Soluções de Diagnóstico para Transformadores de Potência A prevenção é melhor que a cura - Saiba mais sobre fabricação comissionamento impactos mecânicos >evento > de transporte >evento > pós-falta >evento > de atividade sísmica >etc. > condição do transformador 100 % Mantenha o seu transformador em boas condições com testes > teste periódico teste durante a fabricação teste de aceitação de fábrica teste de aceitação em campo > teste depois de eventos - relocação, aviso ou disparo de proteção, sobrecorrente, sobretensão, terremoto... Agir corretamente no momento certo realizar a manutenção do OLTC >contatos > corroídos >chave > comutadora >motor > e freio 2 a condição do seu transformador operação substituição fatores causando deterioração envelhecimento >sobrecarga > >superaquecimento > >umidade > problemas de proteção >mal > funcionamento de proteção >falha > de proteção e ações preventivas subsequentes expectativa de vida do transformador substituir peças >buchas > >pára-raios > >gaxetas > >bombas, > ventoinhas, etc. Realizar o processamento de isolamento >desgaseificação > de fluido >retro-obturação > >secagem > do transformador >passivadores > ou inibidores 3 Partes do transformador e as suas possíveis falhas Parte Buchas TCs de bucha Materiais de isolamento Condutores OLTC Enrolamentos Núcleo Pára-raios 4 Falhas detectáveis Ruptura parcial entre camadas capacitivas, rachaduras no isolamento resinado Envelhecimento e umidade Conexão de derivação de medição comprometida ou aberta Descargas parciais no isolamento Perda de óleo em buchas preenchidas com óleo Medição x x x x x x x x x x x x Erro de fase ou relação de corrente considerando carga, magnetismo residual excessivo, não conformidade com o padrão IEEE ou IEC relevante Umidade em isolamento sólido Envelhecimento, umidade, contaminação dos fluidos de isolamento Descargas parciais Problemas de contato Deformação mecânica Problemas de contato em seletor de derivação e na chave comutadora x x1 x x1 x x x x x x x x Circuito aberto, espiras em curto ou conexões de alta resistência no transformador em série, autotransformador em série ou autotransformador preventivo OLTC Problemas de contato no DETC curto circuitos entre enrolamentos ou entre espiras Curto circuitos filamento-a-filamento Circuitos abertos em filamentos paralelos Curto circuito para terra Deformação mecânica Problemas de contato, circuitos abertos Deformação mecânica Aterramento central flutuante Núcleo laminado em curto Deterioração e envelhecimento Analise de transformador de corrente Análise de descarga parcial Análise de resposta em frequência Resistência dinâmica Medição de corrente e perda de Watts Análise de resposta dielétrica Instrumento de teste de transformador de corrente: consulte o folheto do CT Analyzer Resposta de frequência das perdas de fuga Sistema de análise de descarga parcial: consulte as páginas 26-29 Corrente de excitação Resistência CC do enrolamento Teste tip up de fator de potência/fator de dissipação Fator de dissipação/fator de potência de frequência variável Instrumento de análise de resposta em frequência: consulte as páginas 24-25 Relação de transformação do transformador Instrumento de análise de resposta dielétrica: consulte as páginas 22-23 Capacitância, fator de dissipação/ fator de potência a 50 Hz ou 60 Hz Impedância de curto circuito/ reatância de dispersão Conjunto de diagnóstico de transformador: consulte as páginas 6-21 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x2 x x2 x x x Observações: 1) As medições de fator de dissipação/fator de potência a 50 Hz ou 60 Hz podem detectar altos teores de umidade, mas têm um ponto morto para baixos teores de umidade. Medir o fator de potência/ fator de dissipação em frequências mais baixas, como 15 Hz, melhora a sensibilidade. O método mais 5 sensível para determinar a umidade em isolamento sólido é a análise de resposta dielétrica. 2) Se o aterramento central pode ser aberto. Tudo em Um: o Conjunto de Teste de Transformador Instrumento de medição de resistência de enrolamento CC I resistência do enrolamento V RHV RLV TR Instrumento de medição de reatância de dispersão/impedância de curto circuito mecânico ? I V TR Instrumento de medição da resposta em frequência das perdas de fuga filamentos da bobina I V TR + mais diagnósticos de subestação > medição de impedância de aterramento > medição de impedância da linha e fator a terra > Medição de resistência > Teste primário de relés Saída Medição Precisão 12 kV V, I, P, Q, S sinal de saída digitalmente criado CPC 100: 800 ACA Cp: 1 pF - 3 µF Medição Cp: < 0,05 % de erro CP TD1: 400 ACC fator de dissipação/fator de potência independente da qualidade de rede elétrica na forma da onda e frequência 15 - 400 Hz resistência: 0,5 µΩ - 20 kΩ 6 Peso das Multifuncional CPC 100/CP TD1 Instrumento de medição da relação de transformação NP/NS VP VS TR Instrumento de teste da corrente de excitação do transformador núcleo φ I TR Instrumento de medição fator de dissipação/fator de potência I IR V Isolamento + mais diagnósticos de subestação > Teste de transformador de corrente > Teste de transformador de tensão unidades Fonte de alimentação Cabo de alta tensão Carrinho 29 kg/65 lbs 110 - 240 V 20 m/65 pés para fácil transporte: 26 kg/56 lbs 50 - 60 Hz tela dupla 16 A supervisão de isolamento CPC 100, CP TD1, cabo de medição, cabo de alta tensão 7 IC Medição da capacitância e fator de potência/fator de Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo TR danificado após explosão da bucha As medições de fator de dissipação/fator de potência (DF/PF) e capacitância são realizadas para investigar a condição das buchas assim como do isolamento geral do transformador. O envelhecimento e decomposição do isolamento ou a entrada de água, aumentam a quantidade de energia que é transformada em calor no isolamento. Os níveis de dissipação são medidos pelo PF/DF. Em Pára-raios, as perdas de watt e corrente de unidades idênticas podem ser comparadas. Os desvios podem indicar efeitos de envelhecimento, maus contatos ou circuitos abertos entre elementos. Valores de capacitância das buchas mostram se houve ruptura entre as camadas capacitivas. Para buchas de papel resinado, rachaduras pelas quais houve vazamento de óleo, também podem alterar o valor da capacitância. Formas de perdas típicas na faixa 15 - 400 Hz Camadas capacitivas nas buchas perdas de polarização perdas condutivas Uma subida na capacitância de mais de 10% é normalmente considerada perigosa, uma vez que indica que uma parte da distância de isolamento já está comprometida e o estresse dielétrico ao isolamento existente é muito alto. circuitos equivalentes *) Prevenir que as buchas explodam condutor central A dissipação de calor aumentada acelera o envelhecimento do isolamento. Se um isolamento envelhecido já não consegue suportar o estresse elétrico, as buchas explodem. Formas de perda típicas CI CJ Entender melhor as perdas f Na frequência de linha, as perdas condutivas podem ser representadas com um circuito paralelo equivalente. As perdas de polarização podem ser representadas por um circuito equivalente em série de um resistor e um capacitador ideal. f superposição de ambos os efeitos Altas perdas podem passar em um teste de frequência de linha sem serem notadas, deixando aquele que realiza o teste alheio ao isolamento em perigo. Medir o DF/PF em uma grande faixa de frequência ajuda a entender melhor os dois tipos de perdas. f 8 dissipação Como isso funciona? Como os resultados podem ser confirmados? É aplicada alta tensão ao isolamento a ser testado, por ex. a ponta da bucha e um capacitador de referência de baixa perda (integrado no CP TD1) está conectado em paralelo. As correntes fluindo pelo isolamento e pelo capacitador de referência são medidas e a diferença de tempo entre os seus cruzamentos pelo zero é determinada. O ângulo de perda δ é, então, calculado a partir dessa diferença de tempo. A tangente desse ângulo é o fator de dissipação. O cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente é o fator de potência. Os resultados são comparados com os valores dados em IEEE C57.10.01 e IEC 60137 e podem ser comparados com uma medição base, outra fase ou um transformador-irmão. Fator de dissipação/fator de potência em % *) < 0,70 < 0,70 Buchas OIP: teste tip-up DF/PF resinado IEC 60137 Testes químicos podem ser realizados para verificar a qualidade do fluido de isolamento (DGA, força de quebra dielétrica, tensão interfacial, etc.) A medição do fator de potência/fator de dissipação do fluido de isolamento também pode ser feita com um acessório CPC 100, a célula de teste para óleo CP TC12. RBP Papel Papel impregnado em óleo OIP Papel impregnado em resina RIP Isolamento Tipo Se os valores se desviarem mais do que o indicado nos padrões, então pode ser realizada uma análise de resposta dielétrica para verificar por umidade elevada. < 1,50 CA camada de aterramento e eletrodo de derivação na flange Buchas OIP: teste de frequência variável DF/PF IEEE C57.10.01 Novos valores típicos < 0,85 < 0,50 < 2,00 0,3 - 0,4 0,2 - 0,4 0,5 - 0,6 *) a 50/60 Hz e 20 °C 9 Medição da capacitância e fator de potência/fator de As medições de fator de potência/fator de dissipação (PF/DF) indica a condição do isolamento líquido e sólido dentro do transformador. Energiza HV para medir CH + CHL | CH | CHL, em seguida energiza LV para medir Potência e precisão O CPC 100/CP TD1 pode medir capacitância e PF/DF (tan δ) em laboratório, campos de teste e em campo. Uma poderosa fonte de tensão de teste (12 kV, 100 mA contínuo, 300 mA de corrente de carga de curta duração) com frequência variável (15 - 400 Hz), combinado com entradas de medição de alta precisão permitem medições rápidas, eficazes e precisas. Procedimentos de testes preparados podem orientar o usuário durante o processo de teste e oferecer bases para um relatório abrangente. LV Equipamento modular IN A O equipamento modular (CPC 100: 29 kg/65 lbs, CP TD1: 26 kg/56 lbs) pode ser facilmente transportado graças as suas maletas resistentes, que também podem ser usadas para apoiar os instrumentos para que seja possível trabalhar a uma altura confortável, como mostrado na página 12. CL Para um transporte conveniente ou uso móvel como em campos de teste ou em subestações/ centrais de energia elétrica, os instrumentos podem ser montados em um carrinho. O CPC 100 é usado para controlar o teste, isto é: >> inserir os valores de frequência e tensão onde C e cos j/tan d devem ser medidos >> iniciar e parar o teste >> supervisionar o progresso da medição e resultados intermediários >> armazenar os resultados em disco flash e pen drive USB Resultados tip up de fator de potência/fator de dissipação O CP TD1 inclui >> um transformador elevador de alta tensão >> um capacitador de referência (tipo gás pressurizado) >> a unidade para medir e comparar correntes em amplitude e fase 10 dissipação CL + CHL | CL | CHL - graças a lógica de comutação interna com proteção Seus benefícios >> sinal de teste de onda senoidais perfeito digitalmente criado, que é independente da qualidade de potência e frequência de linha >> precisão de laboratório para uso em campo: < 0,05 % de erro para capacitância Cp >> portabilidade (CPC 100: 29 kg/65 lbs, CP TD1: 26 kg/56 lbs) >> mobilidade com o uso do carrinho especializado >> robustez e design ergonômico: maletas de transporte com rodas deixam o equipamento em uma altura de trabalho apropriada (consulte a página 12) CHL HV >> testes automáticos em diferentes tensões >> testes automáticos em diferentes frequências: detecção precoce de estresse de isolamento devido a elevada sensibilidade fornecida pelas medições realizadas na faixa de 15 - 400 Hz CH >> redução opcional da largura de banda medida até ± 5 Hz e média de até 20 resultados para medições precisas mesmo com forte interferência eletromagnética >> correção de temperatura de acordo com o tipo de isolamento e padrão relevante Resultados de frequência variável de fator de potência/fator de dissipação >> recalibração interna de circuitos eletrônicos do CP TD1 a cada medição >> relatório automático de capacitância Cp, DF (tan d), PF (cos ϕ), potência (ativa, reativa, aparente), impedância (valor absoluto, fase, indutividade, resistência, Q) >> avaliação automática se forem conhecidos valores de referência para capacitância e fator de dissipação/fator de potência >> Menos trabalho de conexão através de duas entradas de medição (IN A, IN B) que pode ser usado para medir, por exemplo, a capacitância de uma bucha ao mesmo tempo que o isolamento principal 11 Medir relação e corrente de excitação (sem carga) Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo A medição é realizada para avaliar possíveis danos do enrolamento, tais como curto circuitos entre espiras, comparando a relação e as correntes de magnetização medidas com as especificações, resultados da medição de fábrica e/ou entre as fases. Configuração do IP VP Na fábrica, essa medição é realizada para verificar se a relação e o grupo vetorial estão corretos. VP / VS Medição da relação com o CPC 100 Configuração para medição automática de relação e resistência por derivação (consulte a página 16) O CPC 100 mede a relação do transformador aplicando uma alta tensão no enrolamento HV de uma perna do transformador. Em amplitude e fase, ele mede a tensão aplicada e a tensão no enrolamento LV, assim como a corrente de excitação (sem carga). O desvio dos valores nominais é mostrado como uma percentagem. Relação de medição por derivação O CPC 100 mede a relação e corrente de excitação em cada posição de derivação. Cada vez que o usuário opera o comutador de derivação, o CPC 100 inicia automaticamente uma nova medição e mede e mostra a relação, ângulo de fase e, para cada derivação, o desvio da relação nominal é mostrado como uma percentagem. Para medir automaticamente a resistência de enrolamento e relação de todas as fases e todas as derivações, consulte a página 16. 12 = teste principal TR = NP / NS VS Como isso funciona? Como os resultados podem ser confirmados? A relação de enrolamento entre o enrolamento primário e secundário é medida para cada perna do transformador, aplicando alta tensão no lado HV e medindo no lado LV. A relação dessas tensões, igualando a taxa de espira, é calculada. Os resultados são comparados com os valores na placa de modelo e entre as fases. Com o teste de taxa de espira, espiras em curto podem ser detectadas. Se um problema é suspeito de uma DGA, um teste de fator de dissipação ou um disparo do relé, um teste de taxa de espira pode ser realizado para excluir/verificar se as espiras estão em curto. A corrente de excitação é a corrente correspondente que flui no enrolamento de HV se o enrolamento de LV estiver aberto. Os resultados são comparados com uma medição de referência ou uma medição realizada em um transformadorirmão; em transformadores trifásicos, as duas fases exteriores também podem ser comparadas. Se o teste de corrente de excitação mostra desvios, e a resistência do enrolamento CC e o teste de relação não mostrarem erros, então a causa pode ser uma falha no núcleo ou um fluxo residual assimétrico. Cartão de teste CPC 100 TRRatio Seus benefícios >> fonte de tensão CA poderosa, controlável de 0 a 2000 V >> um sinal de teste de onda senoidais perfeito digitalmente criado que é independente da qualidade da forma da onda da rede elétrica Corrente de excitação [mA] por derivação >> teste conveniente e rápido pela detecção automática da operação do comutador de derivação como acionador para a medição da próxima derivação >> medição da corrente de excitação em amplitude e fase >> frequência variável para medições fora das frequências da rede elétrica para supressão de ruído, se selecionado pelo usuário >> precisão e segurança Perdas de Watt [W] por derivação >> relatório automático dos valores das tensões medidas e ângulos de fase, relação e desvio medidos como um percentual, corrente de excitação em amplitude e fase >> representação gráfica do resultado ou por tabelas para cada derivação 13 Medir a resistência de enrolamento CC e OLTC Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo Chave comutadora queimada As medições de resistência de enrolamentos são realizadas para avaliar possíveis danos nos enrolamentos. Também são usadas para verificar o Comutador de Derivação em carga (OLTC) - para saber quando limpar ou substituir os contatos do OLTC ou para saber quando substituir ou reformar o próprio OLTC, que tem uma vida útil menor do que a peça ativa do transformador. Na fábrica, essa medição é realizada para calcular o componente I2R das perdas do condutor e para calcular as temperaturas do enrolamento no fim de um teste de temperatura. Medir a resistência com o CPC 100 Tabela no cartão de teste CPC 100 TRTapCheck O CPC 100 injeta corrente CC no enrolamento, mede a corrente e a tensão e, então, calcula e mostra a resistência. Quando o valor da resistência é estável, o CPC 100 faz a medição final e reduz a corrente de teste para zero para descarregar a energia armazenada no enrolamento. Quando for seguro remover os cabos de teste, o CPC 100 acende a luz verde de segurança. Enrolamentos derivados e OLTC No modo semiautomático, o CPC 100 mede a resistência de cada posição de derivação subsequente. Cada vez que o usuário opera o OLTC, o CPC 100 aguarda até que o valor estabilize e, então, mede e mostra a resistência do enrolamento nessa posição de derivação. Quando todas as derivações forem medidas, o CPC 100 descarrega a energia indutiva armazenada no enrolamento e indica quando esse processo está concluído. Para medir automaticamente a resistência de enrolamento estática e dinâmica e relação de todas as fases e todas as derivações, consulte a página 16. Resistência do enrolamento por derivação Medição de resistência dinâmica O OLTC tem que trocar de uma posição de derivação para outra sem interromper a corrente de carga. Ao trocar o comutador de derivação durante a medição de resistência de enrolamento, a corrente CC diminui temporariamente. Essa diminuição da corrente deve ser medida e comparada em todas as derivações, como recomendado no Guia de Manutenção de Transformadores Cigré 445. 14 Processo de distribuição Como isso funciona? Como os resultados podem ser confirmados? Para medir a resistência do enrolamento, o enrolamento em teste deve primeiro ser carregado com energia (E=1/2*L*I2) até que a indutância do enrolamento seja saturada. Então a resistência pode ser determinada, medindo a corrente CC e a tensão CC. Para enrolamentos derivados, isso deveria ser feito para cada posição de derivação, consequentemente testando o OLTC e o enrolamento juntos. Os resultados devem ser comparados a uma medição de referência, entre as fases ou com um transformador-irmão. De modo a comparar as medições, os valores de resistência têm que ser recalculados, para refletir diferentes temperaturas durante as medições. Os resultados não devem diferir mais do que 1 % em comparação com a medição de referência. As diferenças entre as fases são normalmente menos de 2 - 3%. A análise de resposta em frequência ou taxa de espira pode ser usada para confirmar problemas de contato. Em ambos os casos, as zonas críticas no transformador resultarão em uma DGA indicando um aumento de calor. Porém, as assinaturas de gás não são únicas e, assim sendo não permitem a identificação da causa principal. Ondulação por derivação Seus benefícios > teste conveniente e rápido usando a operação OLTC como um acionador para a próxima medição de derivação > avaliação adicional da condição das derivações OLTC individuais através da medição da resistência dinâmica, registrada como parte da medição de resistência "clássica", sem esforço extra > testes com segurança e alta precisão através do uso de uma conexão de 4 fios. O CPC 100 indica visualmente quando é seguro remover cabos de teste, mesmo se sua fonte de alimentação for interrompida durante o teste. Se os cabos de teste forem removidos ou interrompidos acidentalmente, a corrente de teste irá fluir através do trajeto da tensão, evitando sobretensões perigosas. Se o acessório CP SA1 estiver em uso durante tal interrupção acidental de cabos de teste, danos ao CPC 100 serão evitados. Inclinação por derivação > relatório criado automaticamente mostrando a duração do teste, o valor da resistência na temperatura de medição e referência, etc. > resultados gráficos ou por tabelas são produzidos para cada derivação para uma fácil comparação visual 15 Medição automática de relação e resistência do enrolamento Mais Rápido Utilizando o acessório CP SB1, o CPC 100 pode automaticamente >> medir a relação e a corrente de excitação de todas as derivações e todas as fases >> confirmar o grupo vetorial >> medir a resistência do enrolamento estática e dinâmica de todas as derivações e todas as fases Mais Seguro Esse acessório ajuda a economizar muito tempo já que só é necesário fazer a conexão uma única vez. Com o mesmo cabeamento, ambas as medições de relação e resistência podem ser executadas. Através do CP SB1, o CPC 100 está conectado a todas as fases de um transformador. As entradas de comando de aumentar e diminuir do OLTC também são conectadas e controladas pelo CPC 100 e o CP SB1. Medições de relação O CPC 100 somente precisa que o usuário insira a relação e o grupo vetorial para medir a relação e a corrente de excitação para cada derivação de cada fase automaticamente. Para cada derivação, os resultados são comparados às relações especificadas e os desvios são mostrados. LV Medição da resistência do enrolamento Com o CP SB1, o CPC 100 injeta a corrente CC em cada derivação de cada enrolamento. O CPC 100 então espera que a corrente estabilize e mede o valor da resistência, assim como os dados descrevendo o processo de comutação (medição de resistência dinâmica). O comutador de derivação é então operado automaticamente até que a medição em uma fase do transformador seja concluída. Entre a medição das diferentes fases, a energia armazenada nos enrolamentos é rapidamente descarregada. Quando os enrolamentos são totalmente descarregados, o CPC 100/CP SB1 automaticamente muda para a próxima fase. No final da medição, o último enrolamento é descarregado e o operador é notificado visualmente que é seguro remover a fiação. CA, CC, OLTC 16 de todas as derivações e todas as fases Medições com a caixa de distribuição Caixa de distribuição conectada ao CPC 100/CP TD1 OLTC HV Seus benefícios > muito mais rápido do que a técnica de conexão convencional: - fiação mínima - apenas uma vez para todas as conexões - descarga automática dos enrolamento entre medições - operação automática do comutador de derivação > mais segurança: não é necessário subir e descer constantemente no transformador > fluxo de trabalho simples: uma medição simples e automática para determinar a relação e a corrente de excitação, bem como a resistência dinâmica e estática do enrolamento > prevenção de erros de fiação: antes da medição, a plausibilidade da fiação é verificada automaticamente controle > relatório automático e abrangente para todas as fases e derivações 17 Medir impedância de curto circuito/reatância de dispersão e Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo Superaquecimento regional A medição é realizada para avaliar possível dano/deslocamento de enrolamentos. As medições são comparadas ao longo do tempo ou por comparação entre fases. Em caso de curto circuito, as forças trabalham em direção ao núcleo para o enrolamento interno e para longe do núcleo para o enrolamento exterior. Se essas forças afetarem a disposição dos enrolamentos, o fluxo de dispersão irá alterar. Em particular, curto circuitos entre filamentos paralelos de Condutores Transpostos Continuamente (CTCs), e superaquecimento local devido as perdas excessivas das correntes eddy vinculadas ao fluxo de dispersão podem ser detectados. Existem inúmeros incidentes de gerentes de equipamento investigando a razão pela qual o transformador está gaseificando, mesmo que todos os testes elétricos mostrem resultados aceitáveis. Isso mostra que as suas ferramentas não cobrem todas as possibilidades de preocupação e falhas. Medição da resposta em frequência das perdas de fuga A Resposta em Frequência das Perdas de Fuga de cada fase será aproximadamente idêntica se todas as fases estiverem em boas condições. Um aumento em frequência resultará em um aumento de impedância à medida que o efeito pelicular se torna mais pronunciado. Assim como é possível medir a reatância de dispersão ou impedância de curto circuito na frequência do sistema de potência, o CPC 100 mede a reatância de dispersão ou impedância de curto circuito dentro de uma faixa de frequência de 15 - 400 Hz, conforme definido pelo usuário. Ele aplica uma tensão CA ao enrolamento de alta tensão, com o enrolamento de baixa tensão em curto circuito. Ele, então, mede a corrente de carga em amplitude e fase e calcula a impedância. A medição é realizada para cada fase do transformador. O usuário, então, compara os resultados entre as fases e/ou ao longo do tempo. 18 resposta em frequência das perdas de fuga Como isso funciona? Como os resultados podem ser confirmados? Uma fonte de CA é conectada para cada fase do enrolamento de HV com o enrolamento de LV correspondente em curto. A corrente e a tensão ao longo do enrolamento de HV são medidas em amplitude e fase e a impedância de curto circuito é calculada. As medições da impedância de curto circuito devem idealmente ser realizadas ao longo de uma faixa de frequências, normalmente conhecidas como Resposta em Frequência das Perdas de Fuga. Aqui, a fonte de CA apresenta frequência variável. Depois que a corrente e tensão da fonte foram medidas ao longo do enrolamento de HV, as perdas de fuga são representadas pela parte indutiva da impedância de curto circuito em frequências mais altas. Reatância de dispersão: desvios de mais de 1% devem ser investigados com outros testes tal como FRA. As diferenças entre as fases são normalmente menos de 2%. Desvios maiores de 3% são considerados significativos. Os resultados da resposta em frequência das perdas de fuga (FRSL) podem ser cruzados com a medição PD, FRA, e DGA. Se filamentos paralelos estão em curto, maiores perdas no canal de fuga irão causar altas temperaturas internas, normalmente indicadas por uma DGA. A assinatura do gás não é única e não fornece a identificação da causa principal, entretanto. A FRSL é única a este respeito. Direção da força do fluxo de dispersão Seus benefícios Fluxo de dispersão >> um sinal de teste de onda senoidais perfeito digitalmente criado, que é independente da qualidade da alimentação HV LV LV >> informações de diagnóstico adicionais através da medição da Reatância de dispersão ou impedância de curto circuito em várias frequências HV >> frequência variável para medições fora das frequências da rede elétrica para supressão de ruído, se selecionado pelo usuário Resultados do teste FRSL com falha na fase C >> precisão e segurança >> relatório automático de todos os valores medidos >> exibição dos resultados como Z e Φ, R e X ou R e L >> representação gráfica dos resultados 19 CPC 100/CP TD1 - Operação de acordo com as necessidades Operação manual do painel frontal Configuração direta de valores de saída Representação do resultado no PC/laptop Fichas de teste dedicadas para testes específicos Representação do resultado MS Excel Operar CPC 100/CP TD1 manualmente fornece resultados com pouco treinamento – perfeito para usuários operando os dispositivos ocasionalmente. Ao operar diretamente no dispositivo, o usuário apenas seleciona a saída a ser usada, a medição a ser feita e realiza-a pressionando o botão verde. Os usuários podem medir usando exatamente o modo que consideram melhor ao usar esse dispositivo. Operação de painel frontal suportada pelas fichas de teste Fichas de teste dedicadas ajudam ao realizar aplicações frequentes de modo conveniente e eficiente. Os cartões contêm procedimentos prédefinidos, dedicados para aplicações específicas (por exemplo, fator de potência/fator de dissipação, resistência de enrolamento e comutador de derivação, medição da relação, etc.). Diversas fichas de teste podem ser combinadas para formar um plano de teste completo para um equipamento do sistema de potência (p. ex. um transformador de potência), guiando o usuário durante as medições. 20 Relatório Os testes realizados podem ser salvos e são a base de relatórios abrangentes. Para relatórios personalizados, todos os dados relativos a uma medição, incluindo configurações, resultados e informações administrativas como data e hora e nome do arquivo, etc. também pode ser importada para o MS Excel. A OMICRON fornece modelos contendo procedimentos de teste típicos para um sistema de potência de um aparelho, fornecendo orientação durante a medição e, conveniente e rapidamente, produzindo representações de resultados abrangentes em MS Excel. Os relatórios de teste podem ser automaticamente inseridos em folhas específicas do cliente e outros conteúdos, como logomarcas da empresa, podem ser adicionados. Preparação de teste no PC Os testes também podem ser preparados no escritório em um PC ou laptop - sem o CPC 100, com o qual o teste será executado posteriormente no local, passo a passo. individuais Gerenciamento de aplicação e controle por PC com PTM Tela principal do Gerenciador de Teste Primário (PTM) 1. Gerenciamento de equipamento 2. Criação de plano de teste dinâmico Gerenciador de Teste Primário (PTM – Primary Test Manager) O software Gerenciador de Teste Primário (PTM) oferece suporte ao fluxo de trabalho do usuário durante o teste de diagnóstico. O usuário pode definir e gerenciar objetos de teste, criar planos de teste, realizar medições e criar relatórios. 3. O PTM gerencia todo o fluxo de trabalho durante o teste, guiando o usuário durante o processo, passo a passo. 1. 2. Gerenciamento de equipamento O PTM oferece suporte a administração de dados de equipamentos de transformadores de potência: características de identificação geral como localização, fabricante, data de produção, números 4. de série, etc. podem ser inseridas assim como dados elétricos como número de enrolamentos, potência e tensões nominais, grupo vetorial, etc. Criação de plano de teste dinâmico Com base nos dados elétricos do aparelho (como o grupo vetorial ou tipo de buchas), o PTM cria um plano de medições de diagnóstico para ser executado de acordo com os padrões da indústria, economizando tempo e reduzindo o risco de erros. O procedimento de teste pode ser facilmente adaptado selecionando/cancelando a seleção de elementos. Orientação durante o teste Durante a medição, o PTM permite ao usuário controlar diretamente o instrumento de teste a partir de um PC ou laptop. Esquemas de conexão claros auxiliam o usuário a fazer as conexões corretas e evitar erros. O progresso do teste é visível na tabela do mesmo ao longo da sua execução. Relatando Após os testes, podem ser criados relatórios a qualquer momento para qualquer das medições realizadas anteriormente. O conteúdo do relatório é flexível e personalizável. Formulários de relatórios específicos do cliente podem ser criados e outros elemento podem ser adicionados, como logomarcas da empresa. 21 3. Orientação durante o teste 4. Representação de resultado no PTM Análise de resposta dielétrica de transformadores de Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Forma típica da Núcleo A análise de resposta dielétrica é usada para avaliar o teor de água do isolamento sólido (celulose) e, assim monitorar a sua condição periodicamente. Fator de dissipação Pára-raios 1 alto 0,1 Saber o teor de água é importante para a avaliação da condição das buchas do transformador e do transformador na sua totalidade. Na fábrica, essa medição é usada no fim da produção para controlar o processo de secagem e para garantir pouca umidade após a secagem. baixo baixo 0,01 0,001 0,001 Hz Verificando a condição de isolamento com DIRANA Mostrar o fator de dissipação em uma grande faixa de frequência permite compreender propriedades específicas do óleo, da geometria do isolamento sólido em forma de espaçadores e barreiras e a condição do próprio isolamento sólido. Esse é o único método que pode - de modo não invasivo - medir diretamente o teor de umidade real no isolamento sólido. O método é cientificamente aprovado pelo CIGRÉ. Os valores do limiar de envelhecimento como definidos no IEC 60422 permitem uma avaliação de condição de isolamento automática e recomendações correspondentes para as próximas ações, como uma secagem do transformador. O DIRANA da OMICRON pode medir a resposta dielétrica em uma faixa de frequências extremamente ampla (10 µHz - 5 kHz). Ele minimiza o tempo de teste ao combinar espectroscopia no domínio da frequência (FDS) a altas frequências e medições de polarização e de despolarização de corrente (PDC) a baixas frequências. O DIRANA também exibe o índice de polarização (PI) baseado na medição FDS/PDC. Assim, substitui a medição de resistência de isolamento, fornecendo a mesma informação, mas sendo mais preciso com relação a determinação de umidade. O tempo de teste é ainda mais minimizado pela realização de uma medição simultânea em dois canais e a aplicação de uma curva de reconhecimento inteligente. As medições são concluídas automaticamente assim que a forma típica da curva , incluindo a "corcunda", indica que todos os pontos relevantes foram medidos. 22 1 1 Hz potência e buchas resposta dielétrica Umidade e obsolência da celulose Geometria do isolamento Condutividade de óleo Como isso funciona? Como os resultados podem ser confirmados? Se o fator de dissipação de um transformador é registrado contra uma grande faixa de frequência, a curva de resposta dielétrica resultante contém informações sobre a condição do isolamento. As seções inferiores e superiores contém informações sobre a umidade e envelhecimento no isolamento sólido, enquanto a posição da inclinação nas frequências médias indica a condutividade do isolamento líquido. alto alto baixo 1000 Hz Frequência Essa curva é comparada as curvas modelo para avaliar o envelhecimento, particularmente para avaliar o teor de umidade no isolamento. faixa f Não há outras maneiras não invasivas de avaliar a umidade em um transformador; a análise de resposta dielétrica é única a fazê-lo. O método de titulação Karl Fischer pode determinar o teor de umidade em óleo ou em papel, mas tem inúmeras desvantagens. Por exemplo, para determinar a umidade em papel, o método requer a abertura do transformador e a retirada de uma amostra de papel. Durante o processo, o próprio isolamento está sendo danificado e a amostra absorve nova umidade. duração Seus benefícios DIRANA FDS abrangente abrangente ~ 2,9 h ~ 6,0 h >> avaliação da condição de isolamento em relação a umidade/envelhecimento da celulose e condutividade de óleo >> avaliação automática de resultados de acordo com a IEC 60422 (seco, moderadamente molhado, molhado, extremamente molhado), indicando se novas ações são necessárias >> medição completamente não invasiva PDC limitado ~ 5,5 h DIRANA e acessórios em maletas resistentes >> tempo de inatividade mínimo: uma medição pode ser realizada diretamente depois que o transformador for desligado, uma vez que o equilíbrio não é necessário >> medição rápida através de uma inteligente combinação de métodos FDS e PDC, medição simultânea com dois canais de entrada e algoritmo de previsão >> compensação automática da influência do envelhecimento condutivo derivado, evitando superestimação do teor de umidade >> testes predefinidos para todos os tipos de transformador e buchas >> orientação do software passo-a-passo >> também mede a condição de isolação dos transformadores de instrumento, motores, geradores e cabos 23 Análise de resposta em frequência de varredura Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo A análise de resposta em frequência (FRA) é usada para verificar a integridade mecânica e elétrica da peça ativa do transformador (núcleo, condutores, enrolamentos). A FRA também é ideal para outros diagnósticos, caso os testes e monitoramentos periódicos identifiquem irregularidades. Elementos formando uma impressão digital única core Um número crescente de concessionárias, também, usam a FRA durante os testes de rotina, uma vez que o método pode detectar uma ampla gama de falhas sendo completamente não invasivo. A FRA é o método mais sensível para detecção de deformações mecânicas. A análise de resposta em frequência (FRA) é baseada na comparação de um teste de referência com um teste real, onde o teste de referência é, normalmente, uma impressão digital que foi anteriormente medida. Quando tais impressões digitais não estão disponíveis, outra fase ou transformador-irmão também podem ser usados para a comparação. Conexão de cabos de teste na bucha de um transformador usando longos cabos trançados, grampos e parafusos Para uso no local, o FRAnalyzer está disponível com uma maleta resistente na qual cabem todos os acessórios necessários, incluindo uma bateria com potência suficiente para completar um teste abrangente de qualquer transformador. presilha de conexão O FRAnalyzer usa cabos trançados para as suas conexões o que permite um alto nível de reprodutibilidade devido a sua firme conexão próxima à bucha usando grampos e parafusos. Essa técnica é recomendada no folheto 342 do CIGRÉ sobre FRA: > conexão próxima à bucha > longos cabos trançados minimizam a interferência de configuração do teste windings para grandes buchas, a influência da configuração de medição pode ser reduzida ainda mais usando dois cabos trançados 24 Como isso funciona? tank wall Como os resultados podem ser confirmados? Um sinal sinusoidal de baixa tensão com frequência variável é aplicado a um terminal de um enrolamento e na outra extremidade do enrolamento o sinal de resposta é medido. A função de transferência de tensão do enrolamento é determinada como a relação de entrada/saída. A função de transferência de um enrolamento depende dos elementos capacitivos, indutivos e resistivos do transformador. Alterações nesses elementos como consequência de uma falha se refletem em alterações na função de transferência. Os resultados são representado em magnitude e fase como no diagrama de Bode. A análise de resposta em frequência pode detectar uma ampla gama de falhas. Algumas dessas falhas podem ser confirmadas por outras medições, como a medição de resistência de enrolamento CC, resposta em frequência das perdas de fuga, reatância de dispersão/impedância de curto circuito, corrente de excitação ou relação. Entretanto, nenhum outro método pode dar uma indicação tão clara como uma análise da resposta em frequência pode para determinar se os enrolamentos foram deformados pelas forças mecânicas resultantes de uma falha, por exemplo. Comparação/avaliação automática de resultados Seus benefícios > detecção não invasiva de: - deformações no enrolamento - filamentos paralelos em curto - curto circuito entre enrolamentos ou entre espiras - enrolamento em curto para terra - núcleo laminado em curto - aterramento central flutuante - circuitos abertos - problemas de resistência de contato > excelente reprodutibilidade através da técnica de conexão inovadora > software poderoso e fácil de usar: - solução para banco de dados - importação de traços de FRA de outros fornecedores (Doble, FRAMIT, FRAX, etc.) - exportar traços em formato CIGRE exchange (.xfra) ou formato .csv - exportação de dados para o MS Excel ou aplicações do banco de dados - avaliação automática através de algoritmo comprovado FRAnalyzer, pequeno e leve > relatório automático > alta precisão e ampla faixa dinâmica > dispositivo pequeno e leve > o suporte da OMICRON está disponível para a interpretação de resultados 25 Análise de descarga parcial Pára-raios Buchas OLTC Condutores Materiais de isolamento Enrolamentos Núcleo Uma vez iniciadas, as descargas parciais (PD) causam uma ruptura progressiva dos materiais de isolamento graças a formação de arborescência elétrica. As medições PD são realizadas no isolamento dos transformadores para determinar a condição do isolamento e para prevenir uma ruptura do isolamento. A medição PD também faz parte do teste de aceitação de fábrica. O sistema PD MPD OMICRON oferece registros rápidos e precisos de pulsos nas três fases de um transformador usando a aquisição de dados de três ou mais canais. Medição de descarga parcial condutor C2’ C3’ C1’ vácuo C2’ condutor Análise de PD em um transformador de três fases Filtro digital No MPD 600 o clássico filtro passa-banda analógico foi substituído por um filtro digital usando um algoritmo matemático. O design do sistema digital elimina os efeitos de envelhecimento e de variação de temperatura tornando as medições reprodutíveis e comparáveis ao reproduzir as configurações de modo perfeito: > o filtro digital pode ser facilmente adaptado para as condições no local, ajustando sua frequência central e largura de banda para minimizar distúrbios com frequências fixas de banda > os valores de calibração para carga e tensão podem ser configurados diretamente no laptop controlando o teste, completamente reprodutível durante a próxima medição Isolação Ótica A fibra ótica é usada para comunicação entre as unidades de aquisição PD individuais, as unidades de aquisição e o PC/laptop. Comunicação com fibra ótica assegura uma transmissão contínua e livre de distúrbios dos eventos de PD e tensão de teste. As unidades são alimentadas usando uma alimentação por baterias. Essa configuração oferece isolamento galvânico completo entre componentes individuais, minimizando loops de aterramento e reduzindo a interferência. 26 Como isso funciona? C3’ Cacoplamento isolamento Como os resultados podem ser confirmados? Um capacitador de acoplamento é conectado em paralelo a capacitância da distância de isolamento medida. Qualquer movimento de carga dentro da distância de isolamento conectada será refletida na carga do capacitador de acoplamento. A corrente circulante resultante das capacitâncias paralelas é medida e interpretada. Uma análise química de gás dissolvido (DGA) também podem indicar descargas parciais. É impossível, entretanto, localizar as descargas parciais com a DGA. Analisar PD significa detectar e avaliar descargas muito pequenas, ao lidar com tensões de teste muito altas, frequentemente complicadas por distúrbios externos. Sinais adquiridos simultaneamente por 3 unidades Unidades de aquisição alimentadas por baterias As unidades de aquisição são alimentadas por baterias recarregáveis, que podem fornecer energia as unidades por mais de 20 horas. Outra vantagem da alimentação por baterias é que elimina distúrbios que resultariam de um fornecimento de energia da rede elétrica. Supressão de ruído por comutação Além disso, o ruído pode ser eliminado pela comutação de fase/amplitude, comutação de ruído dinâmica ou comutação de antena. Aqui, um canal de medição, que não está conectado ao equipamento em teste, é usado como um detector para distúrbios externos. Qualquer pulso registrado por essa unidade é considerado um distúrbio externo, sendo assim eliminado em todas as outras unidades porque a PD interna não pode ser detectada por esse canal de antena devido o efeito protetor do tanque e buchas capacitivas. Unidade de aquisição PD Medição multicanal Realizar medições simultâneas com diversos canais com precisão de sincronização na ordem de nanosegundos tem diversas vantagens: > minimiza o tempo de aplicação de alta tensão ao transformador suspeito e o tempo de teste > permite a redução de ruído em tempo real dos dados para minimizar a influência de distúrbios e ajuda a separar as diferentes fontes de PD e identificar os tipos de fontes de PD 27 Análise de descarga parcial "Sintonizando" descargas parciais (PD) Quando você está ouvindo um rádio, o filtro de áudio do seu receptor filtra todas as outras estações de rádio e toca apenas aquela que você está ouvindo. O MPD pode usar dois métodos de "sintonização" para fontes PD, mostrando apenas o que você quer ver mais detalhadamente. Diagrama de Relação de Amplitude Trifásica Através de acoplamento cruzado, um pulso PD em uma fase em um transformador irá, normalmente, aparecer em todas as fases - com amplitudes diferentes. O ruído, entretanto, é externo e produz amplitudes que são similares em todas as fases. Ao realizar uma medição sincronizada em todas as fases é possível separar os pulsos registrandoos no Diagrama de Relação de Amplitude Trifásica (3PARD). O ruído criará um grupo em separado nesse diagrama, normalmente, no centro do 3PARD. A PD, entretanto, que têm os pulsos normalmente menores do que aqueles do ruído, formam um grupo fora do centro. Se existir mais do que uma fonte de PD, cada uma dela formará um grupo em separado. Quando um grupo é selecionado, o padrão PD determinado por fases será mostrado especificamente para esse grupo, facilitando o reconhecimento do padrão, por ex. determinando a causa possível de uma única fonte de PD. Medições relacionadas em 3PARD ou 3CFRD grupo pd Diagrama de Relação de Frequência Tricêntrica Outro modo de separar pulsos é a Relação de Frequência Tricêntrica, que requer apenas um canal de medição, por exemplo quando o objeto de teste é um transformador monofásico. Esse método realiza a medição com três filtros em frequências de medição diferentes ao mesmo tempo. Usando as diferenças espectrais, pulsos internos distintos podem ser separados um do outro e a PD pode ser diferenciada do ruído externo. O resultado das três medições é registrado no Diagrama de Relação de Frequência Tricêntrica (3CFRD). Assim, os grupos revelados nesse diagrama podem ser analisados separadamente. Descargas parciais separadas Vantagens do 3PARD e do 3CFRD > permitem a separação da atividade PD do ruído > permitem a separação de diferentes fontes PD > facilitam o reconhecimento de padrões 28 Ruído separado Detecção de PD de frequência ultra-alta Em transformadores isolados por líquidos, também é possível usar sensores (UHF) de frequência ultra-alta para realizar medições PD. As PD são diretamente medidas por dentro do tanque, fixando sensores UVS 610 diretamente nele, usando o seu efeito de blindagem natural. O acessório UHF 608 converte os sinais para o MPD. A medição UHF também pode ser usada para desencadear uma medição PD acústica ou como um mecanismo de comutação adicional então os pulsos de medições elétricas só são aceitos de um pulso UHF também estiver presente. sensor UHF 610 UVS (acessório MPD) grupo de ruído Seus benefícios > leve > sistema modular e escalável > alta velocidade para os testes mais abrangentes > Medir todas as fases de um transformador, simultaneamente com sincronicidade de nanosegundos > alta segurança do operador através de fibras ópticas com isolamento galvânico das unidades de aquisição PD > alta sensibilidade até pico ou, mesmo, femto-Coulombs com tecnologia de comutação eficaz > separação de fontes PD e ruído com 3PARD/3CFRD > aprimoramento da localização de PD e, assim, auxiliando o usuário a tomar as decisões de acompanhamento corretas (por ex. se um transformador pode ser reparado no local) 29 Suporte, treinamento e serviços para Transformadores Experiência em diagnósticos de transformadores Especialistas da OMICRON avaliando os resultados dos clientes A OMICRON emprega alguns dos mais renomados especialistas em diagnósticos de transformadores do mundo. Entre eles estão membros dos grupos de trabalho preocupados com a manutenção e o diagnóstico de transformadores em órgãos de padronização internacional, tais como CIGRÉ, o IEEE, ou o IEC. Eles realizaram inúmeras medições de diagnóstico em transformadores de potência, geralmente como um resultado de solicitações de clientes. Mais do que isso, eles publicaram diversos artigos sobre diagnósticos em transformadores de potência, que estão disponíveis na área de cliente, no website da OMICRON, junto com fóruns especializados dedicados, moderados pela OMICRON. Suporte de avaliação de resultado Os especialistas da OMICRON oferecem suporte aos clientes na interpretação e avaliação dos resultados - tais como padrões de descargas parciais ou impressões digitais da FRA. Estande de demonstração em um evento especializado Suporte técnico As equipes de suporte técnico de alta qualidade, também fornecem respostas para as perguntas sobre o uso do equipamento e são o primeiro ponto de contato caso um problema de funcionamento ocorra. Se um reparo for necessário, os tempos de reparo são curtos - normalmente em menos de uma ou duas semanas. Eventos especializados A OMICRON organiza regularmente um Workshop sobre Medições de Diagnóstico em Transformadores de Potência. No workshop, normalmente mais de cem representantes de todas as partes do mundo compartilham e discutem estudos de caso e recentes desenvolvimentos para diagnósticos em transformadores. Os temas incluem melhores experiências práticas e soluções em testes de transformador apresentados por clientes e novos desenvolvimentos tecnológicos relatados pela OMICRON. Confraternizações informais proporcionam a troca de experiências entre colegas. Diversos eventos menores sobre assuntos relacionados direcionados para as particularidades de regiões geográficas específicas também são oferecidos durante todo o ano. 30 de Potência Cursos de treinamento Treinamento teórico do cliente Os cursos de treinamento da OMICRON fornecem uma boa base teórica e prática e respondem às perguntas individuais do cliente. Os cursos de treinamento são realizados tanto no local do cliente, quanto online através de uma webinar ou em um dos centros de treinamento OMICRON em todo o mundo. Tópicos de treinamento sobre transformadores de potência >> Elaboração, teste e manutenção >> Métodos de diagnóstico químico >> Medições de diagnóstico e avaliação da vida útil residual >> Avaliação da condição de buchas HV >> Determinação de umidade e diagnóstico dielétrico >> Interpretação e análise da resposta em frequência >> Medição de descarga parcial >> Cursos de treinamento usando a tecnologia OMICRON Treinamento prático do cliente Seus benefícios >> assistência em interpretação e avaliação de resultados >> acesso para módulos de treinamento relevantes >> convenções/conferências dedicadas >> assistência técnica no uso do equipamento pelas nossas equipes de suporte técnico >> acesso a artigos científicos sobre o diagnóstico do transformador através da área do usuário em nosso website 31 OMICRON é uma companhia internacional fornecedora de soluções inovadoras para a realização de testes e diagnósticos de equipamentos na indústria de energia elétrica. A aplicação dos produtos da OMICRON proporciona aos seus usuários o mais alto nível de confiança na avaliação das condições de equipamentos primários e secundários em seus sistemas elétricos e subestações. Os serviços oferecidos na área de consultoria, comissionamento, ensaios, diagnósticos e treinamento completam uma gama de produtos que abrange todas as necessidades na área de testes de equipamentos elétricos. Em mais de 140 países, nossos clientes confiam na capacidade da OMICRON em proporcionar tecnologia de ponta de excelente qualidade. Centros de serviço presentes em todos os continentes proporcionam uma vasta base de conhecimento e uma extraordinária assistência ao cliente. Tudo isto em conjunto com a nossa forte rede de distribuidores e representantes é o que faz da nossa empresa líder de mercado na indústria de energia elétrica. As seguintes publicações fornecem mais informação sobre as soluções descritas neste folheto: Para mais informações, literatura adicional e informações detalhadas de contato de nossos escritórios em todo o mundo por favor visite nosso website. www.omicron.at • www.omicronusa.com © OMICRON L2210, maio de 2013 Sujeito a alterações sem aviso prévio