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)



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 :



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



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+



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


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



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



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

May 15, 2018 Slide 12

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


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Instalación - versatilidad


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Procedimiento de instalación


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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


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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


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Interfaz Web – Nivel de Hidrógeno


May 15, 2018 Slide 19

Interfaz Web – Nivel de Hidrógeno


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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


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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


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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


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Fotos del sitio

Alta precisión y tecnología probada FTIR


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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


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Opciones de comunicación


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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

May 15, 2018 Slide 34

Interfaces fáciles de usar


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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


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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


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Diseño simple

Power

SCADAFibra

SCADAEthernet

AlarmasEnlace de Expansión

USB

Control deenfriamiento

Temp. Del aceiteTemp. ambiente

CT fase 1


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Especificaciones

CoreTec 4


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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

DE 2018 ABB Transformer Intelligence

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