ABB ABILITY-TRANSFORMER INTELLIGENCE - CORESENSE - CORETEC 4 JUAN DIEGO RÍOS A - CECACIER 2019 CONTACTO
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FEBRERO 26 DE 2019 ABB Ability- Transformer Intelligence CoreSense – CoreTec 4 Juan Diego Ríos A. – CECACIER 2019 Contacto: juan.rios@co.abb.acom
CoreSense™ – Sensores DGA
Fundamentos de la formación de gas
Aislamiento en un transformador
1. Aceite dieléctrico
2. Celulosa (Papel)
Finalidad del aislamiento: Aceite
• Aislante dieléctrico (Mineral, Ester,
Silicona)
• Transferencia térmica
Cuando se tensiona el sistema de aislamiento,
se producen gases y se disuelven en el aceite. Celulosa
(Papel, Pressboard,
madera laminada)
El gas en el aceite es un muy buen indicador de
falla incipiente
February 26, 2019 Slide 2
CoreSense™ – Sensores DGA
Fundamentos de la formación de gases
La degradación de la molécula de aceite
H H H H H
Generación de gas de combustión frente a la temperatura: C C C C C
Partial discharge (not temperature dependent) C C C C C
H Molécula de aceite
Range of normal operation H H H H H
Hot spots Arcing conditions
200°C
(Of increasing temp.)
Hydrogen (H2)
300°C
65°C
H H
H
C C C
Methane (CH4) CH4>H2
800°C
H C H C H
H H
H
Ethane (C2H6) C2 H6>CH4
Hidrógeno Metano Etano
250°C
Etileno +
Hidrógeno
350°C
Ethylene (C2H4) C2 H4>C2 H6
C H H
500°C
150°C
Acetylene (C2H2) C2 H2 >10% of C2 H4 H
700°C
C H
H
H H
H H
C
H
Gas generation (not to scale)
Approximate oil decomposition temperature above 150°C
Acetileno + 2 × Propileno Propano
hidrógeno
February 26, 2019 Slide 3
CoreSense™ – Sensores DGA
Fundamentos de la formación de gases
Cadena Celulosa
La Degradación de la Cadena de Celulosa
H
El aislamiento solido del transformador tiene una O
"característica de vida no reversible": el aislamiento H
Agua
sólido (celulosa) se degrada con el tiempo.
El sistema de aislamiento está diseñado para ser O
Monóxido de carbono
C
compatible con la expectativa de vida del H
O
transformador. C
O
Dioxido de Carbono
H H O
C C
Varios factores afectan la vida de la celulosa: H O
C H
• Calor
C C Metanol
• Humedad del papel H H
• Contenido de oxígeno en aceite
Molécula de la Glucosa H
C
C
O
Todo esto requiere monitoreo con el tiempo. Furanos
C
H
February 26, 2019 Slide 4
CoreSense™ – Analizador DGA
Portafolio de productos
CoreSense CoreSense + CoreSense M10
H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4,
Gases medidos H2, H2O H2, H2O
C2H6, C3H6, C3H8, H2O
Funcionalidad Marcador de bandera Marcador de bandera Diagnósticos avanzados
Instalación de válvula única + + +
Sin bombas de aceite + + +
Sin consumibles + + +
Comunicación avanzada +
Punto caliente Triángulos Duval
Modelos avanzados para el
Envejecimiento Relaciones de Roger
transfromador
Capacidad de sobrecarga Interpretaciones IEC, IEEE
Cualquier transformador lleno de Unidades críticas y / o para
Caso de uso Cualquier transformador lleno de aceite
aceite enfermería
February 26, 2019 Slide 5
CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad
Ingeniería con simplicidad y solidez
CoreSense ™ es la primera línea de defensa de un transformador, monitorea el estado del transformador al observar el hidrógeno y los niveles de humedad.
Cuenta con:
Monitoreo continuo en línea Un año de almacenamiento de datos
Instalación fácil - sin mantenimiento Interfaz web amigable para el usuario
Movimiento de aceite por convección - sin partes Conectividad flexible para sistemas SCADA con Modbus,
móviles DNP3 y opcionalmente IEC 61850
Sensor de estado sólido - sin membrana Rentable para monitorear la condición del
transformador
Visualización del estado a través de interfaz LED de
Inteligencia escalable
colores
February 26, 2019 Slide 6
CoreSense – Sensor de Gas Disuelto en Aceite
Monitoreo de gas único: CoreSense - Sensor de hidrógeno y humedad
Función de levantamiento
de bandera: detectará la
Funcionalidad formación de una falla
incipiente sin indicar la
fuente del error.
Análisis de Gas Disuelto
Curso de acción (DGA) análisis DGA de
laboratorio para investigar
Cualquier transformador
Transformadores lleno de aceite –
Dependiendo de la
objetivo filosofía de
mantenimiento
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CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
Sin mantenimiento
• Capaces de soportar el vacío,
Sensor de • No requiere mantenimiento,
Hidrógeno de • Lectura no afectada por otros gases
Estado Sólido • Las lecturas son insensibles a las variaciones de
temperatura.
• Evita el aceite estancado y permite un muestreo
más representativo,
Convección • No necesita de una bomba mecánica y
forzada mantenimiento asociado,
• Permite una extensión desde el tanque de hasta
40cm.
• En el caso de una falla de energía, el condensador
mantendrá el reloj interno y la memoria flash
Super
guardará todos los datos registrados de forma
Condensadores segura. No es necesario reemplazar las baterías o
hacer un reinicio local de la unidad.
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CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad Instalación - versatilidad February 26, 2019 Slide 9
CoreSense™ – Sensor de Hidrógeno y Humedad Procedimiento de instalación February 26, 2019 Slide 10
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
Varias opciones de comunicación
No incluido en el paquete CoreSense
Protocolos:
• Modbus, DNP3, HTTP por web HMI
• Opcional: IEC61850 (actualización de software) RS845 o
Puertos: Ethernet o Sistema de
• Ethernet (2), USB (1), RS485 (1) Fibra Ethernet Supervisión de
Comunicación • Analógico 4-20mA salidas (1 para H2, 2 para Subestaciones
Estándar H2/H2O)
• Ethernet Óptico 100base –FX con terminación ST
• Entradas analógicas 4-20mA (3) Puerta de
• SPDT relés; resistivo 20v 3A, inductivo 20v 1.5A (3) enlace a la
3G nube
• Todos los puertos protegidos para 2 kV AC,
impulso de 5 kV H H2O
4-20mA Pantalla
Temperatura de funcionamiento -50 a + 60ºC;
local
Supervivencia -60 a + 100ºC
Especificaciones
Ambientales Temperatura de aceite rango de operación -20 a +100ºC; Contactos secos Alarma y
Supervivencia -40 a + 120ºC; advertencia
Presión de aceite 0 a 10 bar;
Caja con clasificación IP67 / NEMA 4X (adecuada para
uso en exteriores)
February 26, 2019 Slide 11CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad
Resumen de las diferencias
Característica Beneficio CoreSense Hydran TM1 Calisto 1 MSense Vaisala
P P Ï Ï Ï Ï
Circulación Calentamiento directo del
aceite creando circulación
térmica del aceite para lecturas precisas
P P Ï Ï Ï P
Sin piezas Sin mantenimiento,
fiabilidad mejorada, 15
móviles años de vida útil
P Ï P Ï Ï P
Sin membranas ni No es necesario remover
el sensor durante el
consumibles vacío/llenado del aceite
P P Ï P P P
Robusto contra todas las
Caja metálica condiciones ambientales
Sensor de
P Ï P P P P
Sensible al gas no
hidrógeno compuesto de hidrógeno
verdadero
September 9, 2014
P Ï Ï Ï Ï Ï
Sumergible hasta 1m de
IP67 agua en llanuras
inundables
February 26, 2019 Slide 12CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad Interfaz Web February 26, 2019 Slide 13
CoreSense – Sensor de Hidrógeno y Humedad Interfaz Web – Nivel de Hidrógeno February 26, 2019 Slide 14
CoreSense™ + : Plataforma de monitoreo de Funcionalidades de
transformadores monitoreo
1 Temp. del aceite
2 Temp. ambiente
Concepto de monitoreo
Básico
3 Carga
4 Control refrig.
5 Sensor DGA
Software:
Ambient temperature
• DGA, temperatura y carga, agregación de datos,
tendencias y transmisión a SCADA
• Algoritmos IEC: punto caliente, sobrecarga,
envejecimiento
• Enlace SCADA: Modbus, IEC60870, DNP3, IEC61850
• Conectividad: kit de sensores y Modbus a dispositivos
electrónicos ABB
• Control de enfriamiento de 2 etapas
February 26, 2019 Slide 15Transformer Intelligence®
eDevices
CoreSense SDB – Self Dehydrating Breather
• Monitoreo continuo de humedad
e Hidrogeno en el transformador. • Deshidratación automática
• Concentrador de señales y • Monitoreo continuo de absorción
protocolos de comunicación. de humedad.
• Sensor de estado solido. • No necesita reemplazo del
silicagel
ePRD – Pressure Relief Device eWTI / eOTI Thermometers
• Monitoreo continuo de presión a
• Monitoreo continuo de
través de transductor de presión.
temperatura de aceite y
• Alarma configurable
devanado.
• Contactos ajustables
• Tecnología Bourbon : Menos
mantenimiento y mas precision.
eBR – Buchholz Relay eOLI – Oil Level Indicator
• Monitoreo continuo de
• Monitoreo continuo del nivel
acumulación de gas
• Opcional Visor.
• Umbrales de alarma y disparo
ajustables
February 26, 2019 Slide 16CoreSense™ + : Plataforma de monitoreo de Monitoring
transformadores functionalities
1 Oil Temp.
Concepto de monitoreo 2 Ambient Temp.
Basic
3 Load
4 Cooling Control
5 DGA Sensing
Software:
• La extensión de software CoreSense + ofrece un
compilador de datos y una puerta de enlace de
comunicaciones para los transformadores con eDevices
(transductores electromecánicos) fabricados por ABB
Comem.
• Las comunicaciones internas entre los eDevices y
CoreSense + se realizan en un bus serie (RS485) con
Modbus RTU.
February 26, 2019 Slide 17CoreSense™ + : Transformer monitoring platform
CoreSense + Interfaz web mejorada
Sistema de monitoreo
simple CoreSense +
Sensores requeridos:
• Aceite superior
• Temperatura
ambiente
• Carga
Algoritmos:
• Punto caliente
• Envejecimiento
• Sobrecarga
February 26, 2019 Slide 18CoreSense™ M10 Analizador DGA multi-gas
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
Ingeniería con simplicidad y solidez
CoreSense ™ M10 es la última herramienta de diagnóstico de transformadores, monitorea la condición del
transformador al observar los niveles de humedad y 9 gases: H2, CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8.
Cuenta con:
Visualización del estado a través de interfaz
Monitoreo continuo en línea
LED de colores y pantalla táctil local
Instalación fácil: nada más sacarlo de la caja 10 años de almacenamiento de datos
Sin circuito de circulación de aceite fuera del Interfaces fáciles de usar, incluido AHT-Gas
cabezal de muestra
Conectividad flexible hacia SCADA y servicios en la
Redundancia incorporada - Sin consumibles
nube con Modbus, DNP3 e IEC 61850
durante 10 años
Tecnología FTIR ABB probada en el espacio Herramientas de diagnóstico avanzadas para la
(Transformada de Fourier para infrarrojos) interpretación de los niveles de gas (clave de gas,
relaciones, triángulos Duval, pentágonos Duval ...)
February 26, 2019 Slide 20CoreSense™ M10 – Analizador Multigas Diseño confiable February 26, 2019 Slide 21
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas Fotos del sitio February 26, 2019 Slide 22
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
Alta precisión y tecnología probada FTIR
• CoreSense ™ M10 viene calibrado
permanentemente de fábrica.
• Con tecnología FTIR:
Alta exactitud y ü Sin deriva en el tiempo, excelente repetibilidad
presición de medición.
ü Sin interferencia cruzada entre los gases DGA.
• Diseñado para cancelar los gases atmosféricos
para una lectura precisa.
• Tecnología FTIR ABB ultra confiable utilizada en
el espacio. Demostrado para durar más de 10
años sin mantenimiento.
Tecnología
probada • ABB FTIR tiene un historial comprobado de
aplicaciones espaciales e industriales tales como
satélites meteorológicos, refinerías y plantas
petroquímicas.
February 26, 2019 Slide 23CoreSense™ M10 – Analizador Multigas
Opciones de comunicación
Comunicación estándar No incluido en el paquete CoreSense
Protocolos:
– Modbus, DNP3, IEC61850, HTTP for web HMI
Ciberseguridad:
RS845 o Ethernet
– ABB ciberseguridad probada o Fibra Ethernet Sistema de
– Evaluado según IEEE1686 supervisión de
– Puertos: subestación
– USB (1), RS485 (1), Ethernet (2, one 100base – FX ST terminated optical
port)
– Módem cellular (optional) Puerta de entrada a
– Salidas analógicas 4-20mA (8 para gases & H2O) 3G la nube
– Entradas analógicas 4-20mA (4), Entradas digitales (2)
H H2O
– Relés SPDT; resistivo 20V 3A, inductivo 20V 1.5A (3) 4–20mA
– Todos los puertos protegidos: IEC 61000-4-5 Clase 4 e IEC 61000-4-2 Nivel Pantalla local
4
Contactos
Condiciones ambientales secos
Alarma y
– Rango de temperatura de funcionamiento -50 a + 55C; supervivencia -60 a +
advertencia
100C
– Rango de operación de la temperatura del aceite -20 a + 120C;
supervivencia -50 a + 120C
– Presión de aceite de 0 a 10 bar (puede soportar un vacío leve)
February 26, 2019 Slide 24CoreSense™ Entorno Interfaz web February 26, 2019 Slide 25
CoreSense™ M10 – Analizador Multigas Datos históricos del transformador – Triángulos de Duval February 26, 2019 Slide 26
— CoreTec 4 Plataforma de monitoreo de transformadores - Descripción general
CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
Diseño simple
Control de Temp. Del aceite
enfriamiento Temp. ambiente
CT fase 1
Power
SCADA
Fibra
SCADA
Ethernet
Alarmas
Enlace de Expansión
USB
February 26, 2019 Slide 28CoreTec 4 – Transformer Monitoring Platform
Kits de sensores
Versión básica Kit de sensors para mejora
Sensores
mecánicos
Transductor de digitales
Punto caliente y corriente
Modelos de eOTI eWTI eOLI eSDB
Oil Winding Oil Level Self-dehydrating
envejecimiento
Temperature Temperature Breather
Top Oil
Modelo de Sensor de temperatura
Analizadores de gas
capacidad de
disuelto
sobrecarga
Sensor de
temperature CoreSense CoreSense M10
ambiente Single Gas Multi-Gas
Módulo de entradas Dispositivos de
I/O y salidas
Salidas de alarma seguridad con
sensores digitales
eBR ePRD
Buchholz Pressure
Relay Relief Device
February 26, 2019 Slide 29CoreTec 4 – Plataforma de Monitoreo de Transformadores Interfaz HMI February 26, 2019 Slide 30
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