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1 / GE Title or job number /
17/07/2013
GE Smart Grid Equipos de Monitoreo Para Transformadores G.E. -
Kelman
ALFREDO H. CABRERA GARCIA FIELD SERVICE ENGINEER
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2 / GE Title or job number /
17/07/2013
Anlisis de Gases Disueltos (AGD)
La deteccin de ciertos gases de falla generados en un
transformador inmerso en aceite en servicio, es frecuentemente la
primera indicacin disponible de un problema que puede eventualmente
conducir a una falla si este no es corregido
IEEE Std. C57.104-2008
Introduccin
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3 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnostico de un Transformador por Gases Disueltos
El Anlisis de los Gases Disueltos (DGA) es una herramienta
sumamente importante para determinar las condiciones de un
transformador.
Es el primer indicador de un problema y puede identificar:
Deterioro del aislante y aceite, sobrecalentamiento.
Puntos calientes.
Descargas parciales
Arcos.
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4 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnostico de un Transformador
Pruebas e Inspecciones de Rutina
DGA, Inspeccion Visual, Analisis IR, Temperatura,
Indicadores de Nivel, etc.
Problemas? No
Si
Repetir DGA Inspeccion Fisica Prueba Sonido y Ultrasonido
Analisis IR Analisis Vibr. Revisar historial Corona
Problemas?
Si
No Investigue y
remedie la falla Alarma o falla
Pruebas SFRA y Fuga de
Reactancia
Prueba TTR Medicion de Resistencia
del Devanado Prueba Nucleo
Tierra
Problemas?
Si
No
Inspeccion y Pruebas de
Resistencia
Prueba Nucleo
Tierra
Revision FisicaPrueba del Grado de
Polimerizacion de una muestra
de papel
Problemas?
Si
No
CONSIDERE REHABILITACION MAYOR O REEMPLAZO
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5 / GE Title or job number /
17/07/2013
El DGA es un procedimiento que nos ayudara a evitar una falla
mayor en el transformador y que esto nos provoque una perdida total
y por consiguiente la interrupcin del suministro de energa
elctrica.
Asimismo, se recomienda de manera conjunta, contar con el
historial del Transformador a fin de poder detectar el origen de
alguna posible falla y las acciones a tomar.
Diagnostico de un Transformador por Gases Disueltos
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6 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnostico de un Transformador por Gases Disueltos
La salud o estado del aceite refleja el estado del
transformador.
El Anlisis de gas disuelto consiste en enviar muestras de aceite
del transformador a un laboratorio comercial de pruebas, para
determinar las tasas de generacin de gases en este equipo.
Este procedimiento ayudara a evitar una falla mayor en el
transformador y que esto nos provoque una perdida total y por
consiguiente la interrupcin del suministro de energa elctrica.
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7 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnostico de un Transformador por Gases Disueltos
Cromatografa
El principio bsico utilizado en la cromatografa de Gases
involucra una muestra de aceite que es vaporizada e inyectada a una
columna cromatografca. La muestra es llevada por la columna por
medio de un gas de arrastre inerte a los detectores.
El anlisis se efecta correlacionando el tiempo y el tamao de
cada pico en la respuesta del detector a una referencia
pre-calibrada para cada componente.
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8 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnostico de un Transformador por Gases Disueltos
DESVENTAJAS DE METODOS TRADICIONALES
Las muestras pueden ser tomadas con una jeringa, botellas o
recipientes para ser transportadas a laboratorios para su
anlisis.
La exposicin directa a la luz del sol, calor o una agitacin
severa afecta la integridad de la muestra.
El manejo del laboratorio es tambin de importancia.
La consistencia de los resultados depende altamente de la tcnica
empleada.
El laboratorio no puede asegurar si una muestra fue tomada
correctamente o las condiciones del transformador cuando fue
tomada.
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9 / GE Title or job number /
17/07/2013
Anlisis de Gases Disueltos
Espectroscopa Foto-Acstica
Fenmeno descubierto en 1880.
La luz infrarroja es absorbida por los gases.
Si la fuente luminosa es pulsada, las ondas de presin
resultante
pueden ser detectas por micrfonos sensibles.
Cada gas tiene su propio espectro de absorcin.
El nivel de absorcin es directamente proporcional a la
concentracin del gas.
La seleccin de la longitud de onda correcta podemos determinar
la presencia y concentracin de un gas dado.
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10 / GE Title or job number /
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Espectro de Absorcin IR de Gases de Falla en Aceite de
Transformador
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11 / GE Title or job number /
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Concepto del Espectrmetro Foto-Acstico (PAS)
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12 / GE Title or job number /
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Mdulo PAS
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13 / GE Title or job number /
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Anlisis de Gases Disueltos
Ventajas de la Espectroscopa Foto-Acstica
Medicin directa de la absorcin
No requiere consumibles
Fcil de utilizar (reduce el error humano)
Gran precisin
Gran repetibilidad
Mantenimiento mnimo
Ideal para utilizarse como un equipo porttil o para monitoreo
en
lnea de montaje fijo
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14 / GE Title or job number /
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Anlisis de Gases Disueltos
Ventajas de Anlisis de Transformadores en campo
Una rpida obtencin de resultados y valores de prueba.
No existe incertidumbre por traslado de muestras a
laboratorio.
Permite tener una mejor perspectiva de nuestros transformadores
en
tiempo real.
Nos ayuda a detectar alguna anomala en el funcionamiento del
Transformador o defecto de fabricacin desde su puesta en
servicio.
Permite una toma de decisiones mas rpida en base a los
resultados.
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15 / GE Title or job number /
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Cooling System
Core
Tap changer
Coils
Tank
El Transformador, es un sistema complejo
Oil
Control Cabinet
Bushings
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Estadstica de fallas en Transformadores de Potencia en
una red de Transmisin
Devanados (49%)
Boquillas (26%)
Cambiador (10%)
Otras Causas (10%)
Explosin (3%)
Nucleo (2%)
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17 / GE Title or job number /
17/07/2013
Mtodo de gas clave.
De acuerdo a la IEEE, los principales gases generados por la
degradacin del aceite y el papel aislante son:
Hidrogeno (H2)
Metano (CH4)
Etano (C2H6)
Etileno (C2H4)
Acetileno (C2H2)
Monxido de Carbono (CO)
Dixido de Carbono (CO2)
Gases Disueltos en un Transformador
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18 / GE Title or job number /
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Gases Disueltos en un Transformador
Gas Clave Posibles Fallas en el Transformador
Hidrgeno (H2) Descargas Parciales / Descargas de baja
Energa.
Tambin acompaa al Acetileno en la falla de Arqueo.
Metano (CH4) Gas llamado de los Metales Calientes. Pirolisis
del
Aceite a 200 - 500 C
Etano (C2H6) Gas llamado de los Metales Calientes.
Es acompaado del Metano durante la pirolisis del aceite.
Etileno (C2H4) Gas llamado de los Metales Calientes. Sntoma de
Pirolisis del Aceite arriba de 500 C. Formacin de carbn podra
esperarse.
Acetileno (C2H2)
Descargas de alta Energa. Sobrecalentamiento del Aceite
arriba
de 800 C. Formacin intensa de partculas de carbn en el
aceite.
Fusin del Metal
Monxido de
Carbono (CO) Sobrecalentamiento de la Celulosa
Dixido de
Carbono (C02)
Acompaa al Monxido de Carbono en Sobrecalentamiento de la
Celulosa. Oxidacin del Aceite
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19 / GE Title or job number /
17/07/2013
IEEE ha desarrollado una gua de cuatro condiciones, para
clasificar los riesgos para los transformadores. La gua utiliza la
combinacin de gases individuales y la concentracin total de gas
combustible.
Gases Disueltos en un Transformador
Estado Hidrogeno
(H2) Metano
(CH4) Acetileno
(C2H2) Etileno (C2H4)
Etano (C2H6) Monxido de
Carbono (CO)
Dixido de Carbono
(CO2)
Total de Gases Combustibles
Disueltos (TDCG)
Condicin 1 100 120 1 50 65 350 2500 720
Condicin 2 101 700 121 400 2 9 51 100 66 100 351 570 2500 4000
721 1920
Condicin 3 701 1800 401 1000 10 35 101 200 101 150 571 1400 4001
10000
1921 4630
Condicin 4 1800 > 1000 > 35 > 200 > 150 > 1400
> 10000 4630
NOTA: NO SE INCLUYE EL CO2 PARA CALCULAR TDCG YA QUE NO ES UN
GAS COMBUSTIBLE
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20 / GE Title or job number /
17/07/2013
Gases Disueltos en un Transformador
Condiciones
Nivel TDCG o
Mayor Nivel de
Gas Individual
Tasas de
Generacin
TDCG (ppm por
da)
Intervalo de
Muestreo Procedimiento de Operacin
Condicin 1
< 720 ppm de
TDCG o el mas
alto nivel de gas
combustible
< 10
10 30
> 30
Anual
Trimestral
Mensual
Contine la operacin normal.
Cuidado, analice los gases
individuales para determinar la
causa
Condicin 2
721 1920 ppm de TDCG o el nivel
de gas mas alto
< 10
10 30
> 30
Trimestral
Mensual
Mensual
Cuidado, analice los gases
individuales para determinar la
causa
Condicin 3
1941 2630 ppm de TDCG o el nivel
de gas mas alto
< 10
10 30
> 30
Mensual
Semanal
Semanal
Extremo cuidado, analice los
gases individuales para
determinar la causa. Llame al
fabricante y a otros
consultores por consejo
Condicin 4
> 4639 ppm de
TDCG o el nivel de
gas mas alto
< 10
10 30
> 30
Semanal
Diario
Diario
TGCD dentro de este rango
indica una descomposicin
excesiva del aislante de
celulosa y/o aceite. La
operacin continua puede
resultar una falla en el
transformador.
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21 / GE Title or job number /
17/07/2013
Gases Generated During Breakdown
of Dielectric Oil
HYDROGEN H2
METHANE CH4
ETHANE C2 H6
ETHYLENE C2 H4
ACETYLENE C2 H2
250 750 1000 1250 1500 1750 500
Fault Temperature ( C )
2000
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22 / GE Title or job number /
17/07/2013
Gases Generated During Breakdown
of Cellulosic Insulation
CARBON MONOXIDE CO
CARBON DIOXIDE CO2
Fault Temperature ( C )
200 250 300 100 500 400
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23 / GE Title or job number /
17/07/2013
Anlisis de Gases Disueltos Transfix
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24 / GE Title or job number /
17/07/2013
Anlisis de Gases Disueltos
Transfix
Caractersticas. Montaje fijo en Transformadores de Potencia
Medicin de 7 Principales Gases de Falla mas: - Oxgeno - Nitrgeno -
Carga del Transformador - Temperatura en Devanados Anlisis de Gases
Disueltos en Aceite de Transformador en intervalos de tiempo
definidos por el usuario Medicin de concentraciones de gases en
forma individual
Niveles de Alarma ajustables
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25 / GE Title or job number /
17/07/2013
Anlisis de Gases Disueltos
VENTAJAS DE UTILIZAR AL EQUIPO TRANSFIX COMO EQUIPO DE MONITOREO
EN LINEA PARA
TRANSFORMADORES.
Proceso totalmente automatizado.
Medicin directa e individual de los gases de falla en partes por
milln (ppm). No realiza mediciones en trminos de porcentajes o
combinados
No requiere consumibles como gases de arrastre o gases de
calibracin No hace uso de membranas
Monitoreo de la carga del transformador
Con capacidad de monitoreo en sitio o a travs de conexin a red
(Mltiples opciones de comunicacin)
Programacin de alarmas en forma individual y en partes por milln
(ppm) y taza de incremento (ppm/da)
Mantenimiento mnimo
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26 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagrama de bloques del flujo de
Aceite y Gases en el Transfix
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27 / GE Title or job number /
17/07/2013
Caractersticas Rango de Medicin:
Parmetro Rango
Hidrgeno (H2) 5 5,000 ppm
Metano (CH4) 2 50,000 ppm
Etano (C2H6) 2 50,000 ppm
Etileno (C2H4) 2 50,000 ppm
Acetileno (C2H2) 0.5 50,000 ppm
Monxido de Carbono (CO) 2 50,000 ppm
Dixido de Carbono (CO2) 20 50,000 ppm
Oxgeno (O2) 100 50,000 ppm
Exactitud 5% o el Lmite de Deteccin mas Bajo
Nitrgeno (N2) 10 150,000 ppm + 15%
Agua (H2O) 1-100% de Humedad Relativa
Capacidad de Almacenamiento de hasta 1 ao de datos tomados una
vez cada hora. Compatibilidad con Software Perception para
Diagnstico de Transformadores
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28 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagrama de Instalacin Tpico
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29 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Choacahui (Los Mochis)
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30 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Valle de Puebla (Mexicali)
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31 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Victoria (Cd. De Mexico)
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32 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Manlio Fabio Altamirano (Veracruz)
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33 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Tesistan (Guadalajara)
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34 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Edzna (Campeche)
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35 / GE Title or job number /
17/07/2013
C. P. G. Nuevo Pemex (Tabasco)
Multitrans
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36 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Guaymas Cereso (Sonora)
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37 / GE Title or job number /
17/07/2013
S.E. Hermosillo 4 (Sonora)
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38 / GE Title or job number /
17/07/2013
C. N. Laguna Verde (Veracruz)
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39 / GE Title or job number /
17/07/2013
Tarjeta principal, mdulo de comunicaciones
Canal A: RS485 / DNP 3.0
Canal B: RS232 / Modbus
Host Board. Acceso
remoto software
Propietario
Convertidor DNP 3.0
Contactos de
Alarma
Ranuras para
Salidas Analgicas
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40 / GE Title or job number /
17/07/2013
TRANSFIX System Board
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41 / GE Title or job number /
17/07/2013
Perception Express
41 Proprietary and Confidential
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42 / GE Title or job number /
17/07/2013
Network - Asset Tree
Vista tipo Arbol
Ubicados por Area y Subestacion
Caution o alarm condiciones son mostradas en el esquema
Perception
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43 / GE Title or job number /
17/07/2013
Network - Propiedades
Informacion sobre caracteristicas equipos
Identificacion Fabricante, tiempo operacion
Informacion placa de datos
Datos boquillas, cambiador de derivaciones, etc.
Perception
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44 / GE Title or job number /
17/07/2013
Analisis Tabla de Datos Gases sobre el limete son indicados:
Amarillo Caution; Rojo - Alarm
Indicador de mouse muestra valores de gases e indicacion de
niveles de alarmas
Perception
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45 / GE Title or job number /
17/07/2013
Analisis Grafica de tendencias
Puedes agregar/remover
gases visualiza
dos
Escala de acuerdo a valores de medicion
Perception
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46 / GE Title or job number /
17/07/2013
Analisis Grafica de Tendencias
Seleccionas fechas de inicio y fin de datos
Zoom in Zoom out
Perception
Con capacidad para exportar hacia otros formatos
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47 / GE Title or job number /
17/07/2013
Diagnosis - Normas
Area Gris(0-1) normal or below Condition 1 level Area Amarilla
(1-2) caution or below Condition 2 level Area Roja (>2) alarm or
above Condition 2 level
Indicacion de valores criticos de gases
Perception
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48 / GE Title or job number /
17/07/2013
Eleccion de Idiomas
Disponibilidad en distintos idiomas Ingles
Frances
Espaol
Aleman
Chino
Ruso
Numero de idiomas disponibles sigue incrementando
Perception
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49 / GE Title or job number /
17/07/2013
LABM 49
Software TRANSCONNECT Pantalla Principal
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50 / GE Title or job number /
17/07/2013
LABM 50
Software TRANSCONNECT
Frecuencia de Muestreo: Programable
Desde 1 vez cada hora - 1 vez cada 24 horas
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51 / GE Title or job number /
17/07/2013
51
Software TRANSCONNECT- Alarmas
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52 / GE Title or job number /
17/07/2013
Preguntas?
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53 / GE Title or job number /
17/07/2013
Gracias
53 Proprietary and Confidential
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54 / GE Title or job number /
17/07/2013
GE KELMAN
ING. ALFREDO H. CABRERA GARCIA
FIELD SERVICE ENGINEER
E mail: [email protected]
ING. ADRIAN GUTIERREZ FORTIZ
FIELD SERVICE ENGINEER
E mail: [email protected]
