CM5 10 Sandra Vega

7/25/2019 CM5 10 Sandra Vega

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Utilizacin de tecnologas modernas para el

diagnstico de transformadores

Sand ra Vega G.- [email protected] g

ICE www.grupo ice.com

Coordinadora rea Contro l de Ais lantes


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Fuentes: Informe sobre el Estado de la Nacin Costa Rica 2013,SICA y The World Fact Book (CIA


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Fuentes: www.grupoice.comLa mxima demanda registrada en el ao 2012 fue de 1 593 MW y sedio en el mes de marzo


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Fuentes: www.grupoice.com

Para el ao 2013 la capacidad instadafue de 2 067 MW.

La capacidad total de transformacin delas 41 subestaciones del sistemaasciende a 9506 MVA,

2633 MVA de capacidad elevadora,3494 MVA de capacidad reductora,1399 MVA de auto transformacin y80 MVA en reactores

2146 km de lneas de transmisin de230 kV y de 138 kV

En el Sistema de Transmisin, no sepresentaron salidas totales, siendo la

ltima registrada la del 19 de abril de2007.La generacin total del ICE en el 2013alcanz los 7 544 GWh


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Especificacindel cliente

Especificacindel diseador

NormasInternacionales

ModeloMatemtico

Tecnologa deDiseo

El

modelo

cumple?


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Fuente: Peridico La Nacin, 3 de enero del 2013

Unidad de Proceso y Anlisis

Meteorolgico

UEN PySA, C.S. Estudios Bsicos de

Ingeniera

Resumen Anual de Descargas

Atmosfricas para el ao 2013


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Mapa tectnico simplificado de Costa Rica.

Fuente: Evaluacin de la amenaza ssmica en Costa RicaInforme preparado por: lvaro Climent ICE, y otros


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OBJETIVO: Realizar un anlisis estructural de un transformador de acuerdo con los efectos de los sismos

segn la norma IEEE Std.693: Recommended practice for Seismic Design of Substations; con unaaceleracin ssmica de 0.5 G de acuerdo con estndar para los terremotos de gran intensidad


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Table 4 - Designed Short-circuit Capability


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Task Force #4 : Diagnostic and Monitoring

4.2 WINDING MOVEMENT DETECTION TECHNIQUES

The main techniques used to detect winding movement in transformers are : winding capacitances magnetising ( exciting currents ) currents short-circuit impedance / leakage reactance low voltage impulse (LVI) frequency response analysis (FRA)


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Costo promedio de un equipo de 30/45 MVA

Costo de energa

No Servida:

Costo energa x tiempo x MVA

Disponibilidad de fabricacin

Costo de la energa que no se tiene disponible


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WG A2.37 Transformer Reliability Survey:Interim Report

Pag 46 No. 261 - April 2012 ELECTRA


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Problema

dielctrico

Ruptura dielctrica

Problema

trmico

Degradacin de materiales por

sobrecalentamiento

Problema

mecnico

Deformacin mecnica por

fallas de cortocircuito


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IEEE Std. 62 1995 (R2005)

Guide for Diagnostic Field Testing ofElectric Power Apparatus- Part 1: Oil FilledPower Transformers, Regulators, andReactors.

IEEE PC57.152/D4.0 (Rev Marzo 2012)Draft Guide for Diagnostic Field Testing ofFluid Filled Transformers, Regulators andReactors


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1. Frequency Response Analysis onWinding Deformation of PowerTransformers, DL/T 911-2004, TheElectric Power Industry Standard ofPeoplesRepublic of China

2. Mechanical-Condition Assessmentof Transformer Windings Using

Frequency Response Analysis(FRA), CIGRE report 342, 20083. IEEE Std C57.149-2012 Guide

for the Application andInterpretation of FrequencyResponse Analysis for OilImmersed Transformers

4. Internal standards by transformermanufacturers, e.g. ABB FRAStandard v.5


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IEEE Std C57.149-2012 Guide for the Application and

Interpretation of Frequency Response Analysis for OilImmersed Transformers

Una poderosa herramienta para la investigacin de laintegridad mecnica de Transformadores

Cuando:1. Despus de una reubicacin2. De un incidente o falla3. La prueba inicial (huella)4. De un transporte5. Despus de un sismo

Respuesta en frecuencia

dB= 20 log10(Vout/Vin)Vout/Vin= 50/(Z+50)Z=(R2+(XL-Xc)2)


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IEEE Std C57.149-2012 Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for

Oil Immersed Transformers

Bobina Baja X2

Bobina Alta H2


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IEEE Std C57.149-2012 Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for

Oil Immersed Transformers Informacin del sismo de noviembre 2004


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FACTOR DE POTENCIA DEL AISLAMIENTO Y CAPACITANCIA

(NORMA ANSI-IEEE Std.C62 IEEE GUIDE FOR DIAGNOSTIC FIELD TESTING OF ELECTRIC POWER APPARATUSSection 6.1.6 Capacitance, power factor, and dissipation factor)

Objetivos

Detectar el estado del aislamiento de los equipos elctricos.

Obtener un valor sin dimensiones (%) que refleja la condicin del

aislamiento de un equipo, independientemente del tamao

del objeto bajo prueba.

Proveer de un valor de referencia y comparacin, para el factor de

potencia y la capacitancia, para as poder analizar el

comportamiento del aislamiento del equipo dentro de un

programa de mantenimiento preventivo.


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Marco Terico

El factor de potencia de un aislamiento es una

cantidad adimensional normalmente expresada en

porcentaje, que se obtiene del cociente de la corriente

de carga entre la corriente de prdidas que consume el

aislamiento, al aplicarle una tensin determinada, es en s, una

caracterstica propia del aislamiento al ser sometido a campos

elctricos.

Todos los dielctricos manifiestan prdidas cuando son sometidosal esfuerzo de un campo elctrico de corriente alterna, y estas

prdidas en muchos materiales aislantes dependen del grado de

contaminacin existente.

= Z (Impedance)

= Tan Loss tangent)

= Power Factor (cos or )

= C (Capacitance)j

Note: If cos and Tan small then cos =Tan

FACTOR DE POTENCIA DEL AISLAMIENTO Y CAPACITANCIA

(NORMA ANSI-IEEE Std.C62-IEEE GUIDE FORDIAGNOSTIC FIELD TESTING OF ELECTRIC POWER APPARATUS

Section 6.1.6 Capacitance, power factor, and dissipation factor)


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IEEE C57.161 DFR (draft)Dieletric Frequency Response (DFR), Task Force


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IEEE C57.161 DFR (draft)

Dieletric Frequency Response (DFR), Task Force


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La tcnica de respuesta dielctrica estudia los procesos lentos de polarizacin mediante la

medicin del parmetro de la corriente cuando se le aplica una excitacin sinusoidal.

Las variables usualmente calculadas en ingeniera elctrica para caracterizar un material

aislante son:

la capacitancia (C) yfactor de disipacin ( tand)

El metodo consiste en

hacer una medicin discreta

A un objeto bajo prueba

en un mbito de frecuencia

entre 1000 Hz y 0.001 Hz.

V

A

Hi

Lo

Ground CHL

CL CH


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Resultados obtenidos de Espectroscopia dielctrica: transformador elevador del ao 977

Medicin Tensin aplicada

(V)

Corriente medida

(mA)

Potencia

(W)

Capacitancia

(pF)

Factor de potencia

%PF

%Tan

ALTA-BAJA

ALTA TENSION

BAJA TENSION

140

140

140

0.2997

0.1855

0.6108

7.981E-5

7.694E-5

0.0006958

5678

3515

1.157E4

0.1902

0.2962

0.8136

0.1902

0.2962

0.8137


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(V)

Corriente medida

(mA)

Potencia

(W)

Capacitancia

(pF)

Factor de potencia

%PF

%Tan

ALTA-BAJA

ALTA TENSION

BAJA TENSION

140

140

140

0.5032

0.1717

0.7469

0.000137

0.000173

0.0004524

9533

3253

1.415E4

0.1944

0.7196

0.4327

0.1944

0.7196

0.4327


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Medicin Tensin

aplicada

(V)

Corriente medida

(mA)

Potencia

(W)

Capacitancia

(pF)

Factor de potencia

%PF

%Tan

ALTA TENSIONANTES DEL CAMBIODE BUSHING

ALTA TENSION

DESPUES DELCAMBIO DEBUSHING

140

140

0.1717

1.489

0.000173

0.003634

3253

3291

0.7196

0.2034

0.7196

0.2034


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Resultados obtenidos de Espectroscopia dielctrica:

transformador reductor de tres devanados del ao 973Medicin Tensin

aplicada

(V)

Corriente

medida

(mA)

Potencia

(W)

Capacitancia

(pF)

Factor de

potencia

%PF

%Tan

ALTA-BAJA

ALTATENSION

BAJATENSION

140

140

140

0.2332

0.2986

0.04871

9.1E-5

0.0001374

5.601E-5

4418

5657

923

0.2788

0.3286

0.8212

0.2788

0.3286

0.8213

Resultados del modelado

Contenido de humedad: 3.1 %

Conductividad del

aceite:

7.07E-12 S/m

Temperatura: 20 C

Cantidad de barreras: 17.8 %

Cantidad de

espaciadores

6.1 %


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Resultados obtenidos de Espectroscopia dielctrica:

Seguimiento de un transformador elevador en el tiempo


(V)

Corriente medida

(mA)

Potencia

(W)

Capacitancia

(pF)

Factor de potencia

%PF

%Tan

Baja Tensin

1era medida

140 0.5721 0.0001946 1.084E4 0.243 0.243

Baja tensin

2da medida

140 0.6223 0.0006612 1.179E4 0.7589 0.759

Baja tensin

3ra medida

140 0.6207 0.0009781 1.176E4 1.126 1.126


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ConclusionesMtodo de diagnstico no invasivo que permitan la tomade decisiones con informacin integral y veraz.

Ofrece mayor informacin del estado del aislamiento,

se diferencia entre aislante slido y lquido.

Herramientas para la medicin directa del contenido de

humedad del papel.

Herramientas con la posibilidad de analizar el desempeo mecnico del equipo

Aumenta la confiabilidad en la operacin y cargabilidad de los equipos, y en general en la toma de

decisiones

Contar con herramientas que nos permita mejorar el gerenciamiento de los activos, basados en la

condicin de los mismos

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