Sistema de Monitoreo en Línea

Inocencio Solteiro, PPTR/AT 17.05.2012 – Santiago do Chile / Chile
Transformers Day
Sistema de Monitoreo en Línea
Buenas Tardes
¿Quién soy yo ?

Nombre,

Cargo Actual,

Background,

Experiencia,

etc.
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
FRA/Transients
PD
LTC
Hydran M2
Bushing
Kelman Minitrans
H2O Sensor
Gas Sensor
Online Sensors
Serveron TM3
Kelman Transfix
New Data
Repositories
SCADA
Trxf. fingerprint
Equations
Trxf. 1
Events, alarms
Expertise
Load
Computation
Enterprise
Top Oil
Trxf. 2
Trxf. 3
…
Statistics
T. amb
Trxf. n
© ABB Group
•| Slide 5
Engineering
MTMP Risk of Failure
FRA, DFR, Z, etc
Routine tests
Maintenance actions
On going development
Off line SOT
Static data or information
Dynamic data/information
Off line DGA
Tap pos.
Offline Databases
Report
Recommend Actions
Update Risk of Failure
¿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
© ABB Group
•| Slide 6
¿Por que hacer el Monitoreo en Línea?
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
© ABB Group
•| Slide 7
Beneficios Económicos - CIGRE
Beneficios Económicos - CIGRE
Pontos Relevantes que Impacta Costos

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
Sistema de Monitoreo en Línea
Transformadores Nuevos
Transformadores en Uso
Transformadores Non-ABB
Sistema de Monitoreo en Línea
Puntos de Destaques

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.

© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 13

Sistema inteligente, con diagnóstico,
pronósticos y tendencia de fallas
Sistema de Monitoreo en Línea
TEC Basic
© ABB Group
•| Slide 14
TEC Smart
Plataforma de Diseño
TEC Basic
TEC Smart
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 15

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
Sistema Modular y Expansivo
TC 110, power supply board
Input 85-264 V AC and/or DC
TC 122, processor board TEC 2.0
TC 101, back plane
TC 150, digital in board (12 inputs)
TC130, analogue 4-20 mA board
(8 inputs)
TC 160, Control and output
3 DO, Warning, Alarm & Trip
© ABB
22/07/2009 | Slide 16
TC 140, Pt100 board (4 inputs)
TC 170, Display Board
Motor Relay Board 6 DO
Pruebas de Fabricación
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 17
Información Técnica Generales
TEC Basic
© ABB Group
•| Slide 18
Gabinete del TEC Basic
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 19
Información Técnica Generales
TEC Smart
© ABB Group
•| Slide 20
Gabinete del TEC Smart
Status lights
Power supply
board
Processor
board
Space for
extra board
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 21
Display
Display
button
Configuración Padrón - TEC Smart
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
ABBGroup
Group
©©ABB
•| Slide
April
28, 22
2012 | Slide 22
Opción Configuración
© ABB Group
•| Slide 23

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
Sistema Can-bus
Rápida instalación en campo!
Varios sensores – Uno cable
Rápida conexión – Cables padrón
Terminación
TEC Smart
Terminación
Transductor
de Corriente
HydroTEC 1001+
ABBGroup
Group
©©ABB
•| Slide
April
28, 24
2012 | Slide 24
Termómetro
de aceite
Sistema Can-bus en el Transformador
Controle Resfriamiento
Velocidad
moto ventiladores
Posición
OLTC
Fibra optica H-S
Bushings
Corriente
CAN bus - 24V
Kelman
Energía
Control de los moto ventiladores
proporciona bajo sonido
Posibilidad de tener sobre
velocidad durante la sobre carga
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 25
Protección Top Bottom Ambiente Ambiente
Sombra
Sol
Aceite Aceite
HydroTEC 1001+
Pantalla Principal - Amigable
No se necesitan
de computadora
especial
Con doble
lenguaje
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 26
Parámetros Monitoreado
Relé Buchholz
Temp. Ambiente
Capacitancia Bujes
Corriente de Carga
Temp. del Aceite
MotoVentiladores
Corriente Motor
Bombas
Corriente Motor
Humedad del Aceite
Temp. del Aceite
Gases Disueltos: HYDRAN
Cambiador bajo Carga
Sensores con entrada Analógica de 4-20 mA
© ABB Group
•| Slide 27
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 Ambiente
• Sol
• Sombra
Cambiador bajo carga (OLTC)
• Posición
• Vida de los contactos
• Temperatura
• Balance térmico
• Humidad OLTC
Gases y Humidad
• Tendencias
• Temperatura
© ABB Group
•| Slide 28
Temperatura del aceite - bottom
• Balance térmico
Dados del Diseño – Concepto Fingerprint
RI2 losses high voltage winding
RI2 losses low voltage winding
RI2 losses tertiary winding
Eddy losses in high voltage winding
Eddy losses in low voltage winding
Eddy losses in tertiary winding
Calculated values for type test
Top oil temperature rise
Average oil temperature rise
No load loss at test
Load losses at test
Tap-changer position
Current high voltage winding
Current low voltage winding
Current tertiary voltage winding
Hot-spot temperature high volt. wind.
Hot-spot temperature low volt. wind.
Hot-spot temperature tertiary volt. wind.
Temperature gradient high volt. wind.
Temperature gradient low volt. wind.
Temperature gradient tertiary volt. wind.
Mass parameters
Cu-Mass of high voltage winding
Cu-Mass of low voltage winding
Cu-Mass of tertiary winding
Free oil
Oil in insulation
Core steel mass
Other steel mass (tank, yoke plate, etc.)
Paper mass
Type test values
Ambient temperature
Top oil temperature rise
© ABB Group
•| Slide 29
kW
kW
kW
kW
kW
kW
°C
°C
kW
A
A
A
°C
°C
°C
°C
°C
°C
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
°C
°C
89.5
131.0
N/A
8.3
9.55
N/A
AF
56.5
41.5
124
764
-2X2.5%(2)
510.5
1600
N/A
74.3
75.3
N/A
17.8 (3)
18.8(3)
N/A
32.2
47.2
N/A
3.0
3.4
N/A
AN (When applicable)
58
49
124
275
-2X2.5%(2)
306.3
960
N/A
67.5
67.5
N/A
9.5(3)
9.5(3)
N/A
4461 kg/limb
3337 kg/limb
N/A
99915
4000
89049
67000
438
AF
AN (When applicable)
Temperaturas del Transformador
© ABB Group
•| Slide 30
Lectura de los Gases y Humidad
© ABB Group
•| Slide 31
Lectura de la Vida de los Contacto y Temperatura
© ABB Group
•| Slide 32
Lectura del Torque del Motor - OLTC
© ABB Group
•| Slide 33
Lectura de la Temperatura -OLTC
© ABB Group
•| Slide 34
Predicción del Hot-spot Bajo Condiciones de Sobrecarga
© ABB Group
•| Slide 35
Pronostico de Carga y Envejecimiento - 24h
© ABB Group
•| Slide 36
Capacidad de Sobrecarga

Visualiza capacidad de sobre cargas

Bajeado en dados do transformador,
temperatura ambiente e condiciones de
cargamento
© ABB Group
•| Slide 37
Temperatura Hot-spot
No precisa termómetro tradicional no bobinado
Calculo de la temperatura Hot-spot
• Bobinado Alta Tension
• Bobinado Baja Tension
• Bobinado Terciário
© ABB Group
•| Slide 38
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.
© ABB Group
•| Slide 39
Control de Eventos
© ABB Group
•| Slide 40
Control de Eventos con Pronostico
© ABB Group
•| Slide 41
Condicione del Gabinete
Temperature and
Moisture sensors
Processor board - TC 122
© ABB Group
•| Slide 42
Descripción General del Sistema
TCP/IP
Monitoreo Bushing – IDD/Doble
Capacitancia
Tangente delta
Fibra óptica
Calisto 9 – Morgan Schaffer
Individual 8 gases
Humidad
ABBGroup
Group
©©ABB
•| Slide
April
28, 43
2012 | Slide 43
Sistema TEC
Termal
Corrientes
Resfriamientos
OLTC
Conexión del Sistema
ABBGroup
Group
©©ABB
•| Slide
April
28, 44
2012 | Slide 44
Servidor

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

© ABB
22/07/2009 | Slide 45
Backup de los dados
Solución Básica – TEC Smart
Solución mínima recomendada para supervisión del Transformador
Temperatura ambiente
Sombra
TEC Smart
HydroTEC 1001+
Top Oil
Temp.
CT
Control
Cabinet
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Transformador
Sala de Control / Remoto
Red Cliente TCP / IP
Station equipment, not
part of monitoring scope
Ofrecido como una opción
…
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB
TEC Servidor
Workstation Nr. 1
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 46
Workstation Nr. n
Solución Básica – TEC Basic
Solución mínima recomendada para supervisión del Transformador
Temperatura Ambiente.
(Sol / Sombra)
Contatos auxiliares
para sinais de alarmes
do sistema SCADA
TEC Basic
HydroTEC 1001+
Top Oil
Temp.
CT
Control
Cabinet
OLTC
Monitoreo
Control
Resfriamiento
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Transformador
Sala de Control / Remoto
Red Cliente TCP / IP
Station equipment, not
part of monitoring scope
Ofrecido como una opción
…
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB
TEC Servidor
Workstation Nr. 1
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 47
Workstation Nr. n
Solución Alternativa – TEC Basic
Temperatura Ambiente.
(Sol / Sombra)
Monitoreo Bushing
IDD or eq.
Sistema PD
Power Diagnostix or eq.
HydroCal 1008
8-gas + Humedad
Top Oil CT
Temp.
Control
Cabinet
TEC Basic
OLTC
Monitoreo
Control
Resfriamiento
AContatos auxiliares
para sinais de alarmes
do sistema SCADA
Necesitas la máxima confiabilidad, tomar total control de su transformador
Cables de Cobre / CANBUS
Comunicación TCP/IP
Conexión Fibra Óptica
Transformador
Sala de Control / Remoto
Red Cliente TCP / IP
Station equipment, not
part of monitoring scope
Ofrecido como una opción
…
Supervisão Acesso Remoto
pelo Centro Serviço ABB
TEC Servidor
Workstation Nr. 1
Usando link do SCADA
IEC 61850, DNP3 o IEC 60870
© ABB Group
April 28, 2012 | Slide 48
Workstation Nr. n
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group
•| Slide 49
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Transformador 3 Φ, S/N 60247, ABB
Potencia: 300MVA
Tensión: 230 / 138 / 13,8 kV
© ABB Group
•| Slide 50
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Recepción de los Materiales
© ABB Group
•| Slide 51
Instalación de la Fibra óptica
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Instalación de la Fibra entre el Gabinete TEC y Sala de Control
© ABB Group
•| Slide 52
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Gabinete del Trafo
© ABB Group
•| Slide 53
Conexión de la Fibra
Installation in the Old Transformer
Instalación del Gabinete TEC
© ABB Group
•| Slide 54
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Instalación del Sensor de Gases
© ABB Group
•| Slide 55
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Sensor Temperatura Aceite – PT100
Temperatura aceite - Bottom Temperatura aceite - Top
© ABB Group
•| Slide 56
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Instalación Sensor Temperatura Ambiente ( Sol y Sombra)
© ABB Group
•| Slide 57
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
Pruebas y Comisionamiento
© ABB Group
•| Slide 58
Instalación del Sistema en Transformador en Uso
© ABB Group
•| Slide 59
Sistema listo y Operando
© ABB Group
•| Slide 60
Ejemplos de Analizador de Gases
© ABB Group
•| Slide 61
Ejemplos de Sensor de Bujes
© ABB Group
•| Slide 62
Ejemplos de Monitoreo Descarga Parciales
© ABB Group
•| Slide 63
Ejemplos de Monitoreo Temperatura directa del Bobinado
© 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