Intelligence
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Costos de operación reducidos Costos de mantenimiento reducidos Menores primas de seguros
Riesgo cuantificable Maximiza la esperanza de vida Optimizar la utilización de activos
Cuales son los beneficios
Fundamentos de la formación de gas
CoreSense™ – Sensores DGA
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1. Aceite dieléctrico2. Celulosa (Papel)
Finalidad del aislamiento:• Aislante dieléctrico• Transferencia térmica
Cuando se tensiona el sistema de aislamiento,se producen gases y se disuelven en el aceite.
El gas en el aceite es un muy buen indicador defalla incipiente
Aislamiento en un transformador
Aceite(Mineral, Ester,Silicona)
Celulosa(Papel, Pressboard,madera laminada)
Fundamentos de la formación de gases
CoreSense™ – Sensores DGA
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La degradación de la molécula de aceite
H
Hidrógeno
CH
H
Metano
CC
H
H
H
Etano
CC
H
H
H
Etileno +Hidrógeno
CC
H HH
Acetileno + 2 ×hidrógeno
H
H
H
CH H
H
H
Propileno Propano
C
CH
H
C
CH
H
C
CH
H
C
CH
H
C
CH
H
H Molécula de aceiteGeneración de gas de combustión frente a la temperatura:
C2H4>C2H6
C2H2>10% of C2H4
C2H6>CH4
CH4>H2
Hydrogen (H2)
Methane (CH4)
Ethane (C2H6)
Ethylene (C2H4)
Acetylene (C2H2)
Gas generation (not to scale)Approximate oil decomposition temperature above 150°C
Hot spots(Of increasing temp.)
Arcing conditionsRange of normal operation
200
°C
65°C 30
0°C
800
°C
350
°C
500
°C
700
°C
250
°C
150
°C
Partial discharge (not temperature dependent)
Fundamentos de la formación de gases
CoreSense™ – Sensores DGA
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El aislamiento solido del transformador tiene una"característica de vida no reversible": el aislamientosólido (celulosa) se degrada con el tiempo.
El sistema de aislamiento está diseñado para sercompatible con la expectativa de vida deltransformador.
Varios factores afectan la vida de la celulosa:• Calor• Humedad del papel• Contenido de oxígeno en aceite
Todo esto requiere monitoreo con el tiempo.
La Degradación de la Cadena de Celulosa
Cadena Celulosa
CH
C
OH
CH
OC
H
OH
CC
O
CFuranos
H
H
CO Monóxido de carbono
OH
HAgua
Molécula de la Glucosa
CO Dioxido de Carbono
CH
H
Metanol
Portafolio de productos
CoreSense™ – Analizador DGA
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CoreSense CoreSense + CoreSense M10
Gases medidos H2, H2O H2, H2O H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4,C2H6, C3H6, C3H8, H2O
Funcionalidad Marcador de bandera Marcador de bandera Diagnósticos avanzados
Instalación de válvula única + + +
Sin bombas de aceite + + +
Sin consumibles + + +
Comunicación avanzada +
Modelos avanzados para eltransfromador
Punto calienteEnvejecimiento
Capacidad de sobrecarga
Triángulos DuvalRelaciones de Roger
Interpretaciones IEC, IEEE
Caso de uso Cualquier transformador lleno de aceite Cualquier transformador lleno deaceite
Unidades críticas y / o paraenfermería
CoreSense ™ es la primera línea de defensa de un transformador, monitorea el estado del transformador al observar el hidrógeno y los niveles de humedad.
Cuenta con:
Ingeniería con simplicidad y solidez
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CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad
Monitoreo continuo en línea
Instalación fácil - sin mantenimiento
Movimiento de aceite por convección - sin partesmóviles
Sensor de estado sólido - sin membrana
Visualización del estado a través de interfaz LED decolores
Conectividad flexible para sistemas SCADA con Modbus,DNP3 y opcionalmente IEC 61850
Un año de almacenamiento de datos
Interfaz web amigable para el usuario
Rentable para monitorear la condición deltransformador
Inteligencia escalable
Monitoreo de gas único: CoreSense - Sensor de hidrógeno y humedad
CoreSense – Sensor de Gas Disuelto en Aceite
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Función de levantamientode bandera: detectará laformación de una fallaincipiente sin indicar lafuente del error.
Análisis de Gas Disuelto(DGA) análisis DGA delaboratorio para investigar
Cualquier transformadorlleno de aceite –Dependiendo de lafilosofía demantenimiento
Funcionalidad
Curso de acción
Transformadoresobjetivo
Sin mantenimiento
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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• Capaces de soportar el vacío,• No requiere mantenimiento,• Lectura no afectada por otros gases• Las lecturas son insensibles a las variaciones de
temperatura.
• Evita el aceite estancado y permite un muestreomás representativo,
• No necesita de una bomba mecánica ymantenimiento asociado,
• Permite una extensión desde el tanque de hasta40cm.
• En el caso de una falla de energía, el condensadormantendrá el reloj interno y la memoria flashguardará todos los datos registrados de formasegura. No es necesario reemplazar las baterías ohacer un reinicio local de la unidad.
Sensor deHidrógeno deEstado Sólido
Convecciónforzada
SuperCondensadores
CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Instalación - versatilidad
CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Procedimiento de instalación
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Protocolos:• Modbus, DNP3, HTTP por web HMI• Opcional: IEC61850 (actualización de software)
Puertos:• Ethernet (2), USB (1), RS485 (1)• Analógico 4-20mA salidas (1 para H2, 2 para
H2/H2O)• Ethernet Óptico 100base –FX con terminación ST• Entradas analógicas 4-20mA (3)• SPDT relés; resistivo 20v 3A, inductivo 20v 1.5A (3)• Todos los puertos protegidos para 2 kV AC,
impulso de 5 kV
Temperatura de funcionamiento -50 a + 60ºC;Supervivencia -60 a + 100ºCTemperatura de aceite rango de operación -20 a +100ºC;Supervivencia -40 a + 120ºC;Presión de aceite 0 a 10 bar;Caja con clasificación IP67 / NEMA 4X (adecuada parauso en exteriores)
ComunicaciónEstándar
EspecificacionesAmbientales
Varias opciones de comunicación
RS845 oEthernet oFibra Ethernet
Contactos secos
4-20mAH H2O
Sistema deSupervisión deSubestaciones
Puerta deenlace a lanube3G
Alarma yadvertencia
Pantallalocal
No incluido en el paquete CoreSense
Resumen de las diferencias
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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September 9, 2014
BeneficioBeneficio
Circulacióntérmica del aceite
Circulacióntérmica del aceite
Sin piezasmóviles
Sin piezasmóviles
Sin membranas niconsumibles
Sin membranas niconsumibles
Calentamiento directo delaceite creando circulaciónpara lecturas precisas
Sin mantenimiento,fiabilidad mejorada, 15años de vida útil
CaracterísticaCaracterística
Caja metálicaCaja metálica
Sensor dehidrógenoverdadero
Sensor dehidrógenoverdadero
No es necesario removerel sensor durante elvacío/llenado del aceite
Robusto contra todas lascondiciones ambientales
Sensible al gas nocompuesto de hidrógeno
IP67IP67Sumergible hasta 1m deagua en llanurasinundables
CoreSenseCoreSense
P
P
P
P
P
P
HydranHydran
P
P
Ï
P
Ï
Ï
TM1TM1
Ï
Ï
P
Ï
P
Ï
Calisto 1Calisto 1
Ï
Ï
Ï
P
P
Ï
MSenseMSense
Ï
Ï
Ï
P
P
Ï
VaisalaVaisala
Ï
P
P
P
P
Ï
Interfaz Web
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Interfaz Web – Nivel de Hidrógeno
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Interfaz Web – Nivel de Hidrógeno
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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Concepto de monitoreo
CoreSense™ + : Plataforma de monitoreo detransformadores
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Temp. del aceite
Temp. ambiente
Carga
Control refrig.
1
2
3
4
Funcionalidades demonitoreo
Bás
ico
Software:• DGA, temperatura y carga, agregación de datos,
tendencias y transmisión a SCADA• Algoritmos IEC: punto caliente, sobrecarga,
envejecimiento• Enlace SCADA: Modbus, IEC60870, DNP3, IEC61850• Conectividad: kit de sensores y Modbus a dispositivos
electrónicos ABB• Control de enfriamiento de 2 etapas
Ambient temperature
Sensor DGA5
Concepto de monitoreo
CoreSense™ + : Plataforma de monitoreo detransformadores
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Oil Temp.
Ambient Temp.
Load
Cooling Control
1
2
3
4
Monitoringfunctionalities
Bas
ic
Software:• La extensión de software CoreSense + ofrece un
compilador de datos y una puerta de enlace decomunicaciones para los transformadores con eDevices(transductores electromecánicos) fabricados por ABBComem.
• Las comunicaciones internas entre los eDevices yCoreSense + se realizan en un bus serie (RS485) conModbus RTU.
DGA Sensing5
CoreSense + Interfaz web mejorada
CoreSense™ + : Transformer monitoring platform
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Sistema de monitoreosimple CoreSense +
Sensores requeridos:• Aceite superior• Temperatura
ambiente• Carga
Algoritmos:• Punto caliente• Envejecimiento• Sobrecarga
Inteligencia Actualizable
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
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+CoreSense+ Funcionalidades
Actualice su dispositivo cuando sea necesario para beneficiarse defunciones avanzadas:• Conecte y supervise todos los eDevices de ABB (a través de la
conexión Modbus),• Conecte y supervise los sensores electrónicos de terceros (a través
de las 3 entradas analógicas estándar disponibles),• Modele su capacidad de sobrecarga en tiempo real y determine la
tasa de envejecimiento cuando se conectan los sensores detemperatura y carga requeridos. *
CoreSense™ M10Analizador DGA multi-gas
Ingeniería con simplicidad y solidez
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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CoreSense ™ M10 es la última herramienta de diagnóstico de transformadores, monitorea la condición deltransformador al observar los niveles de humedad y 9 gases: H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8.Cuenta con:
Monitoreo continuo en línea
Instalación fácil: nada más sacarlo de la caja
Sin circuito de circulación de aceite fuera delcabezal de muestra
Tecnología FTIR ABB probada en el espacio(Transformada de Fourier para infrarrojos)
Conectividad flexible hacia SCADA y servicios en lanube con Modbus, DNP3 e IEC 61850
10 años de almacenamiento de datos
Interfaces fáciles de usar, incluido AHT-Gas
Redundancia incorporada - Sin consumiblesdurante 10 años
Visualización del estado a través de interfazLED de colores y pantalla táctil local
Herramientas de diagnóstico avanzadas para lainterpretación de los niveles de gas (clave de gas,relaciones, triángulos Duval, pentágonos Duval ...)
Diseño confiable
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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• El elemento térmico crea circulación de aceitepor convección forzada.
• No hay necesidad de una bomba mecánica ymantenimiento asociado.
• Circulación de aceite limitada a la cabeza demuestreo
• El diseño simple evita la posibilidad de fugas deaceite entre el transformador y el analizador.
• 10 años de operaciones sin mantenimiento sinconsumibles (no se requieren transportadores nigases de calibración).
• Redundancia incorporada para bombas de gas yfuentes de infrarrojos.
Elemento térmico
Circulación deaceite limitada
Libre demantenimiento
Diseño confiable
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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Fotos del sitio
Alta precisión y tecnología probada FTIR
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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• CoreSense ™ M10 viene calibradopermanentemente de fábrica.
• Con tecnología FTIR:ü Sin deriva en el tiempo, excelente repetibilidad
de medición.ü Sin interferencia cruzada entre los gases DGA.
• Diseñado para cancelar los gases atmosféricospara una lectura precisa.
• Tecnología FTIR ABB ultra confiable utilizada enel espacio. Demostrado para durar más de 10años sin mantenimiento.
• ABB FTIR tiene un historial comprobado deaplicaciones espaciales e industriales tales comosatélites meteorológicos, refinerías y plantaspetroquímicas.
Alta exactitud ypresición
Tecnologíaprobada
Unidad de medición
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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Opciones de comunicación
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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RS845 o Etherneto Fibra Ethernet
Contactossecos
4–20mAH H2O
Sistema desupervisión desubestación
Puerta de entrada ala nube3G
Alarma yadvertencia
Pantalla local
No incluido en el paquete CoreSenseComunicación estándarProtocolos:– Modbus, DNP3, IEC61850, HTTP for web HMICiberseguridad:– ABB ciberseguridad probada– Evaluado según IEEE1686– Puertos:– USB (1), RS485 (1), Ethernet (2, one 100base – FX ST terminated optical
port)– Módem cellular (optional)– Salidas analógicas 4-20mA (8 para gases & H2O)– Entradas analógicas 4-20mA (4), Entradas digitales (2)– Relés SPDT; resistivo 20V 3A, inductivo 20V 1.5A (3)– Todos los puertos protegidos: IEC 61000-4-5 Clase 4 e IEC 61000-4-2 Nivel
4Condiciones ambientales– Rango de temperatura de funcionamiento -50 a + 55C; supervivencia -60 a +
100C– Rango de operación de la temperatura del aceite -20 a + 120C;
supervivencia -50 a + 120C– Presión de aceite de 0 a 10 bar (puede soportar un vacío leve)
Interfaz web
CoreSense™ Entorno
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Interfaz web
CoreSense™ Entorno
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Interfaces fáciles de usar
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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Localmente:
• Evalúe rápidamente el estado a través de 3 LED de colores.
• Pantalla a color táctil local en profundidad para niveles de
ppm.
Remotamente:
• Interfaz web con niveles de gas y tendencias
– Alarmas configurables– Datos descargables– Historial y tendencias de niveles de ppm en comparación
con los estándares.
• Software para PC AssetHealth AHT-DGA:
– Análisis avanzado: reglas IEC e IEEE, método de gas clave,
relaciones, ETRA, triángulos Duval
Información a su alcance
Datos históricos del transformador – Triángulos de Duval
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
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CoreTec 4Plataforma de monitoreo de transformadores - Descripción general
CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
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CoreTec ™ 4 es un sistema modular de monitoreode transformadores diseñado para recolectar,agregar, administrar y analizar datos para un solotransformador.
Controla los signos vitales de su transformadordesde un sensor diferente :
• Temperatura del aceite superior,
• Gases disueltos en aceite (hasta 12 gases),
• Carga,
• Señales de alarma,
• Otros sensores digitales
– Modelos y almacena datos para:• Temperatura de punto caliente,
• Tasa de envejecimiento,
• Capacidad de sobrecarga
– Controla las etapas de refrigeración demanera eficiente para mantener latemperatura del aceite dentro de los límitesestablecidos.
Functionalities
Gestión dealarmas
Análisistérmico
Análisis decarga
Análisis deenvejecimiento
Control deenfriamiento
Generacióndel
informes
Ampliable
CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
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Diseño simple
Power
SCADAFibra
SCADAEthernet
AlarmasEnlace de Expansión
USB
Control deenfriamiento
Temp. Del aceiteTemp. ambiente
CT fase 1
CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
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Especificaciones
CoreTec 4
CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
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Versión básica Kit de sensors para mejora
Kits de sensores
Transductor decorriente
Top OilSensor de temperatura
Sensor detemperatureambiente
Módulo de entradasy salidas
CoreSenseSingle Gas
CoreSense M10Multi-Gas
eOTIOil
Temperature
eWTIWinding
Temperature
eOLIOil Level
eBRBuchholz
Relay
ePRDPressure
Relief Device
eSDBSelf-dehydrating
Breather
Sensoresmecánicosdigitales
Analizadores de gasdisuelto
Dispositivos deseguridad consensores digitales
Punto caliente yModelos deenvejecimiento
Modelo decapacidad desobrecarga
I/OSalidas de alarma
CoreTec 4 – Plataforma de Monitoreo de Transformadores
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Interfaz HMI