Monitoreo de Gases en tiempo real: correlación con el Análisis de Gases Disueltos mediante Cromatografía durante un período de 180 días.

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1 1 Monitoreo de Gases en tiempo real: correlación con el Análisis de Gases Disueltos mediante Cromatografía durante un período de 18 días. E. Briosso, C. Chiarella, F. Marull, G. Momesso, CTM Salto Grande Abstract-- Durante un período de 18 días se instaló un monitor de gases y + humedad relativa en aceite, en un transformador con historia de descargas parciales internas. En este período se detectó un cambio importante en la tasa de generación de gas. Indice Análisis de gases disueltos, AGD, Monitor de gases disueltos, Descargas parciales. I. INTRODUCCIÓN Se monitoreó un transformador elevador de central (GSU) de 13.8/13.8/5/raíz(3), MVA, acorazado, con una larga historia de generación de gases relacionados con descargas parciales internas como se ve en la figura 1. B7T, y CH4 desarmadas, las descargas tienen lugar en la pantalla estática en donde se encontraron ceras x (x-waxes) típicas de este fenómeno. Parece razonable pensar que las descargas parciales tienen lugar en zonas que no comprometen la aislación principal y que las unidades (2 de 6 en servicio) pueden seguir funcionando unos años más. II. INSTALACIÓN Como se ve en la foto, el monitor toma y devuelve el aceite al múltiple inferior del sistema de enfriamiento por medio de dos válvulas esféricas. Se uso tubería de cobre de ½ pulgada. El Monitor está anclado a la pared y cuenta con amortiguadores. Los datos se pueden leer por medio de una conexión USB con un programa suministrado por el fabricante que permite graficar, exportar datos, etc. El Monitor puede dar alarmas, tiene conexión de red, etc. La información completa puede verse en: ent&task=view&id=111&itemid=29 1 1/1/21 1/1/23 31/12/24 31/12/26 3/12/28 3/12/21 CH4 Fig. 1. Gases y CH4 indicadores de descargas parciales internas. En los últimos diez años se realizaron varias desgasificaciones, Hot Oil Spray (HOS) y agregado de pasivador. En algunos de estos casos la tasa de generación de gases se redujo en los primeros meses pero luego volvió a aumentar. De acuerdo a los hallazgos en unidades hermanas

2 2 Fig. 2. Monitor instalado en la Unidad B7T de Salto Grande. Fig. 3. Monitor utilizado. III. MPARACIÓN DE RESULTADOS A. Contrastes realizados. Se verificó la correlación entre las lecturas de contenido de gases emitidas por el monitor y los valores obtenidos mediante un método normalizado de AGD (cromatografía de gases - IEC Método B - cromatógrafo SHIMADZU GC14- TOGAS). El cromatógrafo ha sido calibrado mediante mezcla estándar de gases y estándares de gases disueltos en aceite, y contrastado con muestras de aceite con concentración de gases certificada (TrueNorth - provistos por Morgan Schaffer). En las tablas 1 y 2 se ven los resultados obtenidos en los dos últimos contrastes. TABLA I RESULTADOS AGD N PATRON 1 PPM Comparación c/estándar M. Schaffer Conc. Estándar MS Análisis 1 Análisis 2 H /- 15% 2 18 O /- 5% N /- 5% CH /- 15% /- 15% /- 15% C 2 H /- 1% C 2 H /- 1% C 2 H /- 1% TABLA II RESULTADOS AGD N PATRON PPM Comparación c/estándar M. Schaffer Conc. Estándar MS Análisis 1 Análisis 2 H /- 5% O /- 5% N /- 5% CH /- 5% /- 5% /- 5% C 2 H /- 5% C 2 H /- 5% C 2 H /- 5% La precisión de los resultados del cromatógrafo ha sido comprobada también mediante participación en rondas de ensayos interlaboratorios organizadas por ASTM e IRAM. En el último interlaboratorio de ASTM, la determinación de CTM está dentro de más/menos una desviación Standard del valor verdadero. El equipo CALISTO ha sido calibrado y contrastado en fábrica, y su auto diagnóstico es correcto. A las vista de la diferencia entre los valores de gases disueltos, especialmente del, se enviaron muestras de aceite a Morgan Schaffer, Canadá que confirmó la indicación del Monitor. Ver Tabla III. Asimismo sugirió cambiar en el software el tipo de aceite. Esto último redujo la diferencia en ambos gases, sobretodo en el. TABLA III RESULTADOS AGD CTM, AGD MORGAN SCHAFFER, MONITOR. Método/Lab. O AGD CTM MS Canadá CALISTO Se comprobó en dos oportunidades que el resultado de la AGD no dependiera del punto de toma de muestra (del mismo monitor o de la válvula del transformador).

3 3 B. Resultados. El resultado de la cromatografía se ve en la Tabla 4 y en la figura 4. TABLA IV RESULTADOS DEL AGD FECHA O2 N2 2 CH4 C2H6 5/4/ /5/ /6/ /7/ /8/ /8/ /9/ /11/ B7T, y 25 Estrictamente debería ensayarse el aceite e ingresar unos parámetros característicos para tener la exactitud anunciada por el fabricante: : < ± 5 o ± 5 % < ± 25 o ± 15 % Esto no se hizo sino que se eligió dentro de un menú un tipo de aceite predeterminado. En la figura 6 se ven los resultados del monitor y AGD. 5 4 B7T, y Comparación de resultados Monitor y AGD AGD Cambio de tipo de aceite en el monitor AGD 5 2/5/21 1/6/21 1/7/21 31/7/21 3/8/21 29/9/21 29/1/21 23/3/21 22/4/21 22/5/21 21/6/21 21/7/21 2/8/21 19/9/21 19/1/21 18/11/21 Fig. 6. Gases según AGD y CALISTO 2 durante todo el período. Fig. 4. y según AGD Si nos limitamos a los últimos 3 meses (a partir de que se cambió el tipo de aceite en el software) tenemos la figura 7. Los resultados del CALISTO de pueden ver en la Figura 5 en donde se aprecia un escalón debido al cambio del tipo de aceite en el software del equipo. B7T, y 4 B7T, y y =,6x , Cambio de tipo de aceite en el monitor Lineal () Polin ómica () 5 31/7/21 3/8/21 29/9/21 29/1/21 2/5/21 17/5/21 1/6/21 16/6/21 1/7/21 16/7/21 31/7/21 15/8/21 3/8/21 14/9/21 29/9/21 14/1/21 29/1/21 13/11/21 Fig. 7. Gases según el monitor después del cambio de parámetros de aceite. Fig. 5. Gases según el monitor CALISTO 2 durante todo el período Las figuras 8 y 9 muestran la comparación de la medición del CALISTO y AGD para el y por separado.

4 4 Se ve que las tendencias coinciden en los dos casos y son para el unas.6 /día aproximadamente constante en el período, y para el unas 2. /día. La tasa de crecimiento del es variable y muestra cierta correlación con la carga del Banco B7T, y Carga media diaria [MVA] B7T, Monitor vs. DGA SB7 MVA 4 3 DGA 2 25 y =.6x /5/21 27/5/21 6/6/21 16/6/21 26/6/21 6/7/21 16/7/21 26/7/21 Fig. 1. medido por el CALISTO y carga del Banco en MVA. 27 5/8/21 4/9/21 y =.6x /1/21 MONITOR Fig. 8. según AGD y CALISTO 2 después del cambio de parámetros /7/21 3/8/21 B7T, Monitor vs. DGA DGA 29/9/21 MONITOR 29/1/21 28/11/21 3/11/21 AGD Polinómi ca () Fig. 9. según AGD y CALISTO 2 después del cambio de parámetros. C. Cambio en la generación de Se registró un cambio en la generación de, coincidente con un aumento de la carga del banco. Ver figura 1. No hay una variación simultánea de ni de ningún otro gas de los que se miden en la AGD. El banco es de 3 MVA y funciona conectado con un solo generador de 15 MVA por lo que el bobinado de 5 kv está siempre cargado por debajo del 5%. IV. NCLUSIONES El Monitor ensayado operó sin problemas durante 18 días, período en el cual se produjo un cambio en la tendencia de generación de en el transformador. Los valores medidos por el Monitor de y su tendencia se verifican bien con los mismos determinados por AGD o, en el caso de la humedad, por el método de Karl Fisher. En el caso del la tendencia coincide exactamente pero el valor absoluto indicado por el monitor está unas por encima del AGD. Estimamos que esto se debe a la incertidumbre propia de los dos equipos, la diferencia entre los principios de medición y al hecho de que no se identificó el aceite usado. (MS Canadá ofrece determinar los parámetros para cada aceite en particular). De todas formas los resultados son plenamente aceptables. V. BIOGRAFIAS Eduardo Briosso, es Jefe de Departamento Subestaciones de la CTM Salto Grande. Graduado en la Universidad de la República en 1981 con el Título de Ingeniero Industrial, Opción Electrónica. Desde entonces se desempeñó en varias posiciones relacionadas con la trasmisión de energía en alta tensión. Comenzó en el Departamento de Protecciones Eléctricas de Trasmisión en UTE empresa estatal de electricidad Uruguaya-, luego pasó a la CTM de Salto Grande (Empresa Binacional Argentino-Uruguaya) donde comenzó trabajando en el sector Protecciones y Mediciones, luego en Ingeniería de Operación y más tarde en la posición que hoy ocupa. Su dirección de es: briossoe@saltogrande.org

5 5 Carlos Chiarella, graduado en 1988 como Ingeniero en la Universidad Nacional de Entre Ríos (Argentina), se ha especializado en ensayos físicos y químicos de aceites aislantes. Desde 1991 es Jefe del Laboratorio Fisicoquímico de la CTM de Salto Grande, teniendo a su cargo los análisis y ensayos que se realizan a los aceites aislantes de transformadores y reactores de la empresa, para diagnosticar su estado y mantener su confiabilidad en servicio. Integra los comités Materiales Aislantes Eléctricos y Ensayos Interlaboratorios de IRAM (Instituto Argentino de Normas y Certificaciones). Es docente universitario, y ha dictado cursos y conferencias sobre distintos aspectos relativos a los aceites aislantes. Su dirección de es: chiarellac@saltogrande.org Fernando Rubén Marull, nació en Rosario Provincia de Santa Fe - Argentina, en Recibió el grado en la Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Rosario(UNR) en : Se desempeñó como proyectista de instalaciones de AT y MT en SADE SA. 197: Jefe de Mantenimiento de planta en ACIDAR. 1973: Empresa Agua y Energía Eléctrica, Jefe de Protecciones Divisional Santa Fe, Analista de mantenimiento en Transmisión Litoral (Rosario), 1977: Responsable de Puesta en marcha del sistema de 33kV Futalufú Madryn, 1979: Asistente de Operación Despacho Nacional de Cargas DNC. Desde 198: Subgerente de transmisión en el Complejo Hidroeléctrico de Salto Grande Responsable del mantenimiento y de la ingeniería del Sistema de Transmisión de 5kV de Salto Grande. Profesor de las materias de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica y de Riesgo Eléctrico y Medio Ambiente Además Codirector del Centro Hidrógeno Concordia para el desarrollo de Energías Alternativas. Es experto en Transformadores de Potencia y en equipamiento de los sistemas de transmisión actuando en repetidas oportunidades como inspector en contratos de provisión de equipos. Guido MOMESSO, es Sub Jefe de Departamento Subestaciones de la CTM Salto Grande. Graduado en la Universidad Tecnológica Nacional en 1991 con el Título de Ingeniero Electricista. Desde entonces se desempeñó en varias posiciones relacionadas con la generación de energía. Comenzó en Operaciones de la central térmica de SOMISA, Operaciones de la Central Hidroeléctrica el Chocon, Hidronor SA, Operación de la central térmica de la Refinería SHELL, en CTM de Salto Grande (Empresa Binacional Argentino-Uruguaya) donde comenzó trabajando en el sector Operaciones de la Central Hidroeléctrica de Salto Grande, luego Protecciones y Mediciones, y luego la posición que hoy ocupa. Su dirección de es: momessog@saltogrande.org