Sistema de Monitoreo, Análisis, Diagnóstico y Calificación Automática de Equipo Inductivo

Transcripción

1 Sistema de Monitoreo, Análisis, Diagnóstico y Calificación Automática de Equipo Inductivo Wilson Castillo Bautista wcastillo@intercolombia.com INTERCOLOMBIA Especialista Equipos SPAT (Sistemas de Protección, Automatización y Telecomunicaciones) INTERCOLOMBIA

2 Sistema de Monitoreo, Análisis, Diagnóstico y Calificación Automática de Equipo Inductivo Wilson Castillo Bautista wcastillo@intercolombia.com INTERCOLOMBIA Especialista Equipos SPAT (Sistemas de Protección, Automatización y Telecomunicaciones) INTERCOLOMBIA SIGAT Cartagena de Indias, Mayo de 2014

3 AGENDA Antecedentes Necesidades Resultados Monitoreo Bujes Caso de Éxito Conclusiones 3

4 ANTECEDENTES Historia: Desde hace algo mas de 20 años ISA ha instalado sistemas de monitoreo en sus transformadores de potencia. 4

5 ANTECEDENTES Historia: Sistemas aislados, No se comunican entre si Requieren software dedicado en cada subestación. Subestación A Subestación B Subestación C 5

6 ANTECEDENTES Historia: No son tenidos en cuenta por el personal de mantenimiento Terminan en desuso. Pérdidas de $$$$$$$ Subestación A Subestación B Subestación C 6

7 NECESIDADES Gestión de Activos Mantenimiento Centrado en Confiabilidad Contexto Operacional Mantenimiento Centrado en Riego Importancia del Activo Probabilidad de Falla (Estado Actual) *ISO tstandards.com/resources/m oving+from+pas+55.pdf * PASS Performance and Condition Monitoring 7

8 NECESIDADES Performance and Condition Monitoring Performance and Condition Monitoring Monitoreo de Bujes DGA Humedad C OLTC DP Temp. Contexto Operacional Correlación de la información para un diagnóstico más preciso 8

9 NECESIDADES Escalable Fácil Acceso Integración con otras herramientas ERP (SAP) Sistema SCADA para información en tiempo real Sistema de control de la Subestación Sistema Integrado 9

10 SISTEMA IMPLEMENTADO * *Castillo, W. Arquitectura de Comunicaciones para Sistemas de Monitoreo en Línea, ISA, Sept

11 SISTEMA IMPLEMENTADO EN LA S/E * *Castillo, W. Arquitectura de Comunicaciones para Sistemas de Monitoreo en Línea, ISA, Sept

12 INTEGRACIÓN SISTEMA DE MONITOREO DE BUJES El factor de potencia y capacitancia son conocidos como los principales parámetros para determinar la condición del aislamiento de los bujes, porque estos estos son afectados directamente con el deterioro del aislamiento. Una falla en el aislamiento en los bujes puede resultar en un daño total no solo del buje sino también del equipo asociado a el. Razón por la cual se programan actividades de mantenimiento preventivo para realizar pruebas de factor de potencia y capacitancia a los bujes de los transformadores y reactores. Estas pruebas se realizan con una periodicidad de 3 años, requiriendo la desenergización y desconexión del equipo. Existe la posibilidad de presentarse daños en el aislamiento en el periodo entre cada prueba, resultando en fallas graves. Como alternativa para contrarrestar las desventajas de las pruebas off-line, INTERCOLOMBIA instala sistemas de monitoreo de bujes de la empresa doble, permitiéndole consultar el factor de potencia y capacitancia de los bujes continuamente con el equipo en servicio. 12

13 Índice de Fallas CIGRE SC 12WG 12.05/

14 BENEFICIOS DEL MONITOREO DE BUJES Reducción de tiempos de desconexión: Modificación de la actividad periódica de pruebas a bujes cada 3 años, actividad que requería desenergizaciones de hasta 15 horas en equipos de 500 kv y 10 horas para equipos de 230 kv. Toma de decisiones a tiempo: Calificación automática del estado de los bujes. Con la información que se tiene se facilita el análisis del proceso de envejecimiento del aislamiento de los bujes, de esta forma se cuenta con mas herramientas para decidir si aplazar el cambio hasta que la acción correctiva pueda ser programada. Frente a la desconexión cada 3 años para pruebas, se descarta la posibilidad de que no se detecten defectos en el aislamiento en el período de tiempo entre dos mediciones, culminando en fallas graves. Monitoreo en línea de alarmas: Monitoreo de alarmas en tiempo real con diferentes niveles de alerta informativo, precaución y acción. 14

15 MODELO DEL AISLAMIENTO DE LOS BUJES 0,5 % es un valor típico de factor de potencia. El factor de potencia puede incrementarse con el tiempo. Se considera critico un buje con factor de potencia superior a 0,7 %. 15

16 MÉTODOS DE MEDICIÓN Off-Line On-Line Off-Line: Toma una medida absoluta. El voltaje aplicado es tomado como referencia y se determina el ángulo entre la referencia y la corriente medida para determinar el factor de potencia y la capacitancia. On-line: Toma una medida relativa. Se toma como referencia una fase para determinar la variación del factor de potencia y capacitancia 16

17 MEDIDA RELATIVA-CAMBIO EN LA CAPACITANCIA Las corrientes de los bujes están desfasadas 120 grados entre ellas Cuando la corriente de fuga incrementa, la capacitancia también incrementa. 17

18 MEDIDA RELATIVA-CAMBIO EN EL FACTOR DE POTENCIA Disminución del ángulo de desfase de la fase A indica incremento en el factor de potencia de la fase A. Cambios simultáneos en el ángulo de desfase en la fase A y Fase B indica cambios en el factor de potencia de la fase B. 18

19 INTEGRACIÓN CON LA ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE MONITOREO Fibra óptica 19

20 INTEGRACIÓN A LA ARQUITECTURA 20

21 ALCANCE DEL PROYECTO 21

22 CONSULTA DE INFORMACIÓN DE PF Y CAPACITANCIA 22

23 ALARMAS DEL IDD 23

24 AJUSTES PARA LA GENERACIÓN DE ALERTAS 24

25 VISUALIZACIÓN EN TIEMPO REAL Acceso al sistema por parte de los especialistas, desde cualquier lugar del mundo. 25

26 VISUALIZACIÓN EN TIEMPO REAL Acceso al sistema por parte de los especialistas, desde cualquier lugar del mundo. 26

27 ENLACE DEL SISTEMA DE MONITOREO DE BUJES Y SAP Envío de alertas Proceso en Desarrollo Calificación automática de la condición del equipo Envío de notificaciones a los administradores de los activos 27

28 DOCUMENTO DE MEDIDA EN SAP 28

29 Experiencias de INTERCOLOMBIA Buje de 500 kv con factor de potencia alto Valor PF_FASE A_ 500kV (%) Máximo 1,192 Mínimo 0,891 Promedio 1,071 29

30 Experiencias en el montaje del sistema En cualquier aplicación de un sistema de monitoreo se tiene que estar preparado para afrontar un falso-positivo, al menos en la primera etapa de implementación. Sin embargo, desde el punto de vista de gestión de activos, la salida de un equipo por una falsa alarma es mas tolerable que el costo asociado a la falla de un transformador con sus consecuencias económicas, sociales y ambientales. Cambios en la corriente de fuga de la fase B, indicaba cambios críticos en la capacitancia de la fase B. 30

31 Experiencias en el montaje del sistema Incremento en los ángulos de desfase de la fase A y C, indicaba disminución del factor de potencia en la fase B 31

32 Experiencias en el montaje del sistema 32

33 INSPECCIÓN EN SITIO Se detectó ingreso de humedad en la fase B. 33

34 Señales invertidas Experiencias en el montaje del sistema 34

35 Experiencias en el montaje del sistema Incompatibilidad de adaptadores 35

36 Conclusiones Se tiene un sistema de monitoreo en línea de equipos con las siguientes ventajas. Sistema Abierto Flexible Integrado a las herramientas existentes Escalable. de Fácil Acceso A costos bajos. Con el sistema de monitoreo de bujes es posible modificar la actividad periódica de pruebas a bujes cada 3 años, actividad que requería desenergizaciones de hasta 18 horas en equipos de 500 kv y 10 horas para equipos de 230 kv. Se puede tener una calificación automática del estado de los bujes. Con la información que se tiene se facilita el análisis del proceso de envejecimiento del aislamiento de los bujes, de esta forma se cuenta con mas herramientas para decidir si aplazar el cambio hasta que la acción correctiva pueda ser programada. 36

37 Referencias CIGRE SC 12 WG (1983). International survey on Failures in Large Transformers in Service. ELECTRA. n. 88. Condition Monitoring in the Real World. 80th International Conference of Doble Clients. April 7 12, 2013 UPDATE ON ON-LINE BUSHING DIAGNOSTICS. Robert C. Brusetti, P.E. Doble Engineering Company Castillo, W. Arquitectura del Sistema de Monitoreo en Línea de Equipo Inductivo, ISA, Sept PAS 55-2:2008 ISO

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