Spanish Experience in PD Measurements on HV Cables Installed in Electrical Grids

Transcripción

1 Spanish Experience in PD Measurements on HV Cables Installed in Electrical Grids Fernando Álvarez Gómez

2 Experiencias en España en la medida de descargas parciales en cables de alta tensión instalados en redes eléctricas. Diagnóstico del aislamiento eléctrico mediante la medida de descargas parciales (DPs). Medidas en campo.

3 Contenido de la presentación. Presentación de tres procedimientos de medida de descargas parciales en sistemas de cable instalados: Ensayos de DPs off-line. Ensayos de DPs on-line. Ensayos de DPs mediante monitorización continua.

4 1. Medidas off line vs on line. 2. Comparación de diferentes tecnologías para medida de DPs on line. 3. Monitorización continua. Defectos de aislamiento en sistemas de cable de 220 kv. Objetivo: mejorar la fiabilidad de la red mediante el empleo de equipos de medida de DPs de última generación.

5 1. Medidas off line vs medidas on line. Sistema cable 45 kv, 800 mm 2 Al y 1575 m. Tecnología OWTS para medidas off line. Tecnología BlueBOX para medidas on line. Sistema de cable medido mediante ensayo on line y off line.

6 a) Medida de DPs off line. Tiempo de acondicionamiento: Descargo/Medida Desconexión de los terminales del cable. Conexión del generador y equipo de medida. Calibración. * Se precisa extremada precaución en la manipulación de las terminaciones.

7 b) Medida de DPs on line. Tiempo de acondicionamiento para realizar la medida. Colocación de sensores HFCT. En algunos casos no se precisará descargo.

8 Medida de DPs on line. Colocación de sensores HFCT. En algunos casos no se precisará descargo. *Posibilidad de instalación permanente de sensores para futuras medidas. Mantenimiento periódico. Detalle de la colocación de los sensores en las pantallas. Caja de interconexiones.

9 Medida de DPs on line. Calibración: valores de referencia de los pulsos de DP y cálculo de su velocidad de propagación o de la longitud de la línea.

10 Diagnóstico: Defecto interno en un empalme ubicado a 742 m del paso de cable aislado a línea aérea (extremo final). Tecnología OWTS Tecnología BlueBOX

11 Decisión: Reparación del empalme defectuoso. Disección del accesorio. Salida de gas a presión al diseccionar el accesorio (sellado incorrecto). Se observa actividad de DPs. Defecto interno

12 Análisis técnico comparativo entre medida de DPs off line y on line. Interrupción del servicio Manipulación de terminales Discriminación de fuentes de ruido y de diferentes defectos Medida de DPs Off line 2 h / PD test Sí Depende del equipo de medida Medida de DPs On line Sin interrupción del servicio si los sensores de DPs están instalados No Depende del equipo de medida Localización de DPs Muy bien Muy bien

13 Análisis económico comparativo entre medida de DPs off line y on line. Acondicionamiento para la primera medida de DPs Coste de acondicionamiento siguientes medidas Medida de PDs Diagnóstico de DPs Medida de DPs Off line Coste de acondicionamiento Poff Coste de acondicionamiento Poff Coste del ensayo Cm Coste del diagnóstico Cd Medida de DPs On line Costes fijos Cf. Sensores + BNC Box + instalación 0 Coste del ensayo Cm Coste del diagnóstico Cd

14 Las medidas de DPs on line resultarán más rentables cuando Cf N Poff Donde: Cf son los Costes fijos asociados a los sensores + BNC Box + instalación en medidas on line. Poff son los costes de acondicionamiento para medidas off line. Y N es el número de ensayos de DPs planificados para un sistema de cable.

15 Ejemplo: Considerando - una medida de DPs cada tres años - y una vida útil para un sistema de cable de 60 años N=20 En este caso la condición de rentabilidad se cumplirá para Cf 20 Poff

16 2. Medidas con diferentes tecnologías para ensayos de DPs on line en una terminación de cable de 220 kv conectada a una GIS. Implementación de cuatro tecnologías diferentes. Mtronix BlueBOX PRYCAM PDCheck

17 Patrón resuelto en fase de referencia asociado al defecto interno: Medida realizada con la tecnología DMS Sensor UHF Terminal defectuoso Defecto medido con sensor intrusivo UHF del compartimento GIS donde se conecta el terminal del cable.

18 Sensores usados por las tecnologías Mtronix BlueBOX y PDCheck HFCT Ubicados en la pantalla de los cables. La tecnología PRYCAM usa su propio sensor incorporado en el instrumento de medida.

19 Patrones resueltos en fase medidos con cada tecnología:

20 Decisión: Reparación del empalme defectuoso. Análisis de los elementos del accesorio defectuoso.

21 Las 4 tecnologías detectaron el defecto. Las tecnologías Mtronix, BlueBOX y PDCheck muestran un patrón similar. Con la tecnologia PRICAM también se obtiene un patrón de DPs característico (ubicación de su sensor en terminal anexo al defectuoso).

22 Detección de una segunda fuente simultánea de descargas parciales: Defecto interno en la GIS detectado mediante la herramienta de clusterización del equipo BlueBOX. Discriminación de defectos. Defecto mecánico en el sensor UHF (electrodo a potencial flotante).

23 Localización del defecto utilizando la tecnología BlueBOX. Medidas simultáneas con dos equipos sincronizados por GPS. Realización de tres medidas para acotar el foco del defecto. Terminal defectuoso ubicado en la posición GT4. - Medida 1: GT4 GT1 (6 metros) - Medida 1: GT4 GNC (10 metros) - Medida 1: GT4 TT4 (30 metros)

24 Subestación de Unión Fenosa de Hortaleza. International Workshop 2013

25 Las tres medidas dan el mismo resultado en la determinación del emplazamiento del foco. GT4 GT4 1 st PD Test 2 nd PD Test GT1 GCN GT4 3 rd PD Test TT4

26 3. Monitorización continua de la red subterránea de 220 kv de Unión Fenosa en Madrid. BlueBOX Technology. Sensores HFCT en las link boxes y en los extremos de la línea. Sensores conectados a sistemas MS.

27 Sincronización mediante fibra óptica. Recepción de medidas de los MS mediante el sistema de control de adquisición CAS. Software de procesamiento de señal avanzado. Supresión de ruido Localización automática Identificación de patrones

28 En cuatro años se han detectado tres defectos de aislamiento diferentes. Se han evitado fallos incontrolados en la red subterránea de 220 kv. Defecto 1. Defecto de interno en un terminal. Defecto 2. Defecto en un compartimento GIS donde se conectaba una de las líneas. Defecto 3. Defecto en un empalme.

29 Defectos detectados mediante el sistema de monitorización continua de DPs.

30 Conclusiones. International Workshop 2013 Detección eficaz de defectos incipientes mediante la medida de DPs. Se evitan fallos incontrolados. Medidas on line frente a medidas off line. Consideraciones en la toma de decisiones. Contrastación de medidas con diferentes tecnologías.

31 Conclusiones. International Workshop 2013 Técnicas avanzadas de diagnóstico: detección eficaz, localización y discriminación de defectos. Monitorización continua. Eficaz en la detección de defectos incipientes. Experiencia de UFD (red de 220 kv) en los últimos 5 años: se han evitado defectos importantes que hubieran ocasionado fallos e interrupciones del servicio.

32 GRACIAS POR SU ATENCIÓN