Transformando Análises em Confiabilidade. Monitores de Gases SITRAM® GAS-Guard 8 Transformer Lifecycle Management™ Answers for energy. Para um funcionamento confiável dos transformadores: Análise de Gases Críticos – Detecção Rápida de Falhas O Desafio: O fornecimento de energia deve ser confiável. O transformador, um dos mais importantes componentes em sua rede, desempenha papel-chave nesta cadeia. Por isso, é fundamental conhecer sua condição atual para prevenir paradas intempestivas, otimizar a programação de paradas, reduzir custos de manutenção e, finalmente, utilizar seu investimento da melhor maneira possível. SITRAM® GAS-Guard 8: análise contínua, diretamente no transformador, de gases críticos indicativos de falhas dissolvidos no óleo. Gases críticos são um indicador importante do risco de falha em um transformador. A maioria das falhas em transformadores, seja por formação de arcos elétricos, descargas parciais, pontos de sobreaquecimento ou refrigeração inadequada, gera gases específicos dissolvidos em várias concentrações. Daí a importância do monitoramento contínuo e do acompanhamento da geração de gases. Estes procedimentos oferecem indicações rápidas, fazendo com que danos mais extensos possam ser prevenidos. Análise de gases dissolvidos, ou DGA, é uma das ferramentas mais abrangentes para realização deste trabalho de prevenção. Seus objetivos são: M onitoramento de falhas conhecidas aliado à detecção de falhas incipientes: analisa continuamente a tendência de geração de gases críticos, detectando falhas incipientes em seu estágio inicial e monitorando seu desenvolvimento. R edução de custos de manutenção: a manutenção baseia-se na condição operacional determinada com a ajuda do monitoramento on-line. E stimativa do tempo de vida restante: medição de umidade no óleo, O2, CO2 e CO servem como base para o cálculo do envelhecimento térmico. Com SITRAM® GAS-Guard 8, a Siemens traz um laboratório de DGA para o seu transformador: contínuo, com repetibilidade e precisão laboratorial. 2 SITRAM® GAS-Guard 8: O monitor de gases certo para o seu transformador Metano CH4 Hidrogênio H2 Acetileno C2H2 Etileno C2H4 Nitrogênio N2 Oxigênio O2 Monóxido de Carbono CO Dióxido de Carbono CO2 Etano C2H6 Visão geral dos gases no óleo do transformador relevantes para a elaboração de diagnósticos consistentes. SITRAM® GAS-Guard 8 em operação Monitoramento contínuo de gases críticos SITRAM® GAS-Guard 8 – Principais benefícios O SITRAM® GAS-Guard 8 (GG 8) realiza análises online de gases indicativos de falha usando gás-cromatografia. Instalado junto ao transformador, o GG 8 fornece informações contínuas sobre os gases indicativos de falha, ajudando o usuário a manter seus transformadores nas melhores condições de funcionamento. Por décadas, a gás cromatografia (GC) tem sido referência padrão, cientificamente aceita como o melhor método laboratorial para análise de gases dissolvidos no óleo. O SITRAM® GG 8 traz o laboratório de análise gáscromatográfica para o seu transformador. Ele opera continuamente, empregando autocalibrações frequentes e intervalos de medição ajustáveis. O SITRAM® GG 8 mede os gases dissolvidos no óleo do transformador em intervalos regulares, com frequência de uma hora, se necessário. Adicionalmente, fornece medições de temperatura e umidade do óleo e de seu carregamento. Instalado de forma compacta diretamente no transformador, o SITRAM® GG 8 é um monitor de campo de excelente custobenefício. Com alta confiabilidade e baixo custo de manutenção, possui a maior base instalada entre os monitores de gases do mercado. O SITRAM® GG 8 permite a correlação entre gases críticos, umidade, temperatura do óleo, temperatura ambiente e carregamento do transformador. O monitor suporta as ferramentas de diagnóstico das normas IEEE e IEC, permitindo alertas rápidos e diagnóstico de falhas incipientes. R obustez em gás-cromatografia otimizada para o uso em campo; A nálise individual de gases com sensibilidades individualizadas; F acilidade de reprodução de resultados por calibração automática contra amostra de gás padrão; A gás cromatografia é o método utilizado em laboratórios de análise de óleo (testado pelas normas IEC e IEEE); S ensor de umidade no óleo integrável ao sistema (opcional); C omparação entre a geração de gases em função da carga (opcional); Instalação rápida de acordo com a necessidade do cliente. SITRAM ® GAS-Guard 8 (GG 8) é parte da família de SITRAM® MONITORING. Este conjunto modular de soluções assegura a disponibilidade e o tempo de serviço do seu transformador. A Siemens trabalha em parceria com seus clientes para definir as melhores soluções para cada necessidade. 3 Workstations Management Stations Laptop Spectrum Power CC CCTV analoger Monitor Handy, Internetsymbole NX-AIR Handy Amis Gerät Workstations Management Stations Internet Wireless Pager Fax PDA Kameras IEC61850 Laptop Spectrum Power CC CCTV Peripheriegeräte Handy, Internetsymbole Handy SIPROTEK EHV Spectrum power3 Internet Wireless analoger Monitor Biomass plant Zone Indicator Pager Eingabebausteine Fax Linientrenner FCIO222 PDA Kameras 1..4 NX-AIR Amis Gerät IEC61850 1..4 Workstations Management Stations Peripheriegeräte PROTEK HV + MV II Local HMI Remote HMI Biomass plant SIMEAS P Zone Indicator Eingabebausteine Linientrenner Laptop GAS-Guard Transformador Spectrum Power CC CCTV SIPROTEK HV + MV SIPROTEK HV + MV II Local HMI Remote HMI Spectrum power3 SIPROTEK EHV Bomba Amis Gerät Internet Wireless Pager Fax PLC OLM DCF/GPS Server Kameras Peripheriegeräte Biomass plant Zone Indicator HV GIS Bomba RECLOSER-M CONTROLLER Local HMI SIPROTEK HV + MV II SIPROTEK HV + MV Eingabebausteine Linientrenner FCIO222 Coluna de Cromatografia SITRAM SIPROTEC 1..4 Tanque de Hélio PDA SIMEAS P IEC61850 FCIO222 1..4 Handy RECLOSER-M CONTROLLER analoger Monitor Handy, Internetsymbole 1..4 1..4 HV Ableiter Remote HMI SIMEAS P HV GIS SITRAM SICAM 1703 SICAM PAS I SIPROTEC PLC OLM Óleo SICAM 1703 Gás HV Ableiter DCF/GPS Server Contract SIPROTEC SICAM PAS I Porta de Injeção Detector de Condutividade Térmica HV GIS SITRAM PLC OLM DCF/GPS Server Contract TM 1703 ACP biomass plant Válvula Gases wind turbine Dissipados wind turbine photovoltaic plant Leistungstrafo HV Ableiter Contract TM 1703 ACP Leistungstrafo BC 1703 ACP Industrieanlage photovoltaic plant biomass plant BC 1703 ACP SIMATIC S7-400 PLC Extrator de Gases Gás de calibração Zug biomass plant Industrieanlage Siprotec Firewall Microcontrolador – Memória / Gerenciador de Alarmes Siprotec SICAM PAS CC Siprotec SICAM PAS CC Firewall SICAM Station Unit SICAM Station Unit Firewall SICAM Station Unit Server Server BCU protection relay Printer BCU protection relay Server BCU 6MD66 wind turbine Häuschen Zug BCU protection relay BCU 6MD66 Switch Printer BCU 6MD66 PU 7SA522 AVR Tapcon Comunicação Switch PU 7SA522 AVR Tapcon Switch Printer Tudo em sua tela, tudo sobre controle: com ferramentas poderosas e a mesma tecnologia de análise de um laboratório de óleo SICAM PAS CC ZugHäuschen photovoltaic plant BC 1703 ACP Leistungstrafo SIMATIC S7-400 PLC Häuschen Industrieanlage Leistungstrafo PU 7SA522 AVR Tapcon Com o serviço de monitoramento, os dados disponibilizados pelo SITRAM® GAS-Guard 8 podem ser acessados de qualquer lugar. Serviço de Monitoramento Princípio de medição da gás cromatografia O óleo do transformador a ser analisado passa pelo circuito de uma unidade de extração contendo dois volumes diferentes: óleo e gás. Uma membrana permeável ao gás separa os dois volumes. O gás dissolvido no óleo atravessa a membrana permeável, passando para a fase gasosa. Uma quantidade definida deste gás é transportada do extrator de gases pela injeção do gás inerte Hélio – fase móvel – através da coluna de cromatografia. Dependendo de suas propriedades específicas, os gases possuem diferentes tempos de passagem pela coluna. Um detector de condutividade térmica é usado no final da coluna para determinar o tempo de saída dos componentes individuais de gás. Juntamente com a análise de amplitude, é possível determinar qualitativa e quantitativamente os gases dissolvidos no óleo. O SITRAM® GAS-Guard 8 e o serviço de monitoramento possuem tecnologias sofisticadas, combinadas com um serviço especializado que oferece uma base sólida para a tomada de decisões. O software GAS-Guard View permite que o SITRAM® GG 8 seja acessado e controlado tanto em campo quanto remotamente. Estes serviços e ferramentas fazem parte do portfólio do TLM e podem ser complementados com a adição de soluções de monitoramento SITRAM®. [email protected] www.siemens.com/energy/TLM 4 SITRAM® GAS-Guard 8: Características técnicas Método DGA – Gás-cromatografia de categoria laboratorial Gás Precisão(1) Sensores Externos Repetibilidade(2) Faixa de medição(3) Transdutor de corrente para monitoramento de corrente de carga (opcional). Hidrogênio H2 ± 5 % ou ±3 ppm <2 % 3 – 3.000 ppm Temperatura ambiente. Oxigênio O2 ± 5 % ou +30/-0 ppm <1 % 30 – 25.000 ppm Umidade e temperatura do óleo (opcional). Metano CH4 ± 5 % ou ±5 ppm <1 % 5 – 7.000 ppm Monóxido de carbono CO ± 5 % ou ±5 ppm <2 % 5 – 10.000 ppm Dióxido de carbono CO2 ± 5 % ou ±5 ppm <1 % 5 – 30.000 ppm Comunicação Etileno C2H4 ± 5 % ou ±3 ppm <1 % 3 – 5.000 ppm Etano C2H6 ± 5 % ou ±5 ppm <1 % 5 – 5.000 ppm Portas físicas: RS-232, RS-485, Ethernet 10/100Base-TX, Ethernet 100Base-FX (opcional), GSM modem (opcional), modem interno V.92 Acetileno C2H2 ± 5 % ou ±1 ppm <2 % 1 – 3.000 ppm Nitrogênio(4) N2 <20 % 5.000 – 100.000 ppm ±10 % ou ±5.000 ppm Três entradas 4–20 mA e uma porta RS-232 disponível para conexão de dispositivos opcionais Protocolos suportados: TCP/IP, DNP3, Modbus RTU e ASCII, OPC Notas Display LCD (opcional): para leitura local dos valores medidos dentro do painel Todas as especificações são independentes da temperatura do óleo e dos níveis de pressão do gás. (1) Porcentagem ou ppm – qual for maior (2) No nível de calibração (3) Gás no óleo (4) Nitrogênio mensurável através da pressão Condições Ambientais Umidade e Temperatura do Óleo (opcional) Parâmetro Precisão(5) Faixa de medição Umidade no óleo ± 2 % 0 – 100 % RS(6) <10 % da leitura para temperatura do óleo >30 °C 0 a 80(7) ppm <18 % da leitura para temperatura do óleo <30 °C 0 a 80(7) ppm Temperatura do óleo ± 0.1 °C (típico) –40 °C to +180 °C Temperatura de operação –50 °C a +55 °C Temperatura de início frio –20 °C Umidade de operação 5 % a 95 %, não condensado Pressão de entrada do óleo 0 a 3 bar Temperatura de armazenagem –40 °C a +75 °C Umidade de armazenagem 5 % a 95 %, não condensado Alimentação Tensão 115 VCA ou 230 VCA ±15 % Freqüência 50/60 Hz Corrente 6 A máx. a 115 V 3 A máx. a 230 V (5) Inclui não linearidade e repetibilidade (6) Saturação relativa (7) Variação superior limitada para saturação Dimensões e Massas Altura 55,9 cm Total de gases dissolvidos Largura 50,8 cm O valor efetivo do Total de Gases Combustíveis Dissolvidos (TDCG) está disponível (∑H2, CO, CH4, C2H2, C2H4, C2H6) em ppm. Profundidade 28,4 cm Peso 29,5 kg Classificação do painel IP 65, NEMA 4 Dimensões da embalagem 67 cm x 67 cm x 40,3 cm Peso para transporte (apenas monitor) 31,8 kg O valor do Total de Hidrocarbonetos (THC) está disponível (∑CH4, C2H2, C2H4, C2H6) em ppm. Cada gás é medido em 100% do nível detectado. Análise de gás Amostragem de óleo é contínua e os intervalos das análises de gás são selecionáveis pelo usuário de 2 a 12 horas (Padrão: 4 horas). Todos os dados são registrados com data e hora. Certificações / Normas Compatibilidade Eletromagnética Especificação Método de ensaio EN 61326 Class A: 2002 EN 61326: 2002 Radiated emissions Aceleração automática do período de análise quando a taxa de variação exceder o limite (Padrão: 1 hora). EN 61000-3-2: 2000 EN 61000-3-2: 2000 Current harmonics O monitor realiza autocalibrações periódicas contra uma amostra de gás padrão rastreável pelo NIST 8. EN 61000-3-3: 2001 EN 61000-3-3: 2001 Voltage fluctuations EN 61326 Annex A: 2002 IEC 61000-4-2: Armazenagem de dados em memória de massa por até dois anos. (8) National Institute of Standards and Technology (EUA). Alarmes Para cada gás individual medido: Duas configurações programáveis e individuais de atenção e alarme para limite (ppm) e taxa de variação (ppm/dia) Relé de contato programável para alarme de gás e/ou evento de serviço Um relé de contato para automonitoramento da fonte de energia 2001 ESD IEC 61000-4-3: 2002 Radiated immunity against HF field IEC 61000-4-4: 2004 EFT IEC 61000-4-5: 2001 Surge IEC 61000-4-6: 2004 Conducted RF immunity IEC 61000-4-8: 2001 Magnetic field immunity IEC 61000-4-11: 2004 Voltage dips and interrupts Segurança IEC 61010-1, IEC 61010-2-81 UL 61010-1 (2nd Edition), UL 60950-1 Clause 6.4 CSA-C22.2 No. 61010-1-04 5 Publicado por e copyright © 2009 de: Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstr. 1 91058 Erlangen, Alemanha Siemens AG Energy Sector Transformer Lifecycle Management™ Katzwanger Str. 150 90461 Nuremberg, Germany E-Mail: [email protected] www.siemens.com/energy/TLM Siemens AG Energy Sector Transformers Division Av. Eng. João Fernandes Gimenes Molina, n° 1745 Distrito Industrial – CEP: 13213-080 Jundiaí / SP, Brasil Telefone: +55 (0)11-4585-1100 Para outras informações, entre em contato com nosso Centro de Atendimento ao Cliente. Telefone: +49 180/524 70 00 Fax: +49 180/524 24 71 (As tarifas dependem do provedor) E-mail: [email protected] Power Transmission Division Pedido no. E50001-G640-A115-7900 Impresso na Alemanha Dispo 19200 GB 080888 61/18459 470182 WS 04091.0 Impresso em papel branqueado sem cloro elementar. Todos os direitos reservados. As marcas comerciais mencionadas neste documento são de propriedade da Siemens AG, de suas filiadas ou de seus respectivos proprietários. Sujeito a mudanças sem aviso prévio. As informações presentes neste documento contêm descrições gerais das opções técnicas disponíveis, que podem não se aplicar em todos os casos. As opções técnicas necessárias devem, pois, ser especificadas no contrato. www.siemens.com/energy