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 Page: 46/4/2010
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
OMICRON Page: 56/4/2010
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
OMICRON Page: 66/4/2010
Pruebas en SubestacionesPruebas en Subestaciones
1. CPC 100 + Mdulo TD1 Tangente Deltag2. DIRANA - Analizador de respuesta dielctrica
OMICRON Page: 76/4/2010
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
OMICRON Page: 86/4/2010
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
OMICRON Page: 96/4/2010
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
OMICRON Page: 116/4/2010
Factor de Potencia a Factor de Potencia a transformadortransformador
H: AltaL: BajaL: Baja
C: Capacitancia
OMICRON Page: 126/4/2010
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).
OMICRON Page: 136/4/2010
Fases desconectadas o mal conectadasFases desconectadas o mal conectadas
Corrientes que circulen por otros devanados causan perdidas inductivas.
OMICRON Page: 146/4/2010
Cableado Corrcto Cableado Corrcto
Todas las fases estn al mismo potencial
OMICRON Page: 156/4/2010
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.
OMICRON Page: 166/4/2010
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)
OMICRON Page: 176/4/2010
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)
OMICRON Page: 186/4/2010
ModosModos
OMICRON Page: 196/4/2010
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
OMICRON Page: 206/4/2010
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
OMICRON Page: 216/4/2010
Otras PruebasOtras Pruebas
B hiBushingTTPP
OMICRON Page: 226/4/2010
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.
OMICRON Page: 236/4/2010
TD1: Ajustes TD1: Ajustes (Auto V)(Auto V)
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 246/4/2010
Filtro de ruido ajustableFiltro de ruido ajustablejj
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 256/4/2010
Ajustes (Auto f)Ajustes (Auto f)
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 266/4/2010
ModoModo
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 276/4/2010
Diagrama de ayuda integradoDiagrama de ayuda integrado
OMICRON Page: 286/4/2010
Ajustes de Resultados (TD,PF...)Ajustes de Resultados (TD,PF...)
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 296/4/2010
Otros AjustesOtros Ajustes
1%
OMICRON Page: 306/4/2010
ResultadosResultados
598.9pF
0.342%
OMICRON Page: 316/4/2010
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
OMICRON Page: 326/4/2010
anomalas
Consecuencias: Bushing FaultConsecuencias: Bushing Faultgg
OMICRON Page: 336/4/2010
Bushing Despus de ExplosinBushing Despus de Explosin
OMICRON Page: 346/4/2010
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
OMICRON Page: 356/4/2010
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
OMICRON Page: 366/4/2010
de humedad
220kV RIP Bushing Stored Outside220kV RIP Bushing Stored Outside
OMICRON Page: 376/4/2010
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
OMICRON Page: 386/4/2010
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
OMICRON Page: 396/4/2010
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
.
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
OMICRON Page: 406/4/2010
33kV OIP Bushings (India)33kV OIP Bushings (India)
Removed bushings
New bushingsNew bushings
C-Tan-Delta Meas
OMICRON Page: 416/4/2010
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
OMICRON Page: 426/4/2010
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
OMICRON Page: 436/4/2010
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.
OMICRON Page: 446/4/2010
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 %
OMICRON Page: 456/4/2010
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
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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
OMICRON Page: 466/4/2010
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
OMICRON Page: 476/4/2010
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)
OMICRON Page: 486/4/2010
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
OMICRON Page: 496/4/2010
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.
OMICRON Page: 506/4/2010
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\...
OMICRON Page: 516/4/2010
Pruebas en SubestacionesPruebas en Subestaciones
1. CPC 100 + Mdulo TD1 Tangente Deltag2. DIRANA - Analizador de respuesta dielctrica
OMICRON Page: 526/4/2010
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.
OMICRON Page: 536/4/2010
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.
OMICRON Page: 546/4/2010
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
OMICRON Page: 556/4/2010
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
OMICRON Page: 566/4/2010
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
OMICRON Page: 576/4/2010
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.
OMICRON Page: 586/4/2010
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
OMICRON Page: 596/4/2010
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
OMICRON Page: 606/4/2010
interferencias
Otros Equipos para Pruebas Otros Equipos para Pruebas PrimariasPrimarias
CPM 500 Microohmetro 500 A CC
MPD 600 mtronix Descargas Parciales Descargas Parciales
OMICRON Page: 616/4/2010
Gracias por su atencin !!Gracias por su atencin !!Gracias por su atencin !! Gracias por su atencin !!
OMICRON Page: 626/4/2010
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