CROMATOGRAFIA GASEOSA CONFIABILIDAD DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA CROMATOGRAFIA GASEOSA DEL ACEITE AISLANTE, HERRAMIENTAS PARA EL DIAGNOSTICO

Transcripción

1 CNFIABILIDAD DE TRANSFRMADRES DE PTENCIA CRMATGRAFIA GASESA DEL ACEITE AISLANTE, HERRAMIENTAS PARA EL DIAGNSTIC Autor: Ing. Daniel Iglesias, Jefe mantenimiento Central Dock Sud S.A daniel.iglesias@cdssa.com.ar Tel Mantenimiento de transformadores

2 CENTRAL DCK SUD 106 AÑS Mantenimiento de transformadores 2

3 CENTRAL DCK SUD 106 AÑS Mantenimiento de transformadores 3

4 CENTRAL DCK SUD 106 AÑS En 1907 la Compañía Alemana Transatlántica de Electricidad (CATE) adquirió cuatro manzanas de terreno para construir una gran usina de energía eléctrica. Una vez inaugurada se convirtió en el mayor emprendimiento eléctrico de Sud América. Desde 1907 hasta 1919 fue de la CATE. Desde 1919 hasta 1936 fue la CHADE Compañía Hispano Americana de Electricidad. Luego se convirtió en la CADE Compañía Argentina de Electricidad hasta Desde ese momento de transformó en Servicios Eléctricos Gran Buenos Aires SEGBA, siendo del Estado. Mucho mas tarde, en 1992, la Central fue privatizada. En 1996 se hizo cargo de Central Dock Sud S.A. El actual grupo accionario (Endesa-Repsol-PAE) y puso en marcha su proyecto: la instalación de un Ciclo Combinado de última generación. Mantenimiento de transformadores 4

5 CENTRAL DCK SUD 106 AÑS AÑ 1912 PTENCIA INSTALADA 33 MW. AÑ 1920 PTENCIA INSTALADA 75,5 MW. AÑ 1923 PTENCIA INSTALADA 122,5 MW. AÑ 1926 PTENCIA INSTALADA 142,5 MW. AÑ 1927 PTENCIA INSTALADA 250 MW AÑ 1951 PTENCIA INSTALADA 251 MW. AÑ 1962 PTENCIA INSTALADA 286 MW. AÑ 1963 PTENCIA INSTALADA 236 MW. AÑ 1967 PTENCIA INSTALADA 216 MW. AÑ 1972 PTENCIA INSTALADA 267 MW. AÑ 1973 PTENCIA INSTALADA 358 MW. AÑ 1974 PTENCIA INSTALADA 300 MW. AÑ 1989 PTENCIA INSTALADA 216 MW AÑ 1997 PTENCIA INSTALADA 74 MW Mantenimiento de transformadores 5

6 CENTRAL DCK SUD 105 AÑS Mantenimiento de transformadores 6

7 CENTRAL DCK SUD 106 AÑS CICL CMBINAD Configuración: 2TG ALSTM GT26AB + TV ALSTM DKYZZ2-IN41 Potencia De cada turbina de gas: 254,6 MW Potencia de la TV: 288,3 MW Potencia total del ciclo: 797,5 MW Inicio de operación comercial: Año 2001 TURBINAS A GAS DEL CICL ABIERT Configuración 2 TG Frame 6 (PG6531B)-1 AEG + 1ALSTM Potencia: 36 MW Inicio de operación comercial: Año PTENCIA TTAL INSTALADA: 869,5 MW Mantenimiento de transformadores 7

8 PRIMERS TRANSFRMADRES TRANSFRMADR DE SALIDA DE GENERADR TRANSFRMADR DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN Mantenimiento de transformadores 8

9 PRIMERS TRANSFRMADRES, 118 AÑS Mantenimiento de transformadores 9

10 ENSAY DE CRMATGRAFÍA GASESA DE LS ACEITES AISLANTES Proveer un medio no invasivo para determinar si existe una condición de falla en evolución en el transformador. Confirmar la condición del equipo antes de que entre en servicio. Prevenir la salida intempestiva del transformador. Reducir el nivel de riesgo de la unidad en el sistema. La solubilidad de los gases en el aceite es mayor en tanques de expansión con pulmón que en tanques de expansión abiertos. En tanques de expansión abiertos, los gases se pierden lentamente en la atmosfera Mantenimiento de transformadores 10 Ing. Daniel E. Iglesias

11 TEMPERATURA y ENERGÍA PARA LA GENERACIÓN DE LS GASES GAS Temperatura de generación Energía para romper enlaces H2 HIDRÓGEN 120 C 338 kj/mol C2H4 METAN 120 C 338 KJ/mol C2H6 ETAN 150 C 607 KJ/mol C2H4 ETILEN 300 C 720 KJ/mol C2H2 ACETILEN DE SBRECALENTAMIENT 700 C C2H2 ACETILEN DE ARCS ELECTRICS C 960 KJ/mol 960 KJ/mol Las temperaturas se desarrollan en el aceite, no están incluidos los efectos del papel Mantenimiento de transformadores 11

12 CMPARACIÓN ENTRE LS MÉTDS Método de interpretación Validación del método rigen del método Comentarios Gases Claves Problemas generales Doble Engineering Método cualitativo Componentes Claves Problemas generales E. Doernenburg Método cualitativo, todos los componentes pueden ser identificados Gases combustibles totales Problemas severos Doble Engineering 500 p.p.m o mas de gases Concentración limite de los gases IEC Se utiliza solamente como guía E. Doernenburg Si los gases sobrepasan cierto nivel pueden utilizarse las relaciones Gases claves detectados Tipo de fallas probables ANSI IEEE C Método cualitativo por comparación Relación de Rogers Problemas severos R.R.Rogers No considera el C, resultados ambiguos Relación de Rogers extendida Problemas severos R.R. Rogers IEC No considera el C, resultados ambiguos, cuando hay fallas simultaneas Relación de Laborelec Problemas severos Laborelec Método cualitativo Triangulo de Duval Problemas generales M. Duval Método cuantitativo Mantenimiento de transformadores 12

13 Concentración en p.p.m H 2 C 1 +C 2 CRMATGRAFIA GASESA Método de Laborelec CH 4 /H 2 C 2 H 2 p.p.m p.p.m p.p.m p.p.m p.p.m <200 <300 <400 A <200 <300 >400 B9 < >0,61 <400 B4 < >0,61 >400 B5 <200 D: C: Muy A: B: Normal Medio Importante <0,6 >20 <400 B6 < <0,6 >20 >400 B <300 <0,15 B <300 0,16-1 < 20 B <300 0,16-1 >20 B >20 B <20 B4 < >0,61 <500 C4 < >0,61 >500 C5 < <0,6 >50 <500 C6 < <0,6 >50 >500 C <400 <0,15 C1 <400 0,16-1 < 50 C Térmico TCalentamiento <400 Térmico TArcos del 0,16-1 aceite del aceite del + aceite papel >50 C >50 C Descargas Calentamiento Térmico T parciales + del el del aceite papel. en aceite <50 aceite <500 C <50 >500 C5 <600 >801 >0,61 <700 D4 Gas proveniente Gas del Papel conmutador del conmutador <600 >801 >0,61 >700 D5 <600 >801 <0,6 >50 <700 D6 <600 >801 <0,6 >50 >700 D7 >601 <800 <0,15 D1 >601 <800 0,16-1 < 50 D2 >601 <800 0,16-1 >50 D3 >601 >801 >100 D8 >601 >801 <100 <700 D4 >601 >801 <100 >700 D5 Mantenimiento de transformadores 13 C Indice

14 Concentración en p.p.m H 2 C 1 +C 2 CRMATGRAFIA GASESA Método de Laborelec CH 4 /H 2 C 2 H 2 p.p.m p.p.m p.p.m p.p.m p.p.m <200 <300 <400 A <200 <300 >400 B9 < >0,61 <400 B4 < >0,61 >400 B5 < <0,6 >20 <400 B6 < <0,6 >20 >400 B <300 <0,15 B <300 0,16-1 < 20 B <300 0,16-1 >20 B >20 B <20 B4 < >0,61 <500 C4 < >0,61 >500 C5 < <0,6 >50 <500 C6 < <0,6 >50 >500 C <400 <0,15 C <400 0,16-1 < 50 C <400 0,16-1 >50 C >50 C <50 <500 C <50 >500 C5 <600 >801 >0,61 <700 D4 <600 >801 >0,61 >700 D5 <600 >801 <0,6 >50 <700 D6 <600 >801 <0,6 >50 >700 D7 >601 <800 <0,15 D1 >601 <800 0,16-1 < 50 D2 >601 <800 0,16-1 >50 D3 >601 >801 >100 D8 >601 >801 <100 <700 D4 >601 >801 <100 >700 D5 Mantenimiento de transformadores 14 C Indice

15 PRCENTAJE DE ACIERT ENTRE LS MÉTDS DE DIAGNÓSTIC Descripción del método % de diagnósticos equivocados % de diagnósticos no resueltos % Diagnósticos correctos Gases Claves Rogers Dörnenburg IEC Triángulo de Duval Mantenimiento de transformadores 15

16 CNTRL DE LS CMPNENTES DEL TRANSFRMADR INDICADR DE FALLA C C2 CH4 C2H2 C2H4 C2H6 2 H2 H2 ENVEJECIMIENT CELULSA DESCMPSICIÓN DEL ACEITE FUGAS EN EL SISTEMA, JUNTAS, VALVULAS, TANQUE EXPANSIÓN, BMBAS, etc. FALLA TÉRMICA-CELULSA FALLA TERMICA EN EL ACEITE 150 C-300 C TRAZAS FALLA TERMICA EN EL ACEITE 300 C-700 C TRAZAS FALLA TERMICA EN EL ACEITE > 700 C DESCARGAS PARCIALES TRAZAS ARCS ELÉCTRICS GUÍA IEEE 57 NRMAL <350 <120 <2 <50 <65 <100 GUÍA IEEE 57 PRECAUCIÓN GUÍA IEEE 57 ALARMA >700 >400 >5 >100 >100 >700 Mantenimiento de transformadores 16

17 MNITRE CNTINU DEL ACEITE AISLANTE Mantenimiento de transformadores 17

18 INSTALACIÓN DE LAS TMAS DE MNITRE Mantenimiento de transformadores 18

19 Monitoreo continuo del aceite aislante Mantenimiento de transformadores 19

20 Monitoreo continuo del aceite aislante Mantenimiento de transformadores 20

21 Monitoreo continuo del aceite aislante Mantenimiento de transformadores 21

22 Monitoreo continuo del aceite aislante Mantenimiento de transformadores 22

23 Monitoreo continuo del aceite aislante Mantenimiento de transformadores 23

24 ZNA D1 D2 DP DT T1 T2 T3 DEFINICIÓN ARCS DE BAJA ENERGÍA ARCS ALTA ENERGÍA DESCARGAS PARCIALES ELECTRIC o TERMIC TERMIC < 300 c TERMIC c TERMIC > 700 c TRIÁNGUL DE DUVAL Mantenimiento de transformadores 24

25 GASES GASES DETECTADS DETECTADS HIDRGEN HIDRGEN MNXID MNXID DE DE MNXID DE DE CARBN CARBN METAN METAN METAN DIXID CARBN DIXID CARBN ETILEN ETILEN ETILEN ETAN ETAN ETAN ACETILEN ACETILEN ACETILEN XIGEN XIGEN XIGEN XIGEN NITRGEN NITRGEN NITRGEN NITRGEN TTAL GASES TTAL TTAL CMBUSTIBLES GASES TTAL GASES CMBUSTIBLES GASES TTAL CMBUSTIBLES CMBUSTIBLES GASES CMBUSTIBLES TTAL DE TTAL TTAL GASES DE % GASES TTAL DE DE DE GASES GASES % TTAL DE GASES % 20/04/ /06/ /05/ /04/ /07/ /07/ /07/ , ,9 < , , , , , , ,0 843,7 535, ,5 <2 434, , , ,0 473, , , , , , , ,0 <2 839,7 824, , ,5 609,2 284, ,9 <2 63,9 60, , ,0 221,9 <0, ,2 741,4 757, , , , , , , , ,0 N/DISP 3.027,0 N/DISP N/DISP N/DISP , , , , , ,0 0,4 4,5 1,2 1,1 1,9 5,5 8, DESCNEXIN DEL TRANSFRMADR Mantenimiento de transformadores 25

26 SEGUIMIENT DE LA EVLUCIN DE LS LS GASES Mantenimiento de transformadores 26

27 Mantenimiento de transformadores 27

28 Mantenimiento de transformadores 28

29 REGISTR DE LS ENSAYS EN CDS Todos los ensayos de las cromatografías y análisis físico químicos se registran en una planilla de carga de datos, que contiene todos los datos del transformador. Fecha de realización del ensayo. Se cargan los nueve gases. bservaciones del laboratorista. Laboratorio que realizó el ensayo. Diagnóstico del laboratorista. Presión de saturación del gas en milibares. Temperatura del aceite cuando se tomo la muestra. Temperatura ambiente. Humedad relativa ambiente Mantenimiento de transformadores 29

30 SE UTILIZAN ALGRITMS DE CÁLCUL PARA CADA UN DE LS DIAGNÓSTICS 1. Rogers. 2. Rogers extendido. 3. Dörnemburg. SE DEBEN USAR TDAS LAS HERRAMIENTAS DISPNIBLES 4. IEEE estándar IEC Laborelec. 7. Gases Claves. 8. Triangulo de Duval, tipo 1 CH4; C2H4; C2H2 9. Triángulo de Duval, tipo 4, para bajas temperaturas. H2; C2H4,C2H6 10. Triángulo de Duval, tipo 5, para bajas temperaturas. CH4;C2H4;C2H6 11. Triángulo de Duval, tipo 6, para bajas temperaturas. H2; CH4, C2H6 12. Triángulo de Duval, tipo 7, para bajas temperaturas. CH4, C2H4, C2H6. Mantenimiento de transformadores 30

31 Mantenimiento de transformadores 31

32 Mantenimiento de transformadores 32

33 Mantenimiento de transformadores 33

34 Mantenimiento de transformadores 34

35 Mantenimiento de transformadores 35

36 Mantenimiento de transformadores 36

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39 Mantenimiento de transformadores 39

40 BBINAS DE CAB TRASPUEST Pletinas de cobre, con un esmaltado de simple o doble capa. Dispuestas apiladas, con transposición en las mismas. Las columnas de las pletinas, se separan entre si con un cartógeno. Finalmente se las recubre con varias capas de papel kraft, sujetas con cordones de hilado de fibra de vidrio o dacrón. Vienen preparadas en carretes, listas para ser utilizadas. IMSA las está fabricando en el país. Mantenimiento de transformadores 40

41 BBINAS DE CAB TRASPUEST Ventajas: Se facilita mucho el proceso de bobinado. No requiere mucha mano de obra para la fabricación de la bobina. No requiere trasposiciones externas. Se abaratan los costos de fabricación de los transformadores. Actualmente muchos transformadores se están fabricando con cabo traspuesto. Desventajas: Es mas vulnerable a los esfuerzos electrodinámicos, provocados por arranque de motores o cortocircuitos externos en la red. Llevan menos ataduras, las bobinas no se conforma una masa compacta. El cabo traspuesto al bobinarse, no permite una sección constante en la bobina, deja menos espacio entre espiras. Reduce los espacios de circulación de aceite, el paquete de espiras es mas compacto y no permite un gran intercambio de calor. Mantenimiento de transformadores 41

42 BBINAS DE CAB TRASPUEST Mantenimiento de transformadores 42

43 BBINAS DE CAB TRASPUEST Mantenimiento de transformadores 43

44 Mantenimiento de transformadores 44