FRAnalyzer ANALIZADOR DE RESPUESTA DE FRECUENCIA DE

FRAnalyzer
A N A L I Z A D O R D E R E S P U E S TA D E
FRECUENCIA DE BARRIDO
Diagnóstico fiable de devanado y núcleo para
transformadores de potencia
Análisis de respuesta de frecuencia de
OMICRON FRAnalyzer detecta los cambios mecánicos y eléctricos del ensamblaje de núcleo y devanado de los
transformadores de potencia. Gracias a su capacidad para detectar defectos de devanado o de núcleo después de los fallos,
golpes mecánicos (por ejemplo, en terremotos) o transporte, ofrece una valiosa oportunidad para mejorar la fiabilidad de los
transformadores, reducir los costes de mantenimiento y, ante todo, evitar las costosas interrupciones de servicio inesperadas.
¿Qué es FRA?
FRA (Análisis de la respuesta en frecuencia) es un método
de gran eficiencia y sensibilidad que permite evaluar
la integridad mecánica de las estructuras de núcleo,
devanado y sujeción de los transformadores de potencia,
ya que mide las funciones de transferencia eléctrica en
una amplia gama de frecuencias. OMICRON utiliza el
principio de SFRA (análisis de respuesta de frecuencia de
barrido), un método de calidad demostrada en todo el
mundo para la medición en el dominio de las frecuencias.
Se trata de un método comparativo, es decir, se efectúa
una evaluación de la situación del transformador al
comparar un conjunto real de resultados de SFRA con
resultados de referencia. Por lo general, se utilizan tres
métodos para evaluar los rastros medidos:
1. Método basado en el tiempo, (los resultados actuales
del SFRA se comparan con resultados anteriores de la
misma unidad)
2. Método basado en el tipo (el SFRA de un
transformador se compara con otro de un mismo tipo)
3. Método de comparación de fases (los resultados del
SFRA de una fase se comparan con los resultados de
otras fases del mismo transformador)
ANÁLISIS DE RESPUESTA DE FR
transform
generador sinusoidal
5.0
3.0
1.0
-1.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-3.0
5.0
frecuencia variable
red RLCM co
Amplitud
¿Cuándo se utiliza el SFRA?
El SFRA se utiliza normalmente para lo siguiente:
• comprobación del transformador después de la prueba
de cortocircuito
• comprobacióndelaintegridaddelostransformadores
después de su transporte
• evaluacióndesuestadodespuésdequeseproduzcan
faltas con elevados niveles de corrientes transitorias
• medicionesrutinariasdediagnóstico
• diagnósticodespuésdeunaalarmadeltransformador
o disparo de una protección
• pruebasdespuésdecambiossignificativosenlos
valores supervisados (por ejemplo, gases combustibles)
• inspecciónadicionaldespuésdeobtenerresultados
inusuales durante pruebas de rutina
• investigacionescientíficas
2
FRAnalyzer inyecta una tensión de excitación sinusoid
extremo del devanado del transformador y mide la se
las señales de entrada y salida genera una respuesta
datosdereferencia.Losdesvíosindicancambiosgeo
es preciso efectuar ningún procesamiento de datos a
de la frecuencia.
e barrido (SFRA)
¿Por qué OMICRON FRAnalyzer?
ECUENCIA DE BARRIDO (SFRA)
mador
5.0
3.0
1.0
-1.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-3.0
5.0
ompleja
Fase
dal con una frecuencia en incremento continuo en un
eñal que vuelve del otro extremo. La comparación de
de frecuencia exclusiva que se puede comparar con
ométricosy/oeléctricosdentrodeltransformador.No
adicional debido a una medida directa en el dominio
• SeutilizaelprincipiodelSFRA,elestándardelsector
para mediciones en el dominio de frecuencias
• Dispositivodetamañoypesomuyreducidoscon
tecnologíapunteraparafacilitarsumanipulación
• Mayorcomodidadgraciasalfuncionamientopor
baterías
• Mejorrepetitividadgraciasaunatécnicadeconexión
innovadora basada en los últimos descubrimientos
científicos
• Softwarecreativofácildeutilizarconunasoluciónde
evaluación basada en estándares
• Soportetécnicoentodoelmundoparaclientes
OMICRON y valiosa ayuda de evaluación de trazas
efectuada por técnicos expertos
• Formación efectiva y orientada a la práctica ofrecida
en los centros de formación de OMICRON o en las
instalaciones del cliente
Beneficios:
• SFRA es un método de prueba no intrusivo, fácil y rápido
• SFRA también cubre las bajas frecuencias, por lo que
puede detectar los fallos del núcleo y vueltas cortocircuitadas o abiertas
• Medicióndirectaeneldominiodefrecuencia(encomparación con el método de medición en el dominio del
tiempo), por lo que no se precisa análisis matemático
posterior de los datos
• Mayoresposibilidadesdetransferenciadeconocimientos de SFRA y mejora del método gracias al aumento de
losesfuerzosdeinvestigacióndecientíficosyusuarios
3
Diagnóstico de devanado y núcleo
del transformador de potencia
¿Qué problemas se pueden
detectar?
FRAnalyzer puede detectar problemas como:
• deformacióndeldevanado:delejeodelradio
tal como el pandeo, la inclinación o el espiral
del aro
• desplazamientosentrelosdevanadosdealtay
baja tensión
• colapsoparcialdeldevanado
• vueltascortocircuitadasoabiertas
• conexiónatierradefectuosadelnúcleodelas
pantallas
• movimientodelnúcleo
• estructurasdesujeciónrotas
• conexionesinternasproblemáticas
Núcleo deformado
Devanadoprincipaldañado
4
Devanadodetomacolapsado
Conexiones internas desplazadas
¿Cómo funciona?
devanado
C
R
L
C
núcleo
C
pared
del
depósito
C
R
L
C
C
C
El ensamblaje de núcleo y devanado de los transformadores de potencia puede considerarse como una
compleja red eléctrica de capacitancias, inductancias y
resistencias.
Cada red eléctrica tiene su propia respuesta de frecuencia
exclusiva, que normalmente se denomina huella. Los
cambios geométricos dentro de los elementos de la red
y entre ellos producen desviaciones de su respuesta en
frecuencia.
Las diferencias entre una huella de SFRA y el resultado
de una medición real indican la existencia de variaciones
de posición o eléctricas de los componentes internos.
Los diversos fallos están directamente relacionados con
secciones diferentes de la gama de frecuencias y, por lo
general,puedendiferenciarseentresí.
Beneficios:
• Altafiabilidaddelosresultadosdelaspruebasgraciasalmétodo
de medición aplicado y a la alta repetitividad de los resultados
de las pruebas debido a su avanzada técnica de conexión
• SFRApuededetectarlosproblemasdedevanadoynúcleoque,
de utilizar otros métodos de diagnóstico, hubiesen permanecido
ocultos
• Herramientavaliosayrentableparadecidirsiuntransformador
se puede volver a conectar o no después del disparo de la
protección
• Análisisinformativodefallosqueayudaaevitarlascostosas
extracciones de depósito de la parte activa del transformador
5
Técnica de conexión exclusiva
OMICRON FRAnalyzer utiliza una innovadora
técnica de conexión para permitir una
repetitividad excepcional de los resultados de las
pruebas.
Repetitividad excepcional con
una técnica de conexión
avanzada
DadoqueSFRAesunmétodocomparativo,esde
vital importancia que las mediciones del mismo
objeto en las mismas condiciones produzcan resultados idénticos, independientemente del nivel
de ruido externo.
Sólounaltísimogradoderepetitividadpuede
garantizar que incluso las menores desviaciones
de las trazas de SFRA que se comparan estén relacionadas con cambios producidos en el interior
del transformador observado y no se deban a
una falta de precisión en la configuración de la
medición.
Deacuerdoconelniveldeconocimientosactual,
las conexiones entre el dispositivo de medida y
losterminalesdeltransformador,asícomola
técnica de conexión a tierra, son una influencia
clave en la reproducibilidad
Técnica de conexión exclusiva
OMICRON, en estrecha colaboración con las
Universidadeslíderesenelsectordelaspruebas
de FRA en los transformadores de potencia, ha
desarrollado una solución de conexión avanzada
para conseguir la mayor repetitividad posible de
los resultados.
Unas abrazaderas de conexión de tipo tornillo
diseñadas especialmente proporcionan un
contacto eléctrico fiable con el transformador.
FRAnalyzer utiliza cables coaxiales de doble
apantallamiento (RG223U) para garantizar la
mejorrelaciónseñal/ruidoposible.
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Para permitir la conexión a tierra de las
protecciones del cable coaxial en el
alojamiento del transformador, que es el
potencial de referencia, se necesita una
conexión adicional del adaptador del
terminal al depósito del transformador.
Si la técnica de conexión a tierra no es adecuada, es posible que los resultados del
SFRA no puedan reproducirse y, por consiguiente, no puedan utilizarse. Para conseguir
las mejores mediciones posibles de SFRA, las
conexiones a tierra deben ser de la inductancia más baja y proporcionar un área de
superficie amplia.
Por consiguiente, se recomienda utilizar
cables de par trenzado, que son menos
sensibles a las interferencias y hacen que la
medición no dependa de la posición del
cable.
El concepto de par trenzado
OMICRON proporciona una solución de par
trenzado que forma una protección en torno
a la borna dispuesto en una posición
determinada. A fin de conseguir un alto
grado de repetitividad, los cables de
extensión deben pasar estrechamente
alrededor del cuerpo de las bornas. Esto se
consigue mediante abrazaderas ajustables
que conectan los cables de par trenzado
siempre con la longitud ideal a la base de la
borna.
Gracias a su gran flexibilidad, el encargado
de la prueba puede apretar bien los cables
de par trenzado contra la borna. Esta
disposición de abrazadera y trenzado cumple
las estrictas demandas de los ingenieros de
todo el mundo que exigen “una extensión
de conexión a tierra lo más corta posible y
con el bucle más pequeño posible”; sólo
FRAnalyzer lo consigue de una manera tan
sobresaliente.
Beneficios:
• Resultadosdeverdaderovalorgraciasasuprecisarepetitividad
• Abrazaderasdealtacalidadparaobtenerunarepetitividad
excepcional
• Interferenciamínimadelruidograciasalusodedoscables
anchos de par trenzado de conexión a tierra
• Ahorrodetiempograciasalafuncióndecortedelas
abrazaderas ajustables
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Software rápido, sencillo y eficiente
El software de FRAnalyzer se ha diseñado especialmente para satisfacer las necesidades del personal de pruebas en campo,
así como los requisitos de los ingenieros que analizan los datos. Las pruebas son fáciles de definir y se ejecutan rápidamente.
El software sugiere secuencias de prueba útiles según el tipo de transformador y el grupo vectorial. El algoritmo de
evaluación implementado aporta al usuario una eficaz herramienta para efectuar un análisis rápido de los resultados. La
función de informe automático genera un informe completo en cuestión de segundos.
Introducción
Por lo general, la secuencia de prueba empieza con el
establecimiento del transformador que se probará. Los
datos de la placa de inscripción se almacenarán con todos
los datos medidos. Las marcas del terminal se pueden elegir
de entre varias plantillas como, por ejemplo, IEC o ANSI. Si
el mismo transformador tiene datos más antiguos (huella)
disponibles en la base de datos, dicha prueba se puede
utilizar como plantilla.
Según el tipo de transformador y el grupo vectorial, se
sugerirá una secuencia de prueba, que también se puede
cambiar con total libertad y de manera individual. Cuando
las organizaciones de normas internacionales hayan
definido secuencias de medición, éstas se implementarán
enelsoftware.Deestemodo,elusuariosiempredispondrá
del nivel de prueba más avanzado.
Configuración del barrido
La configuración del barrido es completamente ajustable.
En contraste con otros instrumentos, el espaciado de los
puntos de medición de FRAnalyzer (modo de barrido)
puedeserlogarítmicoolineal.Ademásdelnúmerode
puntos, el ancho de banda del receptor se puede ajustar
paraconseguirunarelaciónóptimadeseñal/ruido(SNR).
Con sólo una mirada, el usuario puede tener una visión
general de la magnitud (ganancia) y del ángulo de fase de
la función de transferencia del transformador. Se pueden
agrupar las trazas visibles como, por ejemplo, sólo las
mediciones de AT o sólo los resultados del devanado
terciario.Sedisponedecursores,asícomodeuna
función de zoom fácil de utilizar. Una función de copia al
portapapeles permite insertar rápidamente imágenes de
trazas completas o en zoom en documentos de Office, etc.
Independientemente del modo de barrido predefinido, los
rastrossepuedenvisualizarenescalalinealologarítmica
para observar de forma útil cada una de las partes.
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El principio de referencia
Despuésdelamedida,sepuededefiniruna
prueba de referencia. Puede tratarse de una
huella del mismo transformador o de datos
medidos de un transformador idéntico.
Evidentemente, también se pueden comparar las
trazas medidas en las diferentes fases de un
transformador, sin establecer una prueba de
referencia.
Herramienta de evaluación
incluida
FRAnalyzer proporciona al usuario una solución
matemática para comparar las trazas basada en
lanormaDL911/2004.Lasinvestigaciones
científicasylaexperienciahandemostradoque
este método es fiable y sensible. Por lo tanto, el
algoritmo implementado proporciona una
poderosa herramienta para efectuar una rápida
valoración de los datos de la prueba.
La herramienta de evaluación confirma un estado de
devanado correcto
La base de datos
Todos los datos medidos se almacenan en una
base de datos suministrada. Los datos se pueden
ordenar por fabricantes, potencia nominal,
ubicaciónymuchosmásparámetros.Deesta
forma, se garantiza una gestión eficaz de los
transformadores, pruebas y trazas y se evitan los
problemas que normalmente surgen con los
sistemas de almacenamiento de archivos de un
gran número de pruebas. Una función de
exportación fácil de controlar permite al usuario
almacenar los datos en formato “csv”, que se
puede importar en MS ExcelTM.
La función de informe automático
ElsoftwareFRAnalyzergeneraautomáticamente
un informe de prueba en cuestión de segundos.
PuedeimprimirseoalmacenarseenformatoPDF
y contiene toda la información del transformador,
la prueba, todas las trazas y una valoración de
los resultados.
Fallo identificado claramente por la herramienta de
evaluación
Beneficios:
• Gestiónrápida,fácilyeficientegraciasalainterfazdeusuario
• Altaflexibilidadgraciasalalibertaddeelegirlaconfiguracióndel
barrido
• Ahorrodecostesgraciasalasolucióndebasededatosincluida
• Laherramientadeevaluaciónincluidaahorradineroque,delo
contrario,segastaríaenanálisisdeexpertos
• Fácillocalizaciónparaelmercadomundialgraciasalospaquetes
de idiomas
• Trabajoefectivograciasalarápidageneraciónautomáticade
informes
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La solución “todo en uno”
El paquete de FRAnalyzer completo se entrega bien ordenado; todos los componentes tienen
su lugar. El paquete completo se ha diseñado para utilizarse en desplazamientos y ha superado
con éxito todas las pruebas de vibraciones, golpes y resistencia climática efectuadas por un
laboratorio de pruebas independiente y acreditado.
Datos técnicos
Rango de frecuencia
De 10 Hz a 20 MHz (ajustable)
Salida de la fuente
Método FRA
Impedancia de salida Conector
Amplitud
Frecuencia de barrido
50 W
BNC (doble apantallamiento)
De 2,83 V p-p a una carga de 50 W
Entradas (Referencia - CH1, Medida - CH2)
Impedancia 50 W, 1 MW (ajustable)
Conector
BNC (doble apantallamiento)
Ancho de banda del receptor 10 Hz, 30 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 1 kHz, 3 kHz (ajustable)
Rango dinámico
> 100 dB
Error de ganancia
< 0,1 dB (hasta -80 dB, ±1 dB por debajo)
Error de fase
< 0,5°
Software de PC para
• funcionamiento de FRAnalyzer
• diagnóstico de los resultados de las mediciones
• gestión de la base de datos
• kit de herramientas del analizador de la red
• generación de informes
Requisitos del PC (mínimos)
Interfaz
USB 1.1
Sistema operativo del PC
Windows™ 2000 o Windows™ XP
Procesador
Pentium™ 500 MHz o superior
Memoria
256 MB de RAM o más
Unidad
CD-ROM
Datos mecánicos / tensión de alimentación
Peso
< 2 kg sin cables de medición
Dimensiones
(An x Al x P)
26 x 5 x 26,5 cm
Fuente de alimentación CC 10 V CC a 24 V CC/ 10 W
Entorno
Temperatura ambiente de funcionamiento
Humedad relativa
de funcionamiento
–10…+55 ºC / +14…+131 ºF
20…95 %, sin condensación
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Información de pedido
VE000660
Juego completo de FRAnalyzer (ver arriba)
Los accesorios siguientes (incluidos en el juego completo) también se pueden solicitar por separado:
VEHK0660
VEHK0661
VEHK0662
VEHZ0661
VEHK0615
VEHZ0662
Cable coaxial rojo con tambor
Cable coaxial azul con tambor
Cable coaxial amarillo con tambor
Rollo de cable trenzado de aluminio Cable de conexión a tierra (GR/YE) 1 x 6 m: 6 mm² Abrazadera ajustable para cable trenzado de aluminio
VEHZ0664
VEHZ0667
VESD0662
VEHZ0669
VEHZ0659
VEHZ0657
Abrazaderas de la borna Juego de adaptadores BNC
Manual del usuario
Kit de herramientas del analizador de red
Cargador de baterías y fuente de alimentación
Manivela
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OMICRON es una empresa internacional que ofrece soluciones innovadoras en la realización de pruebas
en sistemas de alimentación. OMICRON opera en más de 120 países, tiene sedes en Europa, Norteamérica
y Asia, cuenta con una red mundial de distribuidores y se ha ganado una reputación como proveedor
de tecnología punta de gran calidad.
Las funcionalidades de pruebas primarias y secundarias automatizadas de OMICRON son
extremadamente beneficiosas teniendo en cuenta las condiciones cambiantes del mercado, que
obligan a las organizaciones a reestructurarse y a “conseguir más con menos”. Los servicios del área
de consultoría, puesta en servicio, pruebas y formación completan la gama de productos.
Su especialización y liderazgo visionario permiten a OMICRON continuar realizando desarrollos
revolucionarios para conseguir que sus soluciones satisfagan las necesidades del cliente del
siglo XXI.
Centros de servicio de ventas de OMICRON
Europa, Oriente Medio, África
OMICRON electronics GmbH
Oberes Ried 1
A-6833 Klaus, Austria
Teléfono: +43 5523 507-0
Fax: +43 5523 507-999
[email protected]
www.omicron.at
Norteamérica y Sudamérica
OMICRON electronics Corp. USA
12 Greenway Plaza, Suite 1510
Houston, TX 77046, EE.UU.
Teléfono: +1 713 830-4660
1 800-OMICRON
Fax: +1 713 830-4661
[email protected]
www.omicronusa.com
Asia, Pacífico
OMICRON electronics Asia Limited
Suite 2006, 20/F, Tower 2
The Gateway, Harbour City
Kowloon, Hong Kong S.A.R.
Teléfono: +852 2634 0377
Fax: +852 2634 0390
[email protected]
www.omicron.at
© OMICRON L085
Sujeto a cambios sin previo aviso
Última actualización en abril de 2008