Transformers Day Sistema de Monitoreo en Línea
Inocencio Solteiro, PPTR/AT 17.05.2012 – Santiago do Chile / Chile
Buenas Tardes
Nombre,
Cargo Actual,
Background,
Experiencia,
etc.
¿Quién soy yo ?
Agenda
Modelo de Monitoreo
Beneficios Económicos
Beneficios de Instalar Monitoreo en Línea
Sistema de Monitoreo ABB TEC
Plataforma Diseño
Configuración
Sistema CanBus
Parámetros de Monitoreo
Arquitectura de Instalación
Protocolo de Comunicación
TEC Demo
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Load
Events, alarms Trxf. 1
Trxf. 2
Trxf. 3
…
Trxf. n
Top Oil
T. amb
Tap pos.
Trxf. fingerprint
Ga
s S
en
so
r
H2O
Se
nso
r
Bu
sh
ing
LT
C
PD
FR
A/T
ran
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Rou
tin
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sts
FR
A, D
FR
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tc
Ma
inte
nan
ce a
ctio
ns
MT
MP
Ris
k o
f F
ailu
re
Report
Recommend Actions
Update Risk of Failure
Static data or information
Dynamic data/information
On going development
Offline Databases
Online Sensors
SCADA
Enterprise Statistics
Equations
Expertise Computation
Enterprise
Kelman Minitrans Hydran M2
Kelman Transfix Serveron TM3
New Data
Repositories
Engineering
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¿Por qué es importante el Monitoreo en Línea?
Equipamiento críticos,
Alta confiabilidad,
Previsión de capacidad de sobrecarga,
Extender el periodo de mantenimientos,
Reducción de los costos de mantenimientos,
Evita salidas de operación fortuitas,
Aumento de la vida útil del Transformador ,
Reducción de los costos de aseguramiento
del equipo
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1. Aumento del tiempo de funcionamiento de los transformadores:
Detección temprana de defectos ocultos
Asistencia en la operación de una unidad “enferma” hasta su reparación /
sustitución
2. Optimizar el mantenimiento:
Planificar acciones de mantenimiento
Prioridades para las acciones de mantenimiento
3. Carga optimizada:
Sobrecarga en condiciones controladas
Tasa de envejecimiento, la humedad, la temperatura
4. Plan de inversiones:
Reparación
Reemplazo
¿Por que hacer el Monitoreo en Línea?
Beneficios Económicos - CIGRE
Beneficios Económicos - CIGRE
Cargamento eficiente en la red,
Duración del periodo de interrupción del servicio,
Condición de la vida del Transformador,
Optimización del trabajo de mantenimiento,
Disponibilidad de piezas de repuesto,
Costo del seguro de la flota de Transformadores
Pontos Relevantes que Impacta Costos
Sistema de Monitoreo en Línea
Transformadores Nuevos
Transformadores en Uso
Transformadores Non-ABB
Sistema de Monitoreo en Línea
100 años de experiencia.
100% Desarrollado y Fabricado por ABB.
04 años en desarrollo
02 años en laboratorio
02 años en campo
Concepto Fingerprint.
Monitoreo en línea , dados en tiempo real.
Monitoreo periódico.
Sistema inteligente, con diagnóstico,
pronósticos y tendencia de fallas
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Puntos de Destaques
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TEC Smart TEC Basic
Sistema de Monitoreo en Línea
Está basado en un Microprocesador.
Un sistema modular y expansivo.
No necesita de un PC para
almacenamiento de los dados.
Comunicación de los datos a través de
fibra optica.
Fácil de montar y instalar
Basado en una tecnología comprobada.
Protocolo de Comunicación:
IEC 61850
IEC 60870
DNP 3
ModBus
Others
TEC Smart
TEC Basic
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Plataforma de Diseño
Sistema Modular y Expansivo
© ABB 22/07/2009 | Slide 16
TC 122, processor board TEC 2.0 TC 110, power supply board Input 85-264 V AC and/or DC
TC130, analogue 4-20 mA board
(8 inputs) TC 140, Pt100 board (4 inputs)
TC 150, digital in board (12 inputs)
TC 101, back plane
TC 170, Display Board Motor Relay Board 6 DO TC 160, Control and output
3 DO, Warning, Alarm & Trip
© ABB Group April 28, 2012 | Slide 17
Pruebas de Fabricación
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Información Técnica Generales
TEC Basic
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Gabinete del TEC Basic
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TEC Smart
Información Técnica Generales
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Display
button
Display Status lights
Power supply
board
Processor
board
Space for
extra board
Gabinete del TEC Smart
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© ABB Group April 28, 2012 | Slide 22
Incluye las siguientes funciones :
Carga del Transformador
Temperatura del aceite
Corriente de HV and LV
Calculo de Hot-spot en el bobinado HV and LV
Envejecimiento térmico
Gases en el aceite
Humidad en el papel aislante
Configuración Padrón - TEC Smart
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OLTC ABB
OLTC no ABB
Controle de resfriamiento
Balance térmico del Transformador
Capacidad de sobre carga
Control de Alarma
Monitoreo de Bushing
Monitoreo de descarga parciales
Monitoreo de gases disueltos en aceite - DGA
Opción Configuración
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Varios sensores – Uno cable
Rápida conexión – Cables padrón
Rápida instalación en campo!
Sistema Can-bus
TEC Smart Transductor
de Corriente
HydroTEC 1001+
Termómetro
de aceite
Terminación Terminación
Top
Aceite
Bottom
Aceite
Ambiente
Sombra
Ambiente
Sol
HydroTEC 1001+
CAN bus - 24V
Posición
OLTC
Energía
Controle Resfriamiento
Velocidad
moto ventiladores
Protección
Corriente
Bushings
Fibra optica H-S
Kelman
Control de los moto ventiladores
proporciona bajo sonido
Posibilidad de tener sobre
velocidad durante la sobre carga
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Sistema Can-bus en el Transformador
No se necesitan
de computadora
especial
Con doble
lenguaje
© ABB Group April 28, 2012 | Slide 26
Pantalla Principal - Amigable
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Corriente de Carga
MotoVentiladores
Bombas
Gases Disueltos: HYDRAN
Humedad del Aceite
Temp. Ambiente
Temp. del Aceite
Cambiador bajo Carga
Capacitancia Bujes
Corriente Motor
Relé Buchholz
Temp. del Aceite
Corriente Motor
Sensores con entrada Analógica de 4-20 mA
Parámetros Monitoreado
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Pocos Sensores Alta funcionalidad
Temperatura del aceite - Top
• Temperatura Hot-spot
• Carga
• Edad
• Balance térmico
• Control resfriamiento
Transductores de Corriente
• Temperatura Hot-spot
• Carga
• Edad
• Control resfriamiento
• Vida de los contactos
• Balance térmico
Temperatura del aceite - bottom
• Balance térmico
Temperatura Ambiente
• Sol
• Sombra
Gases y Humidad
• Tendencias
• Temperatura
Cambiador bajo carga (OLTC)
• Posición
• Vida de los contactos
• Temperatura
• Balance térmico
• Humidad OLTC
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RI2 losses high voltage winding kW 89.5 32.2
RI2 losses low voltage winding kW 131.0 47.2
RI2 losses tertiary winding kW N/A N/A
Eddy losses in high voltage winding kW 8.3 3.0
Eddy losses in low voltage winding kW 9.55 3.4
Eddy losses in tertiary winding kW N/A N/A
Calculated values for type test AF AN (When applicable)
Top oil temperature rise °C 56.5 58
Average oil temperature rise °C 41.5 49
No load loss at test kW 124 124
Load losses at test - 764 275
Tap-changer position - -2X2.5%(2) -2X2.5%(2)
Current high voltage winding A 510.5 306.3
Current low voltage winding A 1600 960
Current tertiary voltage winding A N/A N/A
Hot-spot temperature high volt. wind. °C 74.3 67.5
Hot-spot temperature low volt. wind. °C 75.3 67.5
Hot-spot temperature tertiary volt. wind. °C N/A N/A
Temperature gradient high volt. wind. °C 17.8 (3) 9.5(3)
Temperature gradient low volt. wind. °C 18.8(3) 9.5(3)
Temperature gradient tertiary volt. wind. °C N/A N/A
Mass parameters
Cu-Mass of high voltage winding kg
Cu-Mass of low voltage winding kg
Cu-Mass of tertiary winding kg
Free oil kg
Oil in insulation kg
Core steel mass kg
Other steel mass (tank, yoke plate, etc.) kg
Paper mass kg
Type test values AF AN (When applicable)
Ambient temperature °C
Top oil temperature rise °C
438
3337 kg/limb
N/A
99915
4000
67000
4461 kg/limb
89049
Dados del Diseño – Concepto Fingerprint
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Temperaturas del Transformador
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Lectura de los Gases y Humidad
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Lectura de la Vida de los Contacto y Temperatura
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Lectura del Torque del Motor - OLTC
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Lectura de la Temperatura -OLTC
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Predicción del Hot-spot Bajo Condiciones de Sobrecarga
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Pronostico de Carga y Envejecimiento - 24h
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Capacidad de Sobrecarga
Visualiza capacidad de sobre cargas
Bajeado en dados do transformador, temperatura ambiente e condiciones de cargamento
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Temperatura Hot-spot
No precisa termómetro tradicional no bobinado
Calculo de la temperatura Hot-spot
• Bobinado Alta Tension
• Bobinado Baja Tension
• Bobinado Terciário
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Control y Monitoreo del Resfriamiento
Controla hasta 6 grupos de ventiladores
Inicia con top oil, hot-spot o manualmente
Todos los grupos son usados durante el mismo
tiempo
Programación para inicio semanal de los grupos
Se muestra el tiempo de servicio de cada grupo
Tiempo de retraso entre el inicio de cada unidad
Si un grupo falla, el siguiente es
automáticamente iniciado.
Temperatura mas estable.
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Control de Eventos
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Control de Eventos con Pronostico
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Processor board - TC 122
Temperature and
Moisture sensors
Condicione del Gabinete
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Monitoreo Bushing – IDD/Doble
Capacitancia
Tangente delta
Calisto 9 – Morgan Schaffer
Individual 8 gases
Humidad Sistema TEC
Termal
Corrientes
Resfriamientos
OLTC
TCP/IP
Fibra óptica
Descripción General del Sistema
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© ABB Group April 28, 2012 | Slide 44
Conexión del Sistema
© ABB 22/07/2009 | Slide 45
Conecta hasta 9 unidades del TEC
Relación de carga, Temperatura aceite y Status del los eventos.
El aumento de la resolución de los valores almacenados
Archive SQL
Paginas Web extendidas
24h pronostico
Todos señales
Pronósticos de eventos
Protocolo de comunicación
IEC60870-5-101
IEC60870-5-104
IEC 61850
DNP 3.0
MODBUS
etc
Mantenimiento
Backup de los dados
Servidor
Red Cliente TCP / IP
TEC Servidor Workstation Nr. 1 Workstation Nr. n
…
Transformador
Sala de Control / Remoto
TEC Smart Temperatura ambiente
Sombra
Control
Cabinet
Top Oil
Temp. CT
HydroTEC 1001+
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
Ofrecido como una opción Station equipment, not
part of monitoring scope
© ABB Group April 28, 2012 | Slide 46
Solución Básica – TEC Smart
Solución mínima recomendada para supervisión del Transformador
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB
Workstation Nr. 1 Workstation Nr. n
…
Con
tato
s a
uxili
are
s
pa
ra s
ina
is d
e a
larm
es
do
sis
tem
a S
CA
DA
TEC Basic Temperatura Ambiente.
(Sol / Sombra)
Control
Cabinet
Top Oil
Temp. CT
HydroTEC 1001+
Control
Resfriamiento
OLTC
Monitoreo
© ABB Group April 28, 2012 | Slide 47
Solución mínima recomendada para supervisión del Transformador
Solución Básica – TEC Basic
Ofrecido como una opción Station equipment, not
part of monitoring scope
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB TEC Servidor
Transformador
Sala de Control / Remoto Red Cliente TCP / IP
Workstation Nr. 1 Workstation Nr. n
…
© ABB Group April 28, 2012 | Slide 48
Solución Alternativa – TEC Basic
Ofrecido como una opción Station equipment, not
part of monitoring scope
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB TEC Servidor
Transformador
Sala de Control / Remoto Red Cliente TCP / IP
AC
onta
tos a
uxili
are
s
para
sin
ais
de a
larm
es
do s
iste
ma S
CA
DA
TEC Basic
Control
Cabinet
Top Oil
Temp. CT
HydroCal 1008
8-gas + Humedad
Monitoreo Bushing
IDD or eq. Sistema PD
Power Diagnostix or eq.
Necesitas la máxima confiabilidad, tomar total control de su transformador
Control
Resfriamiento
Temperatura Ambiente.
(Sol / Sombra)
OLTC
Monitoreo
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Instalación del Sistema en Transformador en Uso
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Transformador 3 Φ, S/N 60247, ABB
Potencia: 300MVA
Tensión: 230 / 138 / 13,8 kV
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
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Recepción de los Materiales Instalación de la Fibra óptica
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 52
Instalación de la Fibra entre el Gabinete TEC y Sala de Control
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 53
Gabinete del Trafo Conexión de la Fibra
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 54
Instalación del Gabinete TEC
Installation in the Old Transformer
© ABB Group • | Slide 55
Instalación del Sensor de Gases
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 56
Sensor Temperatura Aceite – PT100
Temperatura aceite - Bottom
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Temperatura aceite - Top
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Instalación Sensor Temperatura Ambiente ( Sol y Sombra)
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 58
Pruebas y Comisionamiento
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 59
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group • | Slide 60
Sistema listo y Operando
© ABB Group • | Slide 61
Ejemplos de Analizador de Gases
© ABB Group • | Slide 62
Ejemplos de Sensor de Bujes
© ABB Group • | Slide 63
Ejemplos de Monitoreo Descarga Parciales
© ABB Group • | Slide 64
Ejemplos de Monitoreo Temperatura directa del Bobinado
© ABB Group • | Slide 65
Ejemplos de Monitoreo Temperatura directa del Bobinado
© ABB Group • | Slide 66
Ejemplos de Monitoreo Temperatura directa del Bobinado
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