Maintenance is a key part of lifecycle asset management. Preserving equipment health maximizes the efficiency and cost-effectiveness of substation assets, including transformers, circuit breakers, protection equipment, CTs, PTs, CCVTs, batteries, transmission lines, and more. Effective maintenance also helps minimize lifecycle and insurance-related costs, accidents, and environmental compliance issues, reduce the risk of unplanned shutdowns and negative publicity, and ultimately extend the life of an asset.

The Evolution of Maintenance Practices

Utilities have long relied on three types of maintenance techniques: let assets run until they fail, maintain assets only when absolutely necessary, or implement a fixed maintenance schedule. But these approaches alone don’t provide the level of protection that is necessary to extend the lifecycle to today’s substations.

Today, the best maintenance approaches combine two or three of the following strategies:

1. Time-based maintenance (TBM): Involves testing at specific intervals.
2. Condition-based maintenance (CBM): The amount of maintenance performed, and the interval, is based on the condition of the asset.
3. Performance-based maintenance (PBM): Extends TBM test time intervals by analyzing records showing low failure rates of particular equipment families receiving TBM. This approach is also often referred to as reliability-centered maintenance (RCM).

Due to tremendous advances in both on-line and off-line diagnostics, CBM has really taken hold over the years. On-line dissolved gas analysis, sweep frequency response analysis, automated tracking of faults, and analyzing on-line winding temperature and monitoring of moisture within the insulation all provide the information needed to perform CBM and can result in significant savings compared to time-based maintenance strategies. The benefit of CBM is that when conducted properly, the approach enables utilities to identify and fix issues as soon as they fail, without having to deal with lengthy and costly downtime. Teams also don’t have to worry about the risk of damage or human error and can free up employees’ time for critical initiatives like asset replacement and problem solving.

Testing Practices for a Sound Substation Maintenance Strategy

The terms ‘testing’ and ‘maintenance’ are often mistakenly used interchangeably – but they aren’t synonymous. Testing is just one piece of maintenance. As a best practice, there are several tests that should be a part of every maintenance strategy, depending on the asset.

There are three main tests to consider for transformers, all of which play a key role in ensuring the health of assets. Dissolved Gas Analysis (DGA) is used to detect a wide range of problems in the early stages and then throughout deterioration until an outage is required. Oil Quality Screens evaluate the rate of deterioration of insulating oil to identify any equipment or operating problems. A Power Factor Test is used to measure the quality of insulation and its bushing based on capacitance and dissipation. Other common tests include Sweep Frequency Response Analysis (SFRA) and Winding Resistance and Turns Ratio Measurements.

For circuit breakers, asset managers can focus their diagnostics on critical performance indicators such as resistance, timing and motion, control system operation, and power factor. It’s also wise to look at the thermal stress of load current, environmental stressors, and condition of the insulation system.

The most common forms of testing for battery maintenance include impedance intercell resistance, voltage, specific gravity, current temperature, and discharge testing.

Relays should also be tested to ensure each element in a microprocessor relay are working correctly, which is done during the commissioning phase. Subsequent maintenance tests are typically limited to specific components such as inputs and outputs, the ability of relay to reach current and voltage inputs correctly, and more. Protection relays should also be tested using dynamic testing techniques, which include testing the entire protection scheme. Critical lines should have their protection testing completed using end-to-end testing techniques.

As demonstrated by the bathtub curve, effective and timely maintenance using various testing techniques extends the life of mission critical assets that are approaching their end-of-life phase.

The Future of Substation Maintenance

New tools for substation maintenance are making it easier to forecast the reliability of assets and make forward-looking decisions to protect the bottom line. With computerized management of maintenance records, maintaining and analyzing data is much easier because there’s no manual record keeping as most tasks, such as work order management are automated. Enterprise-wide standardization makes reporting to regulatory agencies more seamless.

With the right combination of technology and testing practices, utilities can get the most out of their assets and ensure overall reliability and performance while keeping costs as low as possible.

ADDITIONAL INFORMATION

• Doble Solutions & Services
  • Solutions Overview
  • Network & Substation Services
  • Condition Assessment Services
• Further Reading:
  • Reducing the Risk and Impact of Substation Fires
  • Three Serious Questions to Ask Now About Condition Monitoring

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Los sistemas de gestión de activos empresariales no presentan adecuadamente -y mucho menos capturan- detalles críticos sobre los relés y otros componentes de P&C. Las organizaciones se arriesgan a sufrir grandes pérdidas de capital e ingresos, recibir sanciones por incumplimiento y sufrir lesiones o pérdidas de vidas humanas si los detalles de los sistemas de P&C quedan ocultos y la información se malinterpreta debido a las limitaciones que tienen los sistemas de gestión de activos empresariales en relación con los datos de P&C.

Se necesita una solución única para almacenar, gestionar y analizar los datos de P&C, pero las organizaciones operan con una mezcla de software comercial y casero. Conectar los datos de ingeniería de protección y de pruebas con los sistemas de gestión de activos empresariales es una lucha, porque las diversas aplicaciones y herramientas utilizadas por el personal de P&C emiten datos en formatos disímiles que nunca fueron pensados para la gestión del sistema en su conjunto en primer lugar.

Con el tiempo, los “sistemas de sistemas” de P&C repercuten en la eficiencia de los trabajadores al introducir pasos y requisitos adicionales cada vez que se adoptan nuevas tecnologías o iniciativas. Cuando el personal clave se marcha, los directivos pueden enfrentarse a situaciones en las que los empleados utilizan soluciones alternativas para realizar tareas engorrosas y llenar vacíos en los procesos.

Los trabajadores de P&C de hoy en día tienen más responsabilidades que nunca. Además de adquirir las habilidades y los conocimientos necesarios para realizar su trabajo, se ven afectados por numerosas prioridades que exige el cumplimiento. Las operaciones de la oficina al campo entre los equipos de ingeniería y pruebas deben tener seguridad cibernética, mientras que los detalles específicos sobre su trabajo deben ser rastreados y documentados.

Los profesionales de P&C altamente capacitados que se destinan a tareas de cumplimiento añaden gastos al desarrollo, la puesta en servicio y el mantenimiento del sistema de protección. El personal de apoyo de P&C interviene para aliviar la carga administrativa, pero se ve sobrecargado al tener que rastrear los puntos de datos generados por procesos de flujo de trabajo e informes complicados -y generalmente manuales-. Los equipos de informática se ven obligados a dar soporte al software de P&C -nuevo y antiguo- mientras consultan a administradores de departamentos sobre asuntos complejos relacionados con la preparación para el cumplimiento, independientemente de la tecnología y la dinámica del personal.

Aunque también pueden existir situaciones similares en otras áreas de las organizaciones de servicios públicos e industriales, los datos del sistema de protección son de misión crítica para los activos más costosos y de mayor perfil de la empresa. Conocer a tiempo la condición de los relés y de los demás componentes del sistema de protección es esencial para los operadores del sistema, planificadores del trabajo y para la seguridad de los empleados que reparan los equipos del sistema y mantienen transformadores, interruptores y demás aparatos.

Doble PowerBase proporciona una plataforma de gestión adaptada tanto a los datos de P&C como al trabajo del sistema de protección. Consolida los datos de las áreas de ingeniería, campo y administración y ofrece intercambios de datos con sistemas externos. Todas las partes interesadas, incluidas las de gestión de activos, cumplimiento e informática obtienen una visión más clara de la información del sistema de protección y disponen de potentes herramientas de elaboración de informes.

Información adicional:

• Información del producto – Doble PowerBase
• LECTURA ADICIONAL: La teoría se reúne con las pruebas: Programa de protección de relés de transformadores del Seminario sobre la vida útil de un transformador
• Obtenga más información: Oportunidades de capacitación y educación en protección

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Las microrredes están conquistando el terreno en diferentes partes del mundo a medida que pasan los años. En Estados Unidos, uno de los principales impulsores del concepto de microrredes fue el huracán Sandy. Este huracán, que azotó el noreste de Estados Unidos en 2012, causó estragos en el sistema de transmisión y distribución. Las ventajas que presentan las redes más pequeñas y autosustentables se volvieron muy atractivas y hubo un interés mucho mayor por esas pequeñas redes.

Sin embargo, la microrred no es un concepto nuevo. Si miramos por el retrovisor, nos encontramos con que el concepto original de microrred se remonta al siglo XIX. En 1882, Thomas Edison construyó la primera central eléctrica comercial de corriente continua (CC). Esta central, que recibió el nombre de estación Manhattan Pearl Street, formaba parte de una pequeña red que daba servicio a 82 clientes con un área de distribución de unas pocas cuadras. Esta planta también servía como fuente combinada de calor y electricidad, abasteciendo de ambos a los clientes. Además, las baterías de esta planta sirvieron para almacenar energía. Esta distribución era un sistema autónomo sin presencia de red externa. Con el paso de los años, la corriente alterna (CA) empezó a ganar la carrera a la CC (corriente continua) y comenzó a tomar forma la red eléctrica tal y como la conocemos hoy. El sector energético comenzó a expandirse y finalmente evolucionó hacia grandes empresas de servicios públicos que generaban, transmitían y distribuían potencia eléctrica. El resultado fue una enorme malla de redes interconectadas que abarcaba todos los Estados Unidos. Una evolución similar tuvo lugar en Europa, seguida por Asia y otras partes del mundo.

El siguiente gran paso en el sector de la energía eléctrica en Estados Unidos se produjo en 1978. En ese año se promulgó una ley llamada Acta de Políticas de Regulación de los Servicios Públicos (PURPA, por su sigla en inglés). Esta acta tuvo su origen en la crisis energética de los años 70. La intención de PURPA era fomentar la cogeneración y las fuentes renovables que promovieran la competencia y la conservación. Esto provocó que varias plantas industriales instalaran generación con turbinas de vapor/gas. Los generadores locales proporcionaban tanto potencia eléctrica como vapor que la planta podía utilizar. Los generadores funcionaban en paralelo con la red. La planta podría vender el exceso de energía a la empresa de servicios públicos anfitriona. En caso de pérdida de la red de servicios públicos, los generadores abastecían la carga de la planta local. Algunas centrales abastecían la carga local y solo en caso de pérdida del generador local, la empresa de servicios públicos anfitriona comenzaba a suministrar energía a la central de forma ininterrumpida. En condiciones de bajo voltaje en la red, el generador local suministraba potencia reactiva para estabilizar el voltaje de la red.

Más tarde, varios productores de energía independientes empezaron a construir plantas de energía para vender energía a las empresas de servicios públicos de electricidad. La PURPA tenía una cláusula que obligaba a la empresa de servicios públicos anfitriona a comprar energía a estas entidades a precios razonables. En varios casos, las empresas de servicios públicos anfitrionas ofrecían tarifas atractivas si los propietarios de las centrales aceptaban apoyar la estabilización de la red suministrando MW y MVAR.

Diferencias y similitudes entre los antiguos conceptos de cogeneración y las nuevas microrredes

La generación local en la planta junto con la distribución de la planta era, en realidad, una microrred. El generador suministraba la carga local y la planta tenía la opción de pasar la carga a la red. Esto resulta muy familiar con lo que vemos hoy en día con las microrredes.
La generación propia también se instaló en parques, centros penitenciarios, grandes centros de telecomunicaciones, etc. y lo mismo ocurre con las microrredes de hoy en día.

Las microrredes están compuestas por una mezcla diversa de generación distribuida, como turbinas eólicas, paneles solares, celdas de combustible y biomasa. Si todas estas fuentes se apoyan en un almacenamiento con baterías, se podrá disponer de energía las 24 horas del día. Las microrredes tienen dos ventajas: el costo decreciente de las baterías de Ion Litio y la creciente asequibilidad de las energías renovables.

Hay algunas diferencias entre lo que hoy vemos en las microrredes y las antiguas instalaciones de cogeneración:

1. La generación en plantas industriales, instalaciones comerciales, parques y cárceles está compuesta por uno o varios generadores situados en una misma ubicación. Este no es el caso de las microrredes: la generación está dispersa.
2. Los generadores convencionales no crean armónicos, mientras que las microrredes sí. El problema de los armónicos se resuelve aplicando un filtrado adecuado.
3. La corriente de cortocircuito proporcionada por los generadores en las instalaciones de cogeneración es adecuada para adaptar relés eficaces, tanto en buses de medio como de bajo voltaje. Las fuentes renovables no proporcionan corrientes de cortocircuito adecuadas.
4. Las microrredes no poseen la inercia adecuada para mantener la estabilidad del sistema.
5. En las microrredes, la mayor parte de la generación es de origen renovable, aunque también pueden contener una fuente convencional.
6. Las microrredes con fuentes renovables son respetuosas del medio ambiente y proporcionan energía limpia.
7. En el caso de las microrredes, la carga no es necesariamente una planta o instalación concentrada. La carga puede componerse de una mezcla de cargas, como viviendas, escuelas y un hospital, repartidas en una zona específica.

Por lo tanto, podemos ver que las microrredes de hoy en día tienen varias similitudes con algunas excepciones. Los avances realizados en el ámbito de la automatización, comunicación y digitalización hacen que la microrred se diferencie bastante de las antiguas instalaciones de cogeneración.

Problemas con las nuevas microrredes y posibles soluciones

No cabe duda de que las microrredes proporcionan una serie de beneficios. Sin embargo, las microrredes presentan algunos problemas y desafíos, que la industria está abordando.

Los problemas y las posibles soluciones son los siguientes:

• En situaciones en las que la microrred funciona en modo aislado sin un generador síncrono presente, el arranque de grandes motores será difícil.
• La coordinación entre los dispositivos de protección basados en relés de sobrecorriente simple es difícil, debido a la inadecuada corriente de cortocircuito presente tanto en términos de magnitud como de duración. Esto también será cierto para la coordinación entre 480/277V.
• Será necesario instalar relés diferenciales para los transformadores y las líneas, en distintas ubicaciones, para proporcionar un sistema coordinado que cuente con el nivel de selectividad necesario.
• Los esquemas de protección requerirán un relé adaptativo acoplado a un enlace de comunicación entre varios dispositivos de protección.
• Será útil la aplicación de dispositivos de protección que cumplan la norma IEC 61850. Esto significa implementar una protección basada en mensajería GOOSE, que proporciona una buena opción.
• Los dispositivos de 480V que incluyen interruptores de caja moldeada e interruptores con unidades de disparo de estado sólido. En la norma IEC 61850 no se contemplan formalmente los dispositivos de 480 V. Sin embargo, los fabricantes han ideado medios para incorporar estos dispositivos a los esquemas basados en la norma IEC 61850.
• Uno de los factores que impulsaron las microrredes fue el hecho de que durante las tormentas, al perderse la red principal, las microrredes pueden seguir suministrando energía a las cargas asignadas. Sin embargo, esto puede no ser válido si el área de cobertura de la microrred incluye líneas de distribución aéreas. La distribución subterránea ayudará a aliviar este problema.
• Se está investigando mucho en el ámbito de la mejora de los convertidores aplicados a la generación renovable. Se está abordando la cuestión de la inercia y la falta de un cortocircuito adecuado, tanto desde el punto de vista de la magnitud como de la duración.

Más información:

• Blog – Generación de energía eólica: El viaje a un futuro más limpio
• Servicios – Maximice sus activos y minimice los tiempos de parada
• Capacitación – Fundamentos de las energías renovables

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“Me sentí verdaderamente humilde al ser considerado para este puesto en el primer lugar y me siento honrado de haber sido seleccionado”, dice.

“Es una época de enormes cambios en nuestra industria y la necesidad de nuevas soluciones para hacer frente a los retos que se avecinan nunca ha sido mayor: los materiales sustentan muchas de estas futuras innovaciones. Deseo trabajar con todos los representantes del mundo entero que forman el Comité de estudio y la comunidad CIGRE en general”, agregó Simon.

Sobre CIGRE

Fundado en 1921 en París (Francia), CIGRE es una comunidad mundial apolítica y sin fines de lucro comprometida con el desarrollo colaborativo y el intercambio de conocimientos sobre sistemas de potencia.

Su alcance está organizado en 16 ámbitos de trabajo, cada uno de ellos dirigido por un Comité de estudio específico. Los ámbitos se agrupan en cuatro áreas clave del sistema de potencia mundial: equipos, tecnologías, sistemas y grupos transversales (nuevos materiales e informática).

Los 16 comités de estudio tienen aproximadamente 250 grupos de trabajo activos en todo momento. A su vez, estos grupos de trabajo elaboran publicaciones técnicas exhaustivas, denominadas “folletos técnicos”, que abarcan todo el espectro del sistema de potencia y a menudo sirven para alimentar nuevas normas y como guías de mejores prácticas para usuarios de las empresas de servicios públicos.

Cada dos años, los miembros del CIGRE se reúnen en París para celebrar su emblemática conferencia mundial de cinco días, la Sesión de París, en la que se debaten cientos de artículos técnicos en colaboración.

El Comité de estudio D1

Materiales y técnicas de pruebas emergentes, también conocido como el Comité de estudio D1, abarca los materiales nuevos y existentes para electrotecnología, técnicas de diagnóstico y reglas de conocimiento relacionadas, así como técnicas de pruebas emergentes que se espera que tengan un impacto en los sistemas de potencia.

Como comité general, D1 colabora estrechamente con otros comités de los ámbitos del CIGRE, incluidos los de cables, interruptores y transformadores, y les presta apoyo. Los voluminosos resultados de sus más de 20 grupos de trabajo respaldan el desarrollo continuo de normas internacionales. En los últimos años, los temas principales han sido los nuevos líquidos dieléctricos (ésteres naturales y sintéticos), el envejecimiento del aislamiento en condiciones de corriente continua de alto voltaje (HVDC) y la aparición de gases alternativos al SF6. Otros temas han sido la corrosión, las mediciones de descargas parciales, los sistemas de monitoreo de DGA y la superconductividad.

Veinticinco años de servicio dedicado

Simon ha participado activamente en el CIGRE durante los últimos 25 años y en 2020 recibió el Premio al Miembro Distinguido en reconocimiento a su larga colaboración y servicio.

Durante los últimos siete años ha estado muy comprometido con el Comité de estudio D1, y más recientemente ha sido coordinador del Grupo de asesoramiento sobre sólidos de D1 (D1-03), que determina los términos de referencia para los nuevos grupos de trabajo.

También ha sido Relator especial de la Sesión de París, la principal conferencia del CIGRE que se celebra cada dos años. Los relatores especiales desempeñan un papel fundamental para garantizar el éxito de la conferencia, ya que revisan los documentos presentados antes de la misma, preparan un informe y plantean las cuestiones que se debatirán durante la sesión.

Los beneficios de la participación

Ni hace falta decir que Simon es un gran defensor del CIGRE. Recomienda que otros profesionales de los sistemas de potencia participen activamente en la organización.

“Si te involucras en un grupo de trabajo”, dice, “es estupendo para tu desarrollo profesional porque trabajarás con más de 30 de tus compañeros que, obviamente, tienen interés en el mismo tema. Es una oportunidad de desarrollar una inmensa red profesional y estarás impulsando las normas internacionales hacia donde deben estar”.

Simon añade: “El CIGRE es una organización verdaderamente global: es un crisol que reúne a todo el mundo. Conoces a personas de todas partes y obtienes esa perspectiva global de lo que ocurre”.

“Creo que la gente debería participar en el CIGRE. Si te apasiona la industria -y la gente habla de «devolución”, es una buena manera de hacerlo”, dice.

Información adicional

• Sitio web del CIGRE
• Materiales y técnicas de pruebas emergentes (D1)

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Las empresas de energía y servicios públicos desempeñan un papel primordial en la salvaguarda de las infraestructuras del país. A medida que las organizaciones redoblan la apuesta por el cumplimiento de la normativa y la tecnología, hay que tener en cuenta varios aspectos en medio de un panorama de seguridad cibernética en rápida evolución.

Asegure sus activos con confianza y cumplimiento

Mantener el cumplimiento de las normas PIC de NERC es solo el primer paso, aunque crítico, para aumentar las defensas de seguridad cibernética. Estos mandatos se establecieron para instituir un mínimo de seguridad. Mantenerse al día con las mejores prácticas de activos cibernéticos transitorios (TCA) (CIP TCA de NERC), gestión y evaluaciones de vulnerabilidades y revisiones de seguridad, (CIP-007 de NERC/CIP-010 de NERC) y gestión de revisiones de seguridad de la empresa (SP 800-40 Rev. 3 de NIST) es fundamental para la ciberprotección en curso.

Además de elegir una tecnología que facilite el cumplimiento de estas normas mediante la supervisión continua, la gestión rápida de revisiones de seguridad y otras capacidades, es importante que las herramientas que se utilicen también mantengan el cumplimiento de estas normas.

Asegúrese de que cualquier software que utilice para gestionar sus activos y su seguridad supere la norma CIP-007-6 R2.2 de NERC para evaluar oportunamente las revisiones de seguridad y garantizar la compatibilidad. Asegúrese también de que el software haya sido sometido a un proceso de verificación de autenticidad e integridad según la norma CIP 010-3 R1.6 de NERC para saber que el sistema procede de una fuente legítima y no ha sido modificado.

Invierta en la seguridad de los activos cibernéticos transitorios y en la gestión de revisiones de seguridad

Los dispositivos de campo remotos pueden plantear importantes riesgos de seguridad. Los activos cibernéticos transitorios (TCA), como tabletas, computadoras portátiles para prueba de activos y los relés de protección, suelen estar desconectados de la red principal, lo que los convierte en un canal privilegiado para la propagación de malware. Dado que los TCA entran en contacto con activos críticos con regularidad, son una de las principales amenazas para la seguridad si no se protegen adecuadamente.

La velocidad es esencial cuando se trata de seguridad cibernética. Sin embargo, asegurar sus activos no debe frenar la productividad. Busque sistemas que pueda adaptar para asegurar los procesos de trabajo que más necesitan defensas y agilizar los procedimientos desde el campo hasta la oficina. Un software de gestión de revisiones de seguridad que muestre fácilmente las actualizaciones de revisiones disponibles para los TCA, que permita seleccionar rápidamente las actualizaciones deseadas y que descargue automáticamente esos instaladores en los TCA para instalarlos durante las actualizaciones remotas es la clave del éxito. Los sistemas de gestión de revisiones de seguridad también deben supervisar, enviar alertas e informar sobre los riesgos de seguridad, manteniéndole en un estado de vigilancia constante.

Esté preparado y sea proactivo

Las amenazas cibernéticas se mueven rápidamente y son impredecibles. Las empresas de servicios públicos deben estar armadas y preparadas con las herramientas y los procesos adecuados. Aunque la tecnología avanzada para identificación y gestión de amenazas es muy recomendada en la actualidad por la administración Biden, pronto podría convertirse en un requisito.

Sobre los autores

Bryan Gwyn es el Director Ejecutivo de Soluciones en Doble Engineering. Tiene más de 10 años de experiencia ejecutiva en el negocio de la transmisión y distribución y un historial demostrado de trabajo en la industria de los servicios públicos.

Sagar Singam es un Ingeniero de Seguridad Cibernética III en Doble. Le apasiona la codificación segura, la seguridad cibernética y los productos. Se graduó en el Instituto de Tecnología A. G. Patil y obtuvo un máster en Garantía de la Información y Seguridad Cibernética en la Universidad Regis.

Dan Coombs es el Director de Soporte de DUCe en Doble. Tiene más de 13 años de experiencia en ingeniería de sistemas y es licenciado en Tecnología de la Información por el Daniel Webster College.

Más información:

• Blogs:
  • Una actualización en seguridad cibernética: Cómo pueden actuar ahora las empresas de servicios públicos
  • 100 años de Doble: Asegurar la red eléctrica cuando más importa
• Productos:
  • Seguridad y cumplimiento
  • Programa de activos cibernéticos transitorios
  • PatchAssure

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No se puede subestimar la importancia de las pruebas de relés, dadas las consecuencias de las fallas de los sistemas de protección en el entorno actual del suministro de energía. El papel que desempeñan los relés en la protección de transformadores de potencia, generadores, motores y otros componentes eléctricos críticos no ha cambiado, pero las funciones de protección son ahora solo una parte de lo que se debe verificar durante las pruebas. Los relés modernos pueden tener miles de puntos de referencia y se pueden configurar para aplicaciones cada vez más sofisticadas. El personal debe adaptar los sistemas de prueba y las prácticas para incluir esquemas de protección analógicos, digitales y analógicos-digitales híbridos en sus empresas, en una época en la que nunca ha habido más controles sobre su trabajo.

Los gastos y la complejidad de la modernización de los sistemas de protección con relés nuevos y avanzados se ven acentuados por las limitaciones de los equipos de prueba. Probar las funciones de los relés requiere de múltiples e intrincadas simulaciones analógicas y digitales. Los sistemas de prueba deben cumplir las normas y protocolos de comunicación y temporización utilizados en las redes de subestaciones. Cuando las empresas están limitadas por el equipamiento de prueba, pueden renunciar a utilizar las funciones adicionales de los relés modernos o bien avanzar aprovechando las nuevas capacidades de los relés con diferentes equipamientos de prueba para fines específicos y puntuales.

Disponer de diferentes instrumentos de prueba para diferentes aplicaciones de protección causa inconsistencias que pueden eventualmente reducir la efectividad de los programas de prueba y mantenimiento. Las empresas pueden verse presionadas por una falsa elección entre estandarización o flexibilidad y quedarse estancadas en un statu quo, en donde alcanzar sus objetivos de gestión de activos siga siendo difícil frente al agravante de las variables del equipo y del software.

Los simuladores de sistemas de potencia de la serie F8000 de Doble permiten a las empresas avanzar con tecnologías de protección cambiantes sin interrumpir las operaciones existentes. Al proporcionar conjuntos de características que son modulares, los instrumentos de la serie F8000 de Doble se pueden ofrecer en numerosas configuraciones. Las empresas pueden seleccionar los instrumentos F8 que tienen las configuraciones que se necesitan para requisitos de pruebas exclusivos. Como plataforma, la línea F8000 de instrumentos de cuatro y siete módulos proporciona una experiencia de usuario consistente en todas las configuraciones ofrecidas.

El componente clave de cada simulador de sistema de potencia de la serie F8000 es el módulo de comando integrado, que abre un mundo de posibilidades para las pruebas de inyección secundaria a través de numerosas configuraciones de instrumentos de corriente, voltaje y módulos de E/S lógicos de la plataforma F8000. Por su diseño, el módulo de comando permite ejecutar casos de prueba analógicos, digitales y analógicos-digitales híbridos controlados por el software Doble Protection Suite y Doble RTS.

Compatible con redes de subestaciones

Los relés deben estar alineados con precisión con respecto al tiempo de otros dispositivos de las redes de subestaciones. Las pruebas de relés en las simulaciones de sistemas requieren equipos de prueba que admitan los estándares de temporización utilizados en las comunicaciones de la red de subestaciones y proporcionen una sincronización exacta con las señales en juego entre los dispositivos.
El módulo de comando aloja componentes electrónicos avanzados que proporcionan la conectividad y el rendimiento necesarios para realizar las operaciones de prueba del sistema de relés de los simuladores de sistemas de potencia F8000.

El puerto GPS funciona con antenas receptoras de satélite, como la F8895 de Doble, para sincronizar los instrumentos F8000 con las referencias de hora del día de la red de subestaciones. Se proporciona un puerto para sincronizar las operaciones del F8000 con la temporización de las señales de comunicación según el protocolo IRIG-B que se utiliza habitualmente en los sistemas de control de subestaciones. La sincronización de la temporización en pulsos por segundo (PPS) es compatible de forma predeterminada y existe el firmware F8053 para cumplir con la resolución de tiempo del Protocolo de Tiempo de Precisión (PTP) de 100 nanosegundos que utilizan los relojes Grandmaster de la red. Los dos puertos SFP de cobre y fibra seleccionables y los tres puertos RJ-45 ofrecen conectividad Ethernet para interconectarse directamente con relés convencionales basados en microprocesadores, dispositivos electrónicos inteligentes (IED) digitales, conmutadores de red u otros dispositivos computarizados de protección y control en redes de subestaciones.

Admite pruebas digitales

Ponerse al día con la norma IEC 61850 puede ser más fácil de decir que de hacer. La aplicación de la norma IEC 61850 en las nuevas subestaciones es mucho menos complicada que actualizar subestaciones que ya están en servicio. Las empresas industriales y de servicios públicos pueden tener dificultades a la hora de enfrentar los nuevos requisitos de prueba que presentan los sistemas de protección digital cuando sus programas de prueba existentes están diseñados en función de pruebas de relés convencionales.

El módulo de comando permite a las empresas disponer de un único instrumento de prueba con la flexibilidad necesaria para realizar pruebas digitales con simulaciones virtuales en los IED (utilizando Protection Suite), o pruebas con simulaciones analógicas en relés convencionales (utilizando Protection Suite o RTS). También es posible realizar simulaciones virtuales y convencionales en la misma secuencia de prueba (pruebas híbridas).

Las potentes operaciones virtuales de prueba y análisis de Protection Suite funcionan a través del módulo de comando, que puede aislar el control, los valores muestreados (a través del módulo F8870), GOOSE (a través del módulo F8860) y las redes PTP, y separar o superponer señales discretas según los parámetros configurados en el software.

Los conjuntos de características que ofrecen los instrumentos de prueba F8000 a través del módulo de comando ofrecen a las empresas lo mejor de ambos mundos. Pueden mantener los relés existentes e implementar las tecnologías de protección digital más recientes a partir de un equipo de prueba que proporciona todas las características y capacidades que son necesarias de cualquier manera.

Una estandarización que no le limita

Los simuladores de sistemas de potencia de la serie F8000 eliminan la necesidad de disponer de dispositivos de prueba adicionales para adaptar los distintos tipos de pruebas de relés gracias a los componentes compatibles con la red incorporados en el módulo de comando. Las empresas de servicios públicos e industriales pueden equipar a su personal de pruebas de relés con instrumentos F8000 de cualquier configuración y mantener una experiencia de usuario consistente en todos los equipos, que se pueden especializar en diferentes tipos de pruebas de protección.

El enfoque modular que Doble ha adoptado con la plataforma de instrumentos de la serie F8000 ofrece flexibilidad desde el principio con configuraciones que son adecuadas para diferentes propósitos, y en situaciones de pruebas cotidianas, sea que se necesiten simulaciones analógicas y/o digitales. Para el personal que prueba los relés, disponer de un único equipo de prueba con los voltamperios, la conectividad necesaria y las instalaciones para realizar pruebas virtuales puede ser una ventaja inmensa en el día a día.

Las pruebas de protección modernas no deben estar sujetas a los límites de los equipos de prueba. Compruebe la diferencia que pueden lograr los simuladores de sistemas de potencia de la serie F8000 en su programa de pruebas de protección.

Información adicional:

• Video: F8000 de Doble – Módulo de comando
• Noticias: Doble Engineering Company lanza los simuladores de sistemas de potencia F8000
• Lectura adicional:
  • Conozca la plataforma de pruebas de protección de próxima generación: ¿Está listo para llegar más lejos?
  • La oportunidad de las pruebas de protección: Evolucionando hacia la era digital y más allá

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El software INSIDEVIEW® de Doble elimina estas complicaciones de los análisis y diagnósticos de laboratorio de líquidos aislantes, y proporciona a los equipos una simplicidad, eficiencia y experiencia sin precedentes. Doble también proporciona servicios de implementación y soporte de excelencia para configurar INSIDEVIEW de forma que se adapte a los procesos empresariales exclusivos de una empresa.

1. Ofrece una interfaz de usuario intuitiva y una implementación empresarial simplificada y configurable

INSIDEVIEW centraliza la gestión del aceite de la flota para facilitar la accesibilidad y agiliza el flujo de trabajo entre laboratorios, expertos, personal de campo y administradores de activos con una interfaz de usuario moderna y fácil de navegar. Los equipos pueden evaluar más de 130 pruebas de laboratorio y acceder a análisis avanzados basados en los límites más recientes recomendados por IEEE, ASTM, IEC y Doble, así como en los criterios definidos por el cliente.

Los tableros de control personalizables ofrecen una visión completa del estado de toda la flota y de los aparatos individuales. Las alertas sobre disponibilidad de nuevos datos de prueba o muestras de laboratorio, los activos que cambian de condición o los activos supervisados que no han recibido datos recientes mantienen a los equipos al día y centrados en las tareas más importantes.

INSIDEVIEW ofrece funciones definidas por el usuario basadas en la responsabilidad del trabajo de la organización para una accesibilidad óptima y un flujo de trabajo optimizado. Los equipos pueden integrar datos de prueba del laboratorio fuera de línea, datos del monitor DGA en línea y datos del analizador DGA portátil, y agrupar activos en categorías, como por ejemplo por ubicación o subestación, para simplificar el proceso de gestión. Características avanzadas como la capacidad de crear cálculos de índices de estado personalizados y un módulo de gestión de remuestreo que puede determinar el tiempo de la siguiente muestra, permiten una gestión más estratégica y eficiente de los activos.

2. Se integra perfectamente con los sistemas existentes

La capacidad de configuración de INSIDEVIEW para integrar datos de diferentes fuentes y adaptarse a las prácticas empresariales existentes permite a los equipos alcanzar sus objetivos empresariales únicos. Utilizando plantillas proporcionadas por Doble, INSIDEVIEW ofrece conversión de datos desde formatos CSV /Excel y una opción de entorno de prueba/QA de INSIDEVIEW complementada con un entorno de producción en vivo para mayor versatilidad.

Doble ofrece opciones de integración de datos desde sistemas de gestión de información de laboratorio (LIMS, por su sigla en inglés) del cliente a INSIDEVIEW, así como desde INSIDEVIEW a soluciones CMMS como Maximo®, Cascade, etc. Al integrar fuentes de datos y cooperar con diversos sistemas empresariales de terceros, la tecnología de INSIDEVIEW ayuda a garantizar el máximo beneficio y un rendimiento óptimo.

Además, INSIDEVIEW ofrece una integración nativa con los monitores de condición Calisto® DGA, así como una opción de integración de monitores DGA de terceros a través de un historiador de datos.

3. Se integra de forma nativa con los laboratorios de Doble

Para los clientes que trabajan con laboratorios de Doble, INSIDEVIEW carga automáticamente su información y digitaliza los procesos manuales actuales. INSIDEVIEW proporciona un análisis detallado de DGA, calidad del aceite y degradación del papel, así como de triángulos/pentágonos de Duval, relación de Rogers, etc. El producto también incorpora valores calculados por NEIoil y NEIpaper y tasas de generación de gas, que permiten a los usuarios determinar la gravedad de las fallas.

4. Cumple con las normas de seguridad cibernética más recientes

A medida que los ciberataques se vuelven más sofisticados y se dirigen a infraestructuras críticas, nunca antes fue tan importante salvaguardar la tecnología de la red eléctrica. Garantizar el cumplimiento de las medidas de protección más recientes es un paso crítico y fundamental para la mitigación y gestión eficaz de los riesgos de la seguridad cibernética.

INSIDEVIEW se presenta como una solución local o basada en la nube que aprovecha la seguridad de última generación suministrada en los centros de datos de la nube de Microsoft Azure en todo el mundo. Doble también realiza pruebas de penetración rutinarias para mitigar las vulnerabilidades de la seguridad cibernética.

5. Aprovecha la experiencia en diseño y pruebas de campo de Doble

Los usuarios de INSIDEVIEW obtienen la experiencia de expertos de laboratorio, ingenieros de diseño y especialistas en rendimiento respaldados por una empresa con más de un siglo de experiencia en la industria. Los usuarios pueden crear diagnósticos de transformadores específicos para el diseño de la familia basados en las investigaciones más recientes de Doble sobre diseño y pruebas de campo.

Los usuarios también se pueden poner en contacto con especialistas en diseño y rendimiento de Doble para que les asesoren en áreas como líquidos aislantes alternativos, gaseado de dispersión, azufre corrosivo y degradación del papel/celulosa.

Perspectiva profunda para decisiones rápidas y eficaces

Gestionar el estado de activos no debe ser complicado. INSIDEVIEW permite a los usuarios ahorrar tiempo, ya que elimina las complejidades técnicas y de integración de la gestión de activos, a la vez que consigue una visión exhaustiva y completa de su flota. Gracias a los análisis avanzados incorporados, los equipos de las empresas de servicios públicos pueden tomar decisiones informadas con confianza y rapidez para gestionar proactivamente los riesgos de los activos.

Autores:

Brian Snyder obtuvo un Máster en Administración de Empresas en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. Es Director de soluciones de Servicios profesionales en Doble Engineering Company, donde es responsable de la estrategia de servicios de consultoría, servicios de laboratorio, programas de servicios de monitoreo de condición y cursos de capacitación. Tiene una amplia experiencia global trabajando con generación, transmisión y distribución de energía y clientes industriales para desarrollar estrategias de servicio específicas del cliente.

David Koehler es el Director de Desarrollo de Negocios de Servicios profesionales para Doble Engineering Company. Cuenta con 23 años de experiencia en pruebas de líquidos aislantes y en administración de laboratorios analíticos. Ha realizado numerosas presentaciones técnicas y publicado artículos técnicos en la industria energética. David es vicepresidente electo para Actividades geográficas y de miembros del IEEE (MGA) y miembro de la Sociedad de honor del IEEE: HKN. David formó parte de la Junta directiva del IEEE de 2019 a 2020 y volverá a ser miembro de la Junta directiva del IEEE en 2022. David es miembro del Comité técnico ASTM D-27 sobre líquidos y gases aislantes eléctricos.

Francis Béliveau se licenció en Informática en la Universidad de Sherbrooke. Es arquitecto de software de INSIDEVIEW y del Portal de seguridad de Doble en Morgan Schaffer y Doble Engineering Company desde hace 10 años. Tiene una gran trayectoria en el desarrollo de productos para DGA, datos de laboratorio, PIC de NERC y seguridad cibernética. Tiene una amplia experiencia en la integración de soluciones de Doble con nuestros clientes eléctricos.

Información adicional:

• Producto: INSIDEVIEW®
• Blog:
  • Las decisiones confiables sobre estado de los activos comienzan con datos en tiempo real de calidad
  • Tres serias preguntas para hacer en este momento sobre el monitoreo de condición
  • ¿Está por comprar un nuevo monitor de análisis de gases disueltos? Lea la letra chica

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Aunque la simple inspección visual del tanque de transformador (en búsqueda de corrosión o fugas) o los estudios de infrarrojos (para identificar el sobrecalentamiento de las bombas) arrojan información importante sobre su condición, no todos los problemas serán visibles desde el exterior. Afortunadamente, las fallas incipientes que se producen en el transformador se pueden identificar y diagnosticar examinando las propiedades químicas, físicas y eléctricas del dieléctrico líquido que contiene. Esto se suele hacer en un laboratorio externo; sin embargo, algunas grandes empresas de servicios públicos o entidades industriales pueden realizar las pruebas en sus propias instalaciones.

En esta serie de blogs de tres partes, haremos lo siguiente:

1. Observar la importancia de enviar muestras de aceite de alta calidad al laboratorio para su análisis.
2. Considerar los tipos de problemas que se pueden identificar mediante el análisis de gases disueltos en aceite (DGA) y los pasos a seguir.
3. Considerar otras pruebas de aceite que se llevan a cabo, y la información importante que se puede revelar.

La importancia de una muestra de alta calidad

Una muestra de aceite puede revelar una gran variedad de información sobre la condición del activo; incluye pruebas de sobrecalentamiento, descargas parciales y arcos eléctricos, degradación del papel, entrada de agua, oxidación, presencia de contaminantes químicos y físicos, etc. Por lo tanto, las pruebas de aceite son un método clave para evaluar la condición de un transformador e identificar las fallas incipientes antes de que sean críticas. Una sola medición es valiosa, pero la tendencia de los cambios en los datos a lo largo del tiempo mejora el diagnóstico revelando la gravedad de la situación y permite a los administradores de activos planificar las acciones adecuadas. Esto podría implicar la realización de pruebas eléctricas fuera de línea para determinar la causa subyacente, la instalación de dispositivos de control en línea para supervisar la condición del activo con mayor eficacia, o la programación de una reparación o un reemplazo.

Para garantizar buenos resultados en la evaluación, hay que entregar una muestra de aceite adecuada al laboratorio. Incluso las pruebas de laboratorio perfectamente realizadas pierden su sentido si se basan en una muestra deficiente. No tomar la muestra correctamente conducirá inevitablemente a malos resultados, y al costo adicional de tener que repetir la toma de la muestra y volver a realizar el análisis. Una buena muestra debe ser realmente representativa del líquido a granel que circula dentro del equipamiento eléctrico. Para llegar a este aceite representativo es necesario descargar varios litros de aceite a través de la tubería de muestreo y en un contenedor de aceite usado adecuado antes de recoger la muestra propiamente dicha. Mientras se espera a que se complete la descarga, este aceite puede utilizarse para enjuagar el contenedor de la muestra y los tapones, a fin de garantizar que estén libres de contaminación física.

Al tomar una muestra, es conveniente que el contenedor sea lo suficientemente grande como para almacenar la cantidad de aceite necesaria, con capacidad adicional en caso de que el laboratorio tenga que repetir una prueba para verificar resultados inusuales; esto suele significar alrededor de 1 litro. Hay muchos contenedores adecuados para tomar una muestra de aceite y cada uno tiene sus propios beneficios e inconvenientes. Por lo general, las botellas de vidrio/aluminio o las latas de hojalata son las opciones preferidas. El contenedor debe sellar adecuadamente la muestra, impidiendo la entrada y salida de cualquier líquido o gas. Dado que el aceite se degrada con la luz del sol y da lugar a la síntesis de hidrógeno, los contenedores, fundas y/o envases deben ser a prueba de luz para proteger la muestra de la luz solar.

Deben evitarse las botellas de plástico, ya que las moléculas de agua se pueden difundir a través de las paredes del contenedor, aumentando así el contenido de agua de la muestra; los estudios han revelado que pueden entrar 10 ppm de agua en la muestra durante el transporte y el almacenamiento antes de la prueba. Por el contrario, las moléculas pequeñas, como el hidrógeno, se pueden difundir fuera del aceite a través de las paredes del contenedor de plástico, lo que disminuye la concentración finalmente medida en la muestra.

Por último, es importante embalar bien las muestras para evitar que se dañen durante el transporte al laboratorio de análisis de aceite. Asegúrese de que el fondo de las botellas también esté protegido.

El aceite aislante es el alma de los transformadores. Las pruebas periódicas del aceite, basadas en la condición y la criticidad del activo, permiten a los usuarios de equipos de alto voltaje rellenos de aceite detectar fallas incipientes, supervisar su evolución y planificar las medidas adecuadas antes de que los problemas menores se conviertan en mayores o, en el peor de los casos, en fallas.

En el próximo blog examinaremos la información proporcionada por las pruebas de análisis de gases disueltos en aceite.

Autores:

Simon Sutton cuenta con más de 25 años de experiencia en la industria de transmisión y distribución de electricidad, principalmente en el sector de los cables. Ha trabajado en la industria de suministro de materiales para cables, como responsable de la política de cables de una empresa de servicios públicos de transmisión y en el sector de investigación. Sus intereses también incluyen el monitoreo de condición, las pruebas de diagnóstico, la investigación forense y la gestión de activos. Simon trabaja ahora como Director de Servicios para Altanova, una empresa de Doble, y está radicado en el Reino Unido. Sus responsabilidades incluyen la estrategia empresarial, las relaciones externas y la coordinación de las actividades técnicas en todo el mundo. Simon tiene un título y un doctorado en Física, ambos por la Universidad de Reading. Participa activamente en organismos profesionales internacionales representando al Reino Unido en el Comité de Estudio de Materiales y Técnicas de Ensayo Emergentes de CIGRE, convocando al Grupo de Asesoramiento Estratégico sobre Sólidos de CIGRE y siendo miembro del consejo de redacción de la revista IEEE Electrical Insulation Magazine. Es un Miembro visitante de investigación avanzada en la Universidad de Southampton.

Lance R. Lewand es el Director técnico del Laboratorio de materiales aislantes de Doble. El Laboratorio de materiales aislantes se encarga de los análisis rutinarios y de investigación de dieléctricos líquidos y sólidos para aparatos eléctricos. Desde sus inicios en Doble en 1992, el señor Lewand ha publicado más de 75 artículos técnicos relacionados con las pruebas y muestreos de materiales aislantes eléctricos y diagnósticos de laboratorio. El Sr. Lewand recibió su licenciatura en ciencias de St. Mary's College of Maryland. Participa activamente en organizaciones profesionales, como la Sociedad Química Americana, es representante del Comité Nacional de Estados Unidos para el TC10 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) e ISO TC28, ASTM D-27 desde 1989, presidente del Comité D-27 de ASTM, presidente del subcomité 06 de Pruebas Químicas, secretario del Comité de Doble sobre Materiales aislantes y ha recibido el Premio al mérito de ASTM para el Comité D-27.

Andy Davies trabaja para Doble desde hace más de 6 años. Su trabajo comenzó con 2,5 años en Oriente Medio, proporcionando una indexación del estado de los activos y orientación sobre el mantenimiento de más de 2400 transformadores para una empresa de transmisión de Oriente Medio. Desde entonces, ha participado en el soporte y la capacitación de herramientas de gestión de activos en línea como dobleARMS e INSIDEVIEW, en el soporte de hardware para equipos de pruebas de aceite portátiles y de campo como Calisto, Myrkos y Domino, y en la consulta de transformadores para clientes ubicados en toda la región EMEA. Antes de trabajar en Doble, colaboró con una empresa de servicios petroleros que ofrecía recuperación de petróleo y soluciones móviles para petróleo que incluían asesoramiento técnico para todos los generadores, contratistas de alto voltaje y empresas de transmisión y distribución en el Reino Unido e Irlanda. Ha dirigido investigaciones sobre disulfuro de dibencilo (DBDS) y acidez en transformadores y sus estrategias de mitigación y tiene un sólido conocimiento de la química del aceite.

Información adicional:

• Servicios de laboratorio
• Capacitación en diagnóstico de laboratorio

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Introducido en 2017, la extracción de los componentes de la corriente de excitación abre la puerta a una nueva mejora del diagnóstico de los circuitos electromagnéticos. Tradicionalmente, el análisis de datos de la corriente de excitación y de pérdidas monofásica se basa en la corriente total, las pérdidas y el factor de potencia. En algunas unidades, la prominencia de la componente de corriente capacitiva enmascara el comportamiento de la componente inductiva, dando lugar a incertidumbres de los criterios de diagnóstico. El método permite la separación de los componentes esenciales de la corriente total medida y el informe de los tres, es decir, los componentes_IR,_IL e_IC.

La corriente total medida (I_medición) durante una prueba de corriente de excitación y pérdidas está compuesta por tres componentes de corriente, identificados en la Fig. 1 como_IR,_IL e_IC. En la mayoría de las unidades con I_medición de retraso, los patrones se pueden predecir conociendo el tipo de núcleo e inspeccionando el diagrama eléctrico de la placa de datos. En ciertos casos, sin embargo, la presencia de carga capacitiva distorsiona los patrones de corriente esperados, haciendo que las conclusiones del diagnóstico sean menos seguras. El método que extrae_IL e_IC, permite evaluar el circuito electromagnético libre de los efectos de la carga capacitiva.

Figura 1. Circuito equivalente de un transformador en vacío

Origen de los componentes de la corriente

Comprender el fenómeno que dicta el comportamiento de los componentes de la corriente es esencial para el análisis de datos. A continuación se ofrece una breve sinopsis.

Corriente inductiva -I_L

La corriente inductiva es una función de la carga inductiva total presente durante la prueba de corriente de excitación y pérdidas monofásica. Los objetivos de I_L son dobles: 1) mantener el núcleo magnetizado; por lo tanto, está influenciada por los cambios de reluctancia que encuentra el flujo en el núcleo; y 2) suministrar carga inductiva interna.

Corriente resistiva -I_R

La finalidad de I_R es suministrar las pérdidas disipadas en el transformador durante la prueba. Estas pérdidas se deben principalmente a histéresis y a pérdidas por corrientes inducidas (corrientes de Foucault o de Eddy) en los núcleos magnetizados. En la mayoría de los casos, el patrón de I_R, cualitativamente, sigue al de I_L. I_R tampoco se ve afectada por I_C. Por lo tanto, cuando la interpretación de I_medición se ve afectada por las distorsiones del patrón debido a las magnitudes relativas de I_L e I_C, I_R puede servir como un indicador de diagnóstico útil.

Corriente capacitiva – I_C

El objetivo de I_C es suministrar la carga capacitiva interna. Esto incluye la corriente que representa la carga capacitiva total acoplada inductivamente y la corriente total que se filtra a tierra.

Extracción de componentes de la corriente de excitación presentada por Doble Test Assistant

Históricamente, los datos empíricos informados por Doble Test Assistant (DTA) incluían la corriente total, las pérdidas y una indicación sobre si la corriente es de retraso o de adelanto. La nueva generación de DTA permite una extracción automática de los componentes de la corriente total a través de un algoritmo integrado con datos adicionales que ahora incluye las corrientes inductiva, resistiva y capacitiva, así como el factor de potencia y el ángulo de fase (Fig. 2). Con ello, se mejora la capacidad de diagnóstico de la prueba, ya que ahora los datos se pueden evaluar sin el impacto de la carga capacitiva.

Por ejemplo, el análisis de I_L e I_R debe seguir las pautas para I_medición de retraso. Es decir, el patrón de fase esperado en las unidades de tres y cinco patas tipo núcleo y tipo coraza es de dos lecturas altas similares y una lectura inferior (2H1L), donde esta última se obtiene en la fase situada en la pata central del núcleo. Otros tipos de núcleo y configuraciones de bobinado pueden dar lugar a patrones diferentes.

Figura 2. Extracción de componentes de la corriente de excitación presentada por Doble Test Assistant

Ventajas de la extracción de componentes de la corriente de excitación monofásica

• El uso de componentes de corriente de excitación extraídos mejora nuestra capacidad para evaluar la condición del sistema electromagnético sin la influencia de la carga capacitiva.
• Se espera que una mayor investigación sobre el uso del método permita comprender mejor el impacto que la ubicación y la naturaleza de la falla tienen sobre cada uno de los componentes de la corriente.
• En última instancia, esto mejorará la capacidad de diagnóstico de la prueba de corriente de excitación y pérdidas en los transformadores de potencia.

Más información:

• Producto: Software DTA
• Artículo: Doble Test Assistant 8 ofrece mayor capacidad de diagnóstico y soporte de instrumentos para realizar pruebas y análisis de campo completos

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Aunque el acetileno es el gas más importante para detectar fallas graves, todos los gases son importantes desde el punto de vista de las fallas incipientes. Los tipos y cantidades de gases que se forman dentro del aceite aislante revelarán la naturaleza de la falla y determinarán si involucra al aislamiento sólido, es un problema térmico o eléctrico, y si hay una fuga dentro del sistema sellado o una degradación prematura en un sistema abierto.

Hay muchos métodos reconocidos para interpretar los datos de DGA, sobre los que no disponemos de tiempo para revisar aquí, así como los límites de gas sugeridos en guías como la IEEE C57.104-2019 y la IEC 60599. No obstante, es importante recordar que hay que tener en cuenta factores como el tipo de aceite dieléctrico implicado (fluidos de silicona, minerales o ésteres), aunque un resumen de alto nivel de la interpretación de DGA sería el siguiente:

• El acetileno suele indicar un arco eléctrico o una condición térmica de alta temperatura
• Para comprobar la existencia de una descarga parcial, examine los niveles de hidrógeno
• Para las fallas de baja temperatura, preste atención al etano y al metano
• El etileno es un indicador de un problema térmico de alta temperatura
• En climas templados, los altos niveles de monóxido de carbono son un signo de degradación del papel, mientras que en climas más cálidos, pueden persistir altos niveles de CO sin que haya otros indicadores de degradación del papel
• Los altos niveles de dióxido de carbono pueden indicar un sobrecalentamiento general del aislamiento de papel

Un solo conjunto de datos de DGA no permite determinar si las concentraciones de gas son estables, aumentan o incluso disminuyen, ni tampoco cuánto tiempo llevan ahí, ni si están asociadas a un incidente conocido, como una condición transitoria, o cuando el transformador está sometido a un esfuerzo en particular. Todo lo que se conoce son los gases presentes y la concentración de cada uno; esto puede indicar un problema, pero no puede indicar si hay un problema activo. Por lo tanto, es necesario establecer una tendencia basada en varios puntos de datos que informe al gestor del activo si la gasificación se mantiene estable, se intensifica o si avanza de un tipo de falla a otro.

Incluso después de haber establecido la tendencia de DGA, como en todas las pruebas de diagnóstico, el contexto es primordial. Conozca el comportamiento normal para su activo, la antigüedad del mismo y las condiciones locales, como la temperatura ambiente, la carga, los transitorios, los armónicos u otras circunstancias que explicarían los gases en el aceite. La comparación de la gasificación de un activo con unidades similares (si están disponibles) puede proporcionar información adicional. Los cambios en los niveles de gasificación pueden haber sido causados por un cambio en el patrón de carga o por una falla de paso. También hay que tener en cuenta las actividades de mantenimiento que se hayan realizado. ¿Se han hecho reparaciones? ¿Qué pruebas eléctricas se han realizado? Si los resultados de varios transformadores han cambiado, ¿ha habido un cambio en el procedimiento de muestreo o en el laboratorio utilizado?

En algunos casos se procede a la desgasificación del aceite del transformador; por lo general, cuando se llena un transformador nuevo o después de un mantenimiento que ha dejado al descubierto el núcleo y los bobinados. Esto cambia inevitablemente los valores de DGA y requiere nuevas pruebas de referencia para restablecer la tendencia del comportamiento del gas durante un período de tiempo (al menos 3 meses). Es importante recordar que la desgasificación del aceite no solucionará la causa subyacente del problema, borrará la tendencia de DGA y, como procedimiento, no está libre de riesgos incluso cuando se utilicen contratistas competentes.

En la tercera y última parte de esta serie de blogs analizaremos los datos de calidad del aceite y la valiosa información que nos proporciona sobre la condición de los transformadores.

Autores:

Simon Sutton cuenta con más de 25 años de experiencia en la industria de transmisión y distribución de electricidad, principalmente en el sector de los cables. Ha trabajado en la industria de suministro de materiales para cables, como responsable de la política de cables de una empresa de servicios públicos de transmisión y en el sector de investigación. Sus intereses también incluyen el monitoreo de condición, las pruebas de diagnóstico, la investigación forense y la gestión de activos. Simon trabaja ahora como Director de Servicios para Altanova, una empresa de Doble, y está radicado en el Reino Unido. Sus responsabilidades incluyen la estrategia empresarial, las relaciones externas y la coordinación de las actividades técnicas en todo el mundo. Simon tiene un título y un doctorado en Física, ambos por la Universidad de Reading. Participa activamente en organismos profesionales internacionales representando al Reino Unido en el Comité de Estudio de Materiales y Técnicas de Ensayo Emergentes de CIGRE, convocando al Grupo de Asesoramiento Estratégico sobre Sólidos de CIGRE y siendo miembro del consejo de redacción de la revista IEEE Electrical Insulation Magazine. Es un Miembro visitante de investigación avanzada en la Universidad de Southampton.

Lance R. Lewand es el Director técnico del Laboratorio de materiales aislantes de Doble. El Laboratorio de materiales aislantes se encarga de los análisis rutinarios y de investigación de dieléctricos líquidos y sólidos para aparatos eléctricos. Desde sus inicios en Doble en 1992, el señor Lewand ha publicado más de 75 artículos técnicos relacionados con las pruebas y muestreos de materiales aislantes eléctricos y diagnósticos de laboratorio. El Sr. Lewand recibió su licenciatura en ciencias de St. Mary's College of Maryland. Participa activamente en organizaciones profesionales, como la Sociedad Química Americana, es representante del Comité Nacional de Estados Unidos para el TC10 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) e ISO TC28, ASTM D-27 desde 1989, presidente del Comité D-27 de ASTM, presidente del subcomité 06 de Pruebas Químicas, secretario del Comité de Doble sobre Materiales aislantes y ha recibido el Premio al mérito de ASTM para el Comité D-27.

Andy Davies trabaja para Doble desde hace más de 6 años. Su trabajo comenzó con 2,5 años en Oriente Medio, proporcionando una indexación del estado de los activos y orientación sobre el mantenimiento de más de 2400 transformadores para una empresa de transmisión de Oriente Medio. Desde entonces, ha participado en el soporte y la capacitación de herramientas de gestión de activos en línea como dobleARMS e INSIDEVIEW, en el soporte de hardware para equipos de pruebas de aceite portátiles y de campo como Calisto, Myrkos y Domino, y en la consulta de transformadores para clientes ubicados en toda la región EMEA. Antes de trabajar en Doble, colaboró con una empresa de servicios petroleros que ofrecía recuperación de petróleo y soluciones móviles para petróleo que incluían asesoramiento técnico para todos los generadores, contratistas de alto voltaje y empresas de transmisión y distribución en el Reino Unido e Irlanda. Ha dirigido investigaciones sobre disulfuro de dibencilo (DBDS) y acidez en transformadores y sus estrategias de mitigación y tiene un sólido conocimiento de la química del aceite.

Más información:

• Productos:
  • Monitoreo de condición
  • Myrkos – Analizador portátil de gases disueltos
• Servicios: Servicios de laboratorio
• Artículos:
  • ¿Está por comprar un nuevo monitor de análisis de gases disueltos? Lea la letra chica
  • El poder del análisis de gases disueltos en aceite

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