PRUEBAS PILOTO TRANSFORMADORES DE POTENCIAL INDUCTIVOS TIPO GIS GERENCIA DE MANTENIMIENTO SUBESTACIONES EEB

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Contenido 1. Marco Conceptual Subestaciones GIS – 230kV 2. Pruebas Piloto Transformadores de Potencial en dos Subestaciones Encapsuladas 3. Pruebas en Transformadores de Potencial de Repuesto

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1. Marco Conceptual Subestaciones GIS – 230kV

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Modelo Eléctrico - Subestación GIS. (Gas Insulated Substation)

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Modelo Eléctrico - Subestación GIS. (Gas Insulated Substation)

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DATOS DE BÁSICOS DE LA GIS

La planeación operativa y de actividades de mantenimiento es compleja. Se disminuye drásticamente la seguridad operativa dado que no es posible el corte visible. Es necesario desenergizar la subestación en caso de trabajos en la barra. Las consignas operativas deben ser más rigurosas que en las AIS.

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DATOS BÁSICOS DE LA GIS

1. No es posible la utilización de puestas a tierras portátiles 2. Las distancias de seguridad internas de equipos y contactos de los sistemas GIS oscilan entre los 10 a 30 cm 3. Distancia de los contactos internos en interruptores-seccionadores son menores 4. No permite delimitación de áreas por secciones visibles 5. El manejo y control de presiones del SF6 para actividades de mantenimiento es complejo. 7

2. Pruebas Piloto Transformadores de Potencial en Subestaciones Encapsuladas

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DATOS DE PLACA DEL EQUIPO PROBADO

FABRICANTE

ALSTOM

AÑO DE FABRICACIÓN

2013

BIL TENSIÓN NOMINAL SISTEMA CLASE DE AISLAMIENTO

TIPO FRECUENCIA NOMINAL

245 / 460 / 1050 kV NORMA

230 kV

Gas SF6

TENSIÓN FASE-TIERRA ALTURA DE OPERACIÓN

B105-3

60 Hz

IEC 60044-2

132,79 kV

1000 msnm

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Condiciones Físicas de la Subestación y Metodología para las Pruebas Para el desarrollo de las pruebas fue necesario realizar la inyección de tensión primaria desde el buje de transición con referencia a tierra de la subestación.

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Diagrama Esquemático de la Prueba La secuencia de la prueba es: 1. 2.

3.

4. 5.

6. 7.

Desconexión en potencia de los conectores de los bujes de transición. Desconexión de los segundarios de los PT (2 núcleos de protección 1 medida) Parametrización del Equipo de pruebas “VANGUARD 765” con los parámetros de placa del TP inductivo Conexión del equipo al primario y al segundario Inyección por el núcleo y resultados 5 minutos. Total 15 minutos en las tres fases A-B-C Comparación de resultados con los de fábrica ( FAT ) Restablecimiento de los equipos.

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Causas Principales para la Utilización del Método en PTs GIS. La tecnología GIS presenta una serie de dificultades para realizar las pruebas de relación de transformación, debido a la disposición mecánica de los Transformadores de Tensión. Causas principales: • •

• •

Acceso al primario del transformador de tensión a aplicar: tensión nominal o tensión reducida. Equipos que cumplan con el actual código de medida y/o mantenimiento, dando certeza de la prueba conforme a pruebas FAT o de puesta en servicio. Tiempos de indisponibilidad del activo. Complejidad de la prueba, por las desconexiones en potencia.

Las experiencias de mantenimientos en GIS, no han sido exitosas utilizando equipos comerciales como lo es el CPC100, por su baja capacidad de fuente ya que solo aplica 2000 voltios y sus datos son erróneos.

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Equipo Utilizado en la Prueba Hoy día, se tiene una importante variedad de equipos en el mercado para realizar pruebas a Transformadores de Tensión a niveles de 230 kV y 500 kV. El requerimiento de la CREG en su resolución 038 de 2014 solicita la realización de pruebas Pilotos de Relación de Transformación, evaluación su desviación en magnitud y ángulo. La EEB en su área de mantenimiento tuvo éxito con el equipo Vanguard 765, en transformadores de Tensión Inductivos Encapsulados 230kV el cual utiliza el método de tensión reducida inyectando 7440 Voltios.

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Registro Fotográfico de Algunos Resultados

FASE A

FASE B

FASE C

Registro de pruebas realizadas

Los valores arrojados establecen una medida correcta dentro de los márgenes de la clase de exactitud especificada en placa. Y dentro de lo estipulado en el acuerdo 887 Tabla 3 del numeral 11.4.1 para los núcleos de medida de los transformadores inductivos. 14

Cinco (5) Inyecciones Realizadas para Verificación de la Repetitividad

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de los Resultados en los PT´S A y B. PT:

Devanado

1a-1n

PT: Devanado

1a-1n

Fase A

Serial No, :

Clase de Exactitud

Prueba No,

0,2

1 2 3 4 5

Fase B Clase de Exactitud

Prueba No,

0,2

1 2 3 4 5

142954 0010 04/ RML

Tensión Tensión Primaria [kV] Secundaria [V] 230 / √3 230 / √3 230 / √3 230 / √3 230 / √3

115 / √3 115 / √3 115 / √3 115 / √3 115 / √3

Relación Nominal

Relación Medida

2000 2000 2000 2000 2000 Promedio

2000,378 2000,654 2000,223 2000,449 2001,042 2000,549

Serial No, : 142954 0010 05/ RML Tensión Tensión Relación Primaria Secundaria Nominal [kV] [V] 230 / √3 230 / √3 230 / √3 230 / √3 230 / √3

115 / √3 115 / √3 115 / √3 115 / √3 115 / √3

Ident-No, :

2000 2000 2000 2000 2000 Promedio

Ident-No, : Relación Medida 1999,703 1999,763 1999,698 1999,590 1999,838 1999,718

F03 Y600190 - 01 Desplazamient Error de o de Fase Relación [%] [min] 0,020 0,030 0,010 0,020 0,050 0,026

9,0 9,6 14,4 6,0 10,8 9,96

F03 Y600190 - 01 Error de Desplazamien Relación to de Fase [%] [min] 0,010 0,010 0,020 0,020 0,010 0,014

4,8 13,8 5,4 8,4 3,0 7,1

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Análisis y Conclusiones de los Resultados

Los ensayos han demostrado que los núcleos de medida de los transformadores de potencial asociados a una Subestación Encapsulada reflejan mediciones correctas en error de magnitud y fase, cumpliendo los requerimientos de la resolución CREG 038/2014 – tabla 2 Artículo 9 para el núcleo de medida y las normas IEC 60044-2 y NTC 2207 para todos los núcleos.

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02

Análisis y Conclusiones de los Resultados.

La prueba de los transformadores de tensión se realizó por el método indirecto a tensión reducida, según acuerdo 887, este método se aplica únicamente a transformadores con divisor capacitivo. Aun así y aunque no se cobije para transformadores puramente inductivos, los buenos resultados de las actuales pruebas evidenciados en campo dejan claro que el equipo ofrece una óptima alternativa para las pruebas en campo de PT’s inductivos embebidos en subestaciones tipo GIS.

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3. Pruebas en Transformadores de Potencial de Repuesto

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03 FABRICANTE AÑO DE FABRICACIÓN BIL TENSIÓN NOMINAL SISTEMA CLASE DE AISLAMIENTO

DATOS DE PLACA DEL EQUIPO DE REPUESTO PROBADO

MESSWANDLER TIPO

1982

FRECUENCIA NOMINAL

245 / 460 / 1050 kV NORMA

230 kV

Gas SF6

TENSIÓN FASE-TIERRA ALTURA DE OPERACIÓN

SU 245

60 Hz

IEEE/ANSI C57.13

132,79 kV

1000 msnm

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03

Descripción General de las Pruebas Al contar con dos trasformadores de potencial tipo GIS, se realizaron inyecciones con tres equipos de prueba diferentes: • CPC 100 (Omicron) • Votano 100 (Omicron) • CVT 765 (Vanguard) Se evaluaron los resultados, considerando la forma de operación de cada uno de ellos. 20

UdW1

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Equipos Utilizados para los Ensayos

Equipo CVT 765

Los tres equipos de prueba empleados poseen la similitudes en el contexto de inyección de tensión por el lado primario del TT para realizar la prueba de relación, y miden por el lado secundario o de baja tensión. Según los métodos de prueba establecidos en el acuerdo 981, estos equipos pueden clasificarse así: •

Por el desarrollo del método indirecto por simulación, el cual consiste en la elaboración de un modelo eléctrico a partir de la medición de algunos parámetros, y la evaluación de los demás factores del transformador en determinados puntos de operación. (Votano 100).

•

Por el desarrollo del método indirecto a magnitud reducida, que consiste en la inyección primaria de un valor de tensión inferior al nominal pero lo suficientemente alto para lograr establecer una inducción en el núcleo y generar una tensión en el devanado secundario. (CPC 100 y CVT 765).

Equipo CPC 100

Equipo Votano 100

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Diapositiva 21 UdW1

Usuario de Windows, 16/08/2017

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El Método Indirecto a Magnitud Reducida. Los resultados con el uso de este método para las pruebas de transformadores de tensión inductivos tipo GIS han sido satisfactorias, dadas la capacidad y características del equipo CVT 765, ya que gracias a su tensión de trabajo y potencia de salida, los resultados se ven mínimamente afectados por los efectos resistivos y capacitivos de la subestación GIS. Esto fue comprobado nuevamente durante el desarrollo de las pruebas a los transformadores de las barras de la subestación GIS de 230 kV de la Central el Paraíso, en donde se obtuvieron muy buenos resultados.

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03

Comparativo y Evaluación de Resultados de las Pruebas T ransformador 82734011 Eq u ip o CP C 1 0 0

Prueba No. 1 2 3 4 5

Tensión de prueba 250 V 500 V 1000 V 1500 V 2000 V

Relación 2000,88038 1997,9620 1996,3458 1995,2755 1994,9224

Error de relación 0,04 % 0,10 % 0,18 % 0,24 % 0,25 %

Desfase 4,2 min 4,2 min 1,2 min 5,4 min 7,8 min

Error de relación 0,07 % 0,07 % 0,06 % 0,06 %

Desfase 4 min 4 min 7 min 5 min

Error de relación 0,165019 % 0,16391%

Desfase -8,12 -8,12

Eq u ip o CVT 7 6 5

Prueba No. 1 2 3 4

Tensión de prueba 7440 V 7440 V 7440 V 7440 V

Relación 2001,3 2001,3 2001,2 2001,2 Eq u i p o Vo tan o 1 0 0

Prueba No. 1 2

Tensión de prueba 4000 V 4000 V

Relación 1996,76 1996,78

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03

Análisis y Conclusiones de los Resultados

Al comparar los resultados arrojados por cada equipo, es valido afirmar que para el punto de operación definido, existe similitud entre los valores de error de relación y desplazamiento de fase, indicando, que aunque esta especialmente diseñado para transformadores de tensión con acople capacitivo, el CVT 765 posee una buena respuesta para el ensayo de transformadores puramente inductivos. Esto representa una muy buena alternativa para las pruebas en campo de TT’s inductivos embebidos en subestaciones tipo GIS y no solo a los núcleos de medida, sino también a los de protección, sin importar la clase.

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