CursoTD1

Pruebas de Aislamiento en funcin de la frecuenciafuncin de la frecuencia

OMICRON electronicsOMICRON electronics

Idur Representaciones S AELECDA AntofagastaELECDA Antofagasta

Idur Representaciones S.A.

OMICRON 6/4/2010 Page: 1

PruebasPruebas PrimariasPrimariasuebasuebas a asa asCPC CPC 100 + TD1100 + TD1

L R l i P bL R l i P bLa Revolucin en Pruebas La Revolucin en Pruebas de Subestacionesde Subestaciones

OMICRON 6/4/2010 Page: 2

El Porque de las pruebas a El Porque de las pruebas a transformadorestransformadores

OMICRON Page: 36/4/2010

El Porque de las pruebas a El Porque de las pruebas a transformadorestransformadores

Las pruebas han bajado en los ltimos 10 aos Las pruebas han bajado en los ltimos 10 aos Los fabricantes de transformadores no dan abasto en la

construccin de nuevos transformadores. La sobrecarga disminuye la vida til


OMICRON CPC 100OMICRON CPC 1009Reemplaza de 7 hasta 11 equipos en uno !9P i i d L b t i t l 0 1

OMICRON CPC 100OMICRON CPC 100

9Precisin de Laboratorio en terreno clase 0,19PC aislada Incorporada 9Informes integrados automticos9Informes integrados automticos9Dimensiones sin igual de acuerdo a sus caractersticas:

29kg vs 100-150 kg29kg vs 100 150 kgMedidas: 46,8 x 39,4 x 23,3 cm


AplicacionesAplicaciones

Q i k M dQuick-Mode

RampingCT

Ramping

Sequencer VT

I>I>SecondaryProtection

R l I>I>Primary Relays

Relays(U, I, f) Transformer

Resistance


Pruebas en SubestacionesPruebas en Subestaciones

1. CPC 100 + Mdulo TD1 Tangente Deltag2. DIRANA - Analizador de respuesta dielctrica


Tangente Delta OMICRONTangente Delta OMICRON

-Modulo Complementario al CPC100CPC100

- Hasta 12 KV

- Frecuencia Variable 15-400 Hz.

Permite eliminar interferencias de-Permite eliminar interferencias de 50 Hz.

Ej i i- Ejecucin automtica


CC--TanTan--Delta Delta Measurement on Measurement on Power Power TransformersTransformersTransformers Transformers

400kV Bushing

Low Voltage Bushing

400kV Bushing

Measuring Tap

High Voltage WindingTapped Winding

Core


High Voltage WindingLow Voltage Winding

Teora del clculo de Tangente DeltaEn un condensador ideal sin prdidas dielctricas, la corriente del aislamiento

est adelantada exactamente 90 en funcin de la tensin aplicada. En unaislamiento real con prdidas dielctricas este ngulo es inferior a 90

ZX CX LXZNCNIm

Icx :1with

Que mide el factor de potencia ?Que mide el factor de potencia ?

La medida de la Capacitancia (C) y del Factor dep ( ) ydisipacin (DF) es un reconocido e importantemtodo de diagnstico de aislamientos. Puededetectar:

Fallos de aislamiento Fallos de aislamiento Envejecimiento del aislamiento Contaminacin por partculas de los lquidos del Contaminacin por partculas de los lquidos del aislamiento

Agua en aislamiento slido y lquido Agua en aislamiento slido y lquido Descargas parciales


Factor de Potencia a Factor de Potencia a transformadortransformador

H: AltaL: BajaL: Baja

C: Capacitancia


AlambradoAlambrado El transformador se debe poner fuera de servicio y aislar totalmente

del sistema elctrico. Se debe verificar que el tanque del transformador est correctamente Se debe verificar que el tanque del transformador est correctamentepuesto a tierra.

Los terminales de alta tensin del aislante deben aislarse de las lneas de conexinde conexin.

Todos los terminales del aislante de un grupo de devanados, lo quesignifica A, B, C (y Neutro) del devanado de alta tensin, A, B, C (yNeutro) del devanado de baja tensin y A, B, C (y Neutro) del devanado terciario se tienen que conectar por medio de un hilo de cobre.

Los terminales de neutro de todos los devanados conectados en estrella con Neutro de conexin externa se tienen que desconectar de tierra(tanque).

Si el transformador tiene cambiador de tomas, se debe situar en laposicin neutra (0 o toma intermedia).


Fases desconectadas o mal conectadasFases desconectadas o mal conectadas

Corrientes que circulen por otros devanados causan perdidas inductivas.


Cableado Corrcto Cableado Corrcto

Todas las fases estn al mismo potencial


GuardaGuarda

Para evitar corrientes que produzcan perdidas q p pinductivas se utiliza el mtodo de guarda. Estas corrientes cierran el circuito detrs de la medida.


Modos de PruebaModos de Prueba

GST o UST ?GST o UST ?

GST (grounded specimen test) implica aquella GST (grounded specimen test) implica aquella medida que se realiza a Masa o tierra. Lo que uno excluye de la medida se denomina guarda.uno excluye de la medida se denomina guarda.

1) GST 1) GST 2) GST g-a (guarda = A)

3) GST b ( d B) 3) GST g-b (guarda = B) 4) GST g-a+b (guarda= A+B)


Modos de PruebaModos de Prueba

UST (Ungrounded specimen test) implica aquella medida directa que se realiza sin Masa o q qtierra. Enviando por defecto Masa o Tierra a guarda

1) UST -A (guarda = A)1) UST A (guarda A) 2) UST -B (guarda = B) 3) UST A+B (guarda= A+B) 3) UST -A+B (guarda= A+B)


ModosModos


Donde Energizar, Donde Energizar, GstGst o o UstUst ??Ejemplo Transformador 2 devanados

Gst g AIn A

CH= Alta / MGst g-A

1 Dado que la medida es contra Masa seleccionamos Gst1. Dado que la medida es contra Masa seleccionamos Gst2. Dado que medimos Alta inyectamos tensin desde alta

3. Dado que solo queremos el valor de alta debemos restar el valor de baja Gst g-a


Donde Energizar, Donde Energizar, GstGst o o UstUst ??Ejemplo 2 Transformador 2 devanados

UST A In A

C H-L= Alta / Baja

UST A

1 Dado que la medida es sin Masa seleccionamos UST1. Dado que la medida es sin Masa seleccionamos UST2. Dado que medimos Alta inyectamos tensin desde alta,

podemos inyectar de la misma manera desde bajapodemos inyectar de la misma manera desde baja. 3. La medida deseada es directa a la entrada In A


Otras PruebasOtras Pruebas

B hiBushingTTPP


Anlisis de ResultadosAnlisis de Resultados

Papel con aceite

Cabe destacar que lo mas recomendable es la comparacin directa de los lt d lt d t i d l f b i t U f t d t iresultados con resultados anteriores o del fabricante. Un factor de potencia

de 0,49% puede parecer bueno siempre y cuando no corresponda a una aislacin nueva que hace 2 meses daba 0,21%. El manual de referencia del Td1 da valores referenciales de prueba.


TD1: Ajustes TD1: Ajustes (Auto V)(Auto V)

598.9pF

0.342%


Filtro de ruido ajustableFiltro de ruido ajustablejj

598.9pF

0.342%


Ajustes (Auto f)Ajustes (Auto f)

598.9pF

0.342%


ModoModo

598.9pF

0.342%


Diagrama de ayuda integradoDiagrama de ayuda integrado


Ajustes de Resultados (TD,PF...)Ajustes de Resultados (TD,PF...)

598.9pF

0.342%


Otros AjustesOtros Ajustes

1%


ResultadosResultados

598.9pF

0.342%


1. Caso Practico de 6 Bushings USA1. Caso Practico de 6 Bushings USATcnica utilizada generalmenteTcnica utilizada generalmente

Anlisis a 50hz. Valores cerca del 0.5% no indican


anomalas

Consecuencias: Bushing FaultConsecuencias: Bushing Faultgg


Bushing Despus de ExplosinBushing Despus de Explosin


Tangente Delta de Bushings Tangente Delta de Bushings li d M ltili d M lti F iF ianalizados a Multianalizados a Multi--FrecuenciaFrecuencia

Correcto: a 50 hz. Los valores eran aceptables


Tangente Delta de Bushings Tangente Delta de Bushings analizados a Multianalizados a Multi FrecuenciaFrecuenciaanalizados a Multianalizados a Multi--FrecuenciaFrecuencia

En el anlisis a bajas frecuenciasEn el anlisis a bajas frecuencias 4 bushings demuestran contenido

de humedad


de humedad

220kV RIP Bushing Stored Outside220kV RIP Bushing Stored Outside


220kV RIP Bushing Stored Outside220kV RIP Bushing Stored Outside

0.85 %31 03 2004

0.75 %31.03.200415.07.200408.10.2004

0 55 %

0.65 %

D

e

l

t

a

08.10.20047 Months

0.45 %

0.55 %

T

a

n

4 Months

%

0.35 %Dry

0.25 %0.0 Hz 100.0 Hz 200.0 Hz 300.0 Hz 400.0 Hz 500.0 Hz


Power Factor (f) of a 110kV Transformer Power Factor (f) of a 110kV Transformer with High Conductive Losses (water)with High Conductive Losses (water)with High Conductive Losses (water)with High Conductive Losses (water)

DF (f) H, HL( ) ,

1 6 %

1.8 %

1.2 %

1.4 %

1.6 %

0 6 %

0.8 %

1.0 % H(f)HL(f)

0.2 %

0.4 %

0.6 %

0.0 %

0

.

0

H

z

5

0

.

0

H

z

0

0

.

0

H

z

5

0

.

0

H

z

2

0

0

.

0

H

z

2

5

0

.

0

H

z

3

0

0

.

0

H

z

3

5

0

.

0

H

z

4

0

0

.

0

H

z

4

5

0

.

0

H

z


1 1 2 2 3 3 4 4

Power Factor (f) of a New TransformerPower Factor (f) of a New Transformer

DF (f) H, HL, L

0 3%

0.35%

0.25%

0.3%

H(f)

0.15%

0.2% H(f)HL(f)L(f)

0.05%

0.1%

0.0%

0

.

0

H

z

5

0

.

0

H

z

1

0

0

.

0

H

z

1

5

0

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0

H

z

2

0

0

.

0

H

z

2

5

0

.

0

H

z

3

0

0

.

0

H

z

3

5

0

.

0

H

z

4

0

0

.

0

H

z

4

5

0

.

0

H

z


33kV OIP Bushings (India)33kV OIP Bushings (India)

Removed bushings

New bushingsNew bushings

C-Tan-Delta Meas


C-Tan-Delta Meas.

Tan Delta (T) a 50Hz (OIP Bushings)Tan Delta (T) a 50Hz (OIP Bushings)10.00

[%]0.1-0.3% Water in paper

0.4-0.6% Water in paper

1% W i

1.00

1% Water in paper

0 100.1020 30 40 50 60 70 80 90C


Source: ABB, Bushing Diagnostics and Conditioning

Tan Delta (f) at 30Tan Delta (f) at 30CC (33kV OIP Bushings)(33kV OIP Bushings)

Tan Delta (f) A, B, C%

1.6

1.8ABC

NewNew

1.2

1.4 CA RemovedB RemovedC Remo ed

New

0.8

1.0 C Removed

0 2

0.4

0.6

0.0

0.2

0

5

0

1

0

0

1

5

0

2

0

0

2

5

0

3

0

0

3

5

0

4

0

0

4

5

0Hz


2do. Altas Frecuencias permiten 2do. Altas Frecuencias permiten detectar malos contactos.detectar malos contactos.

La resistencia de un mal contacto

disminuye con mayores voltajes.

Este mal contacto seEste mal contacto se traducir en altas

temperaturastemperaturas.


3ro. Permite visualizar cableados 3ro. Permite visualizar cableados incorrectosincorrectos

6 0 %

7.0 %

8.0 %

4.0 %

5.0 %

6.0 %17.0 Hz30.0 Hz80 0 Hz

2.0 %

3.0 %80.0 Hz130.0 Hz230.0 Hz400.0 Hz

-1.0 %

0.0 %

1.0 %

0.0 Hz 100.0 Hz 200.0 Hz 300.0 Hz 400.0 Hz 500.0 Hz1.0 %


B d t t fB d t t fDF (f)

0.7 %Bad contact of Bad contact of short circuit short circuit -0.1 %0.1 %

0.3 %

0.5 %

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

H

z

connectionsconnections-0.9 %

-0.7 %

-0.5 %

-0.3 % 0 .0

5

0

.

0

1

0

0

.

0

1

5

0

.

0

2

0

0

.

0

2

5

0

.

0

3

0

0

.

0

3

5

0

.

0

4

0

0

.

0

4

5

0

.

0

-1.5 %

-1.3 %

-1.1 %

DF (f)

0.7 %

0.8 %

G d t tG d t t0.3 %

0.4 %

0.5 %

0.6 %Good contact Good contact of short circuit of short circuit

0.0 %

0.1 %

0.2 %

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

0

.

0

H

z

connectionsconnections


0

5

0

1

0

0

1

5

0

2

0

0

2

5

0

3

0

0

3

5

0

4

0

0

4

5

0

Tan Delta Technical DataTan Delta Technical Data

Test Voltage: 12kV (15 1) 400Hz)Test Voltage: 12kV (15 400Hz)

Test Current: 100mA 1h, shortly up to 300mA

Uncertainty of Measurement:

Tan : 0 05% of reading 4x10-5 2) Tan : 0.05% of reading 4x10 5 2) C: 0.05% of reading 0.1pF for I8mA

1) Freqcies below 45Hz with reduced amplitude

2) Uncertainty defined for 45-65Hz


y

Resumen: Que nos puede decir la Resumen: Que nos puede decir la prueba de aislacion ??prueba de aislacion ??

Capacitancia:Capacitancia: Bushings:

Perdidas entre capas. Presencia de aceite en fisuras de la aislacion(RBP

hard paper)

Devanados: Cambio de geometra entre devanados.(deformacion

y desplazamiento de devanados debido a fallas dey desplazamiento de devanados debido a fallas de

corriente cercanas al transformador)


Resumen: Que nos puede decir la Resumen: Que nos puede decir la prueba de aislacion ??prueba de aislacion ??

Prueba de Tangente Delta: Bushings: Bushings:

Envejecimiento y mala calidad de aislamiento Contenido de Humedad Electrodos mal conectados

Transformadores: Envejecimiento Contenido de agua en el aislante o aceite


Mdulo TD1 incluye:Mdulo TD1 incluye:

1. Maleta rgida de transporte con ruedas para Mdulo TD1

2. Maleta rgida de transporte con ruedastransporte con ruedas para cables y elementos de prueba incluidos

3. Carro de Montaje para pruebas en terrenopruebas en terreno.


Datos ReferencialesDatos Referenciales

El software de Omicron como el CPC Explorer o el pCPC Editor se pueden instalar en varios computadores para visualizar o generar plantillas de prueba. A su vez se instalaran junto con el software una serie de documentos y manuales de usuario que pueden servir de consulta para los especialistas bajo:

C:\Archivos de programa\OMICRON\CPC Explorer\Docu\...


Pruebas en SubestacionesPruebas en Subestaciones

1. CPC 100 + Mdulo TD1 Tangente Deltag2. DIRANA - Analizador de respuesta dielctrica


DIRANA: Analizador de respuesta DIRANA: Analizador de respuesta dielctrica FDSdielctrica FDS--PDCPDC

PRINCIPIO DE MEDICINLa toma de muestras de aceite es un mtodo habitual para

detectar humedad en el aceite, pero este mtodo no siempre es preciso fiable Por este moti o se han creado las medidas de lapreciso y fiable. Por este motivo se han creado las medidas de la respuesta dielctrica:

1. el mtodo PDC (Polarization Depolarization Current)1. el mtodo PDC (Polarization Depolarization Current) 2. el mtodo FDS (Frequency Domain Spectroscopy).

Dirana utiliza ambos mtodos simultneamente ya que el mtodo PDC es impreciso a altas frecuencias y el mtodo FDS t d d 11 h j t D tFDS tardara ms de 11 horas en ejecutarse. De esta manera se obtienen resultados precisos en menos de tres horas.


DIRANA: AplicacionesDIRANA: Aplicaciones

Anlisis de la humedad presente en aislantes de papel con aceite de transformadores de potencia y de transformadores de potencia y de instrumentos.

Diagnstico de aislantes del tipo OIP, g p ,RBP y RIP para AT.

Diagnstico del aislamiento de generadores y motores elctricos.

Diagnstico del aislamiento de cables.


DIRANADIRANA

La Celulosa absorve el La Celulosa absorve el contenido de la humedad del aceite en bajas temperaturas.

8

9

10

11

20 C 30 C 40 C

50 C

%

Con altas temperaturas la celulosa libera la humedad hacia el aceite generando un 5

6

7

8

a

l

t

i

m

P

a

p

i

e

r

60 CTemperatur

niedrig

hacia el aceite generando un efecto (pumping effect).

2

3

4

5

W

a

s

s

e

r

g

e

h

a

80 C

100C

Temperatur

hoch

0

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Wassergehalt im l

100 C

ppmWassergehalt im l


DIRANADIRANAComparacin de contenido de agua en aceite o

celulosaMass of the oil:

100000 kgMass of the solid insulation:

13000 kg

Water content at 60 C:40

Water content at 60 C:4 %40 ppm

Mass of the water solved in the

4 %

Mass of the water contained in theMass of the water, solved in the oil:

4 kg

Mass of the water contained in the paper:

520 kgg g


DIRANADIRANAWater

Content, %Life of Paperat 80C, years

Life of Paperat 90C, years

0.5 485 1511.0 243 762.0 121 384.0 61 198.0 30 8

El t id d h d d l l l d lEl contenido de humedad en la celulosa de los transformadores disminuye la vida til de los mismos.

Aproximadamente el 40% de las fallas de unAproximadamente el 40% de las fallas de un transformador proviene de problemas de aislacion,

generada en mayor parte por la humedad


generada en mayor parte por la humedad.

DIRANA: SoftwareDIRANA: Software

El software es fcil de usar y tiene una interfaz de usuario intuitiva

que no exige ser un experto. Lasque no exige ser un experto. Las curvas modelo con humedad

conocida se ajustan automticamente a la curva medida

para averiguar la humedad de la celulosa del transformador

sometido a prueba.


Otros Productos: Modulo para Medicin de Otros Productos: Modulo para Medicin de I d i d lI d i d lImpedancia de lneaImpedancia de lnea

Medicin de Impedancia pde lnea

Medicin de factor k Medicin de Impedancia

de Tierra Medicin de Tensin de Medicin de Tensin de

Paso


Otros Equipos para Pruebas Otros Equipos para Pruebas PrimariasPrimarias

CT AnalyzerAnalizador y verificador

automtico de TCs. Precision superior a 0 02% Pruebas ensuperior a 0,02%. Pruebas en

menos de 1 minuto.

F l FranalyzerAnalizador de respuesta de

barrido de frecuenciabarrido de frecuencia. Incluye sistema de cableado

patentado para eliminar i t f i


interferencias

Otros Equipos para Pruebas Otros Equipos para Pruebas PrimariasPrimarias

CPM 500 Microohmetro 500 A CC

MPD 600 mtronix Descargas Parciales Descargas Parciales


Gracias por su atencin !!Gracias por su atencin !!Gracias por su atencin !! Gracias por su atencin !!


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