trafo nova système de surveillance global de transformateurs
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TrafoNOVA Système de
surveillance global de transformateurs
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Avantages de la surveillance des transformateursL’évaluation de l’état des transformateurs de puissance est probablement la tâche la plus difficile dans la gestion des équipements de réseaux de transmission et de distribution. D’un côté, la construction et la complexité des transformateurs rendent l’inspection visuelle très coûteuse et chronophage.De l’autre côté, les transformateurs sont des équipements coûteux et critiques en raison du temps nécessaire pour les remplacer ou les restaurer après une panne.En outre, les défaillances catastrophiques de transformateur de puissance impliquent souvent des incendies et des explosions présentant des risques de sécurité pour les opérateurs, de dommage matériel et de pollution pour l’environnement.Les installations électriques sont habituellement soumises à un programme de maintenance basée sur le temps à intervalles fixes. Toutefois, pour les équipements les plus critiques, une maintenance conditionnelle est plus recommandable.Une maintenance conditionnelle signifie surveiller en continu l’état de l’équipement électrique.Ceci est fait pour détecter les sources potentielles de problèmes à un stade très précoce et pour prendre les mesures adéquates avant que des événements irréversibles et nuisibles se produisent.Au moyen de la maintenance conditionnelle, le taux de défaillance est maintenu constant au niveau choisi par l’exploitant. Par conséquent, une panne inattendue provoquant des arrêts forcés prolongés peut être évitée, limitant ainsi les coûts dus à la perte de revenus et à la réparation après une panne.
Un DIAGNOSTIC EFFICACE issu d’une maintenance conditionnelle peut conduire à la:
• La réduction de la probabilité de panne imprévue• La localisation du défaut éventuel• L’enregistrement de la tendance du processus de
vieillissement
Causes de dégradation de l’isolation Au cours de sa vie, le transformateur de puissance subit des contraintes thermiques, mécaniques, chimiques et électriques.
L’état du transformateur se détériore progressivement, ce qui conduit à :• Réduction de la force diélectrique : capacité à résister au choc
de foudre et aux impulsions de commutation• Réduction de la résistance mécanique : capacité à résister aux
défauts tels qu’aux courants de court-circuit• Réduction de l’intégrité thermique des enroulements : capacité
à résister aux courants de surcharge
Transformateurs immergés:• Dégradation thermique de :
- cellulose (polymérisation)- huile (oxydation, scission des chaînes polymères)
• Décharges partielles dans papier / carton• Décharges Corona dans l’huile• Dégradation mécanique associée aux vibrations, courts-
circuits
Transformateurs enrobés• Décharges partielles• Dégradation thermique de la résine (scission des chaînes
polymères)• Dégradation mécanique associée aux vibrations, courts-
circuits
Processus thermique causant la dégradation de (détecté par AGD)• Cellulose (polymérisation)• Huile (oxydation, scission des chaînes polymères)
Problèmes électriques causant des (détectés par DP)• Décharges partielles dans papier/carton• Décharges Corona dans l’huile
Problèmes localisés dans les traversées (détectés par DP)• Points chauds• Dispositions constructives• Petit volume d’huile• Assemblage
Problèmes dans les traversées (détectés par capacité/tan-δ)• Pertes diélectriques dues à l’absorption d’humidité/d’eau• Mauvais assemblage/connexions
Régleur en charge• Contacts mécaniques• Arc
Causes de défaillance d’un transformateur
Le TrafoNOVA couvre 85% des compo-sants générant des défaillances
Ref. : MIDEL, transformer risk report Nov. 2018.
Enroulements
Traversées
Système de Refroidissement
Composants non identifiés
Cuves et accessoires
Régleur en/hors charge
Noyau
Huile
3TrafoNOVA - Système de surveillance global des transformateurs
Le transformateur de puissance joue un rôle fondamental dans les systèmes électriques et représente un investissement important dans la mise en œuvre de ces systèmes.Afin de réduire les coûts associés au cycle de vie d’un transformateur et de garantir sa fiabilité et sa durabilité, il est essentiel de surveiller ses conditions de fonctionnement, son système d’isolation et les conditions de travail de tous ses composants.Le système de surveillance TrafoNOVA est en mesure d’accompagner l’exploitant dans ses décions relatives à la maintenance prévisionnelle et préventive des transformateurs.
Surveillance de traversées TD GUARD 3
• Tangente Delta absolue (6 traversées primaire & secondaire)
• Tangente Delta relative• Mesure de la capacité• Courant de fuite de chaque traversée• Tendance de Tangente delta• Changement rapide de capacité de traversée• Température de la traversée• Courants de traversées et déséquilibre courant• Tension primaire ou secondaire (pour calcul de TD)
Surveillance du gaz dissous AGD
Gaz détectés de 1 à 9 (*), par exemple :• Hydrogène (H2)• Oxygène (O2)• Méthane (CH4)• Monoxyde de carbone (CO)• Dioxyde de carbone (CO2)• Éthylène (C2H4)• Éthane (C2H6)• Acétylène (C2H2)• Azote (N2)• Humidité dans l’huile• Température de l’huile(*)Selon l’AGD demandée par le client.
TrafoNOVA - Un système modulaire pour différentes solutionsLe système de surveillance TrafoNOVA est un système modulaire comprenant 4 unités d’acquisition différentes : EDS MK3, TD GUARD, PD SCOPE et AGD. Les unités peuvent être utilisées toutes ensemble, pour un système de surveillance global, individuellement ou en combinaison. Certains paramètres sont strictement liés aux défaillances/défauts, tandis que d’autres mettent en évidence les facteurs de défauts. Toutes les mesures ont un seuil d’avertissement et d’alarme afin de reporter les problèmes au système scada et prévenir les défaillances.
Surveillance des décharges partielles
PD SCOPE
• Décharges partielles• Modèle PRPD• Classification T/F• Forme d’impulsion• Localisation horodatée
Surveillance des paramètres généraux de transformateur
EDS MK3
• Courants de phase• Températures d’huile (bas, haut, système de refroidissement)• Températures de noyau et d’enroulement• Consommation de courant du système de refroidissement
(ventilateur et pompes)• Température des points chauds selon CEI 60076-7• Perte de vie
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Surveillance des décharges partielle PD ScopeTM
Le système de diagnostic haute performance de décharge partielle PDScope, au cœur de tout système de surveillance permanent, est connecté à 3 ou 6 capteurs DP via des câbles coaxiaux et acquiert les signaux HT provenant des capteurs de DP. Chaque PDScope est équipé d'un système d'acquisition 100 MS / s,avec trois canaux indépendants, un canal de synchronisation et une interface Ethernet standard 10/100 Mo. Le système est basé sur un numériseur à large bande passante à des fins d'acquisition. Il acquiert la totalité des formes d'onde d'un grand nombre de signaux détectés, de sorte que le système est en mesure d’identifier les impulsions, d'améliorer le rapport signal sur bruit et de caractériser les formes d’onde à des fins de séparation du signal.
Surveillance des paramètres généraux de transformateur - EDS MK3EDS MK3 est un système modulaire configurable selon les besoins des clients.Chaque module EDS MK3 peut accueillir jusqu’à 10 (rack 3U 13») ou 14 (rack 3U 19 ») cartes et chaque carte est conçue pour mesurer des paramètres spécifiques:• PT100: mesure des températures. Jusqu’à 4 PT100 par carte• I2t: mesure des courants (courants de phase ou ventilateur
ou pompes). Jusqu’à 4 courants par carte• 4...20 mA: pour l’AGD (gaz et humidité uniques), la
température ambiante, etc.EDS MK3 est également équipé d’une carte de communication afin d’être connecté à un système SCADA.La carte comprend : deux ports de fibre différents afin de prendre en charge une connexion en boucle au serveur, configuration de l’adresse IP, carte PC, moniteur, ports Ethernet et USB pour le diagnostic et la mise en service.
Surveillance des traversées - TD GUARD3Le système de surveillance TD GUARD3 fournit jusqu’à 12 canaux (six traversées et 6 CVT).Selon la configuration de TD GUARD3, deux niveaux de mesure différents sont définis : BASIQUE et AVANCÉ.BASIQUE• Courant de fuite de chaque traversée• Détection de la dégradation de Tangente delta au fil du
temps• Détection de changement rapide de la capacité de traversée• Mesure de la température de traverséeAVANCÉ• Tangente Delta absolue (6 traversées primaire & secondaire)• Tangente Delta relative• Mesure de la capacité• Courants de fuite de chaque traversée• Détection de la dégradation de Tangente delta au fil du
temps• Détection de changement rapide de la capacité de traversée• Mesure de la température de traversée
ADAPTATEUR DE PRISE TRAVERSÉE
CAPTEUR TD
ANTENNE SPIRALE UHF
AGD
L'innovation fondamentale du système de diagnostic de DP de TECHIMP-Altanova Group consiste en une acquisition suivie d’un traitement. Pour chaque impulsion acquise, l’unité d’acquisition calcule automatiquement son temps équivalent et son contenu de fréquence équivalent, dans une représentation graphique de classification Temps/Fréquence, dite « T-F- Map ».TrafoNOVA exploite l’analyse temps - fréquence des signaux (T/F - Map) ce qui permet une séparation efficace des différentes sources de signal. Trois regroupements sont identifiés dans le T/F - Map : bruit de fond, décharges internes et décharges de surface.
Unité centrale avec suite logicielle TiSCADATM
L’unité d’acquisition située au niveau du transformateur dispose d’une mémoire embarquée dont les données peuvent être téléchargées sur un ordinateur portable à tout moment. Toutefois, l’unité sera généralement connectée à un serveur central, qui peut aller d’un PC industriel à une unité de serveur industriel de haute performance de 19 pouces avec chien de garde et ASI sur lesquels la suite logicielle de surveillance TiSCADA™ est installée. En alternative, la suite logicielle de surveillance TiSCADA™ peut être fournie sur une machine virtuelle pouvant être exploitée sur un serveur existant. Les données peuvent être envoyées du serveur à un système scada de poste via CEI61850, CEI60870-5-104, OPC UA et d’autres protocoles. Un exemple d’une configuration de serveur haute performance peut être :• Rack industriel 42U• Unité de serveur industriel• Unité de surveillance et commutateur Ethernet géré• Moniteur LCD + clavier de 17’’ (monté sur rack)• Alimentation Sans Interruption (ASI)• Suite logicielle TiSCADA™
5TrafoNOVA - Système de surveillance global des transformateurs
UNITÉ CENTRALE AVEC TiSCADA
INTERFACE WEB
PD SCOPE
EDS MK3
TD GUARD3
coffret TrafoNOVA
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Capteurs UHFLes capteurs UHF sont conçus pour recevoir les émissions électromagnétiques (EM) d’une décharge partielle. Les capteurs UHF peuvent être installés sous forme d’antennes en spirale à des fenêtres diélectriques réparties autour de la cuve, si elles sont présentes, et/ou comme capteurs de soupape de vidange dans la vanne d’huile. Le CAPTEUR UHF AHF est une antenne à large bande avec une réponse plate qui rend l’antenne spirale adaptée à différentes applications. Il a été optimisé pour fonctionner dans une plage de fréquences typique de l’équipement et il a été conçu pour fournir une sensibilité maximale et un gain élevé.
Capteurs de Tangente Delta & Décharge Partielle
Adaptateur de prise traversée
Capteur TD
L’adaptateur de prise traversée se connecte à la prise d’essai des traversées de transformateur. Tap Adapter convient à la mesure en ligne et permanente décharge partielle en ligne et / ou Tan Delta surveillance. Tout en maintenant le robinet d’essai bien en dessous du niveau de tension de sécurité requis par le fabricant, l’adaptateur de robinet acquiert des signaux de décharge partielle à haute fréquence pour l’évaluation diagnostique des matériaux isolants. Bien qu’il doive être personnalisé en fonction de la forme et de la dimension du robinet d’essai (à fournir par le Client), de nombreux modèles sont facilement disponibles pour les buissons de transformateurs les plus établis.
La capteur TD a été conçu pour mesurer les courants de fuite et pour effectuer des mesures d’impédance à l’aide d’un diviseur capacitif. Il est installé entre l’adaptateur de prise traversée et le TDGuard. Il a une double fonction : il conditionne les signaux reçus des adaptateurs de prise et implémente 3 niveaux de protection pour la sécurité de la traversée. Grâce aux multiples niveaux de protection, la connexion à la terre est toujours assurée et la sécurité de l’équipement surveillé est garantie, augmentant en même temps la fiabilité du capteur de tangente delta.
Toutes les mesures sont disponibles via un serveur Web local sur l’EDS. C’est un moyen aisé (via TCP / IP) d’accéder aux mesures et cela peut également être utilisé si le système de surveillance n’est pas connecté au SCADA du poste.Il est possible de configurer le serveur Web afin d’afficher uniquement les mesures disponibles en évitant la création de différents exécutables pour chaque projet.Un exemple peut être la configuration suivante :• Aperçu• Cuve principale• Refroidissement• AGD• Traversée primaire• Traversée secondaire• Alarmes
Capteurs DP
Unité d’AGDL’unité AGD est un dispositif de surveillance continu pour l’Analyse de Gaz Dissous. Elle surveille de 1 à plusieurs gaz. Nous pouvons fournir une unité AGD au choix du client ou nous connecter à une existante préalablement installée par le client.
L’unité d’acquisition de décharge partielle PDScopeTM est habituellement connectée aux adaptateurs de prise traversée ou aux capteurs UHF.
Serveur Web
7TrafoNOVA - Système de surveillance global des transformateurs
TrafoNOVA spécifications techniques
EDS MK3Tension d’alimentation 110 V CC nominal ; plage d’acceptation de -30% à + 10%
Absorption 100 W
Communication Port Ethernet avec protocole TCP /IP destiné aux connecteurs de configuration et de maintenance du système Vis sur rail DIN (en cas de fourniture d’enveloppe IP54)
Connecteurs d’entrée Vis sur rail DIN (en cas de fourniture d’enveloppe IP54)
Connexion LAN Connecteurs à fibre optique ST multimode 62,5 / 125 microns
Signal de dysfonctionnement Panne d’alimentation
Synchronisation horaire CEI 60870-5-104;Horloge en temps réel (en cas d’interruption temporaire de la synchronisation externe)
Interface utilisateur Web Serveur Web
Dimensions 3U x 13"
Degré de protection IP 20
Informatique PC Cortex A9 processeur dual core 1 GHz; DSP BF537 Appareils analogiques; FPGA A3P600 Microsemi
Stockage de données 1 emplacement de carte micro SD
Mémoire 512 SDRAM, 1 Go Flash
TD GUARD3Tension d’alimentation 110 V CC nominal ; plage d’acceptation de -30% à + 10%
Absorption 100 W
Communication Port Ethernet avec protocole TCP /IP destiné aux connecteurs de configuration et de maintenance du système Vis sur rail DIN (en cas de fourniture d’enveloppe IP54)
Connecteurs d’entrée Vis sur rail DIN (en cas de fourniture d’enveloppe IP54)
Connexion LAN Connecteurs à fibre optique ST multimode 62,5 / 125 microns
Signal de dysfonctionnement Panne d’alimentation
Synchronisation horaire CEI 60870-5-104;Horloge en temps réel (en cas d’interruption temporaire de la synchronisation externe)
Interface utilisateur Web Serveur Web
Dimensions 3U x 13"
Degré de protection IP 20
Informatique PC Cortex A9 processeur dual core 1 GHz; DSP BF537 Appareils analogiques; FPGA A3P600 Microsemi
Stockage de données 1 emplacement de carte micro SD
Mémoire 512 SDRAM, 1 Go Flash
PD SCOPECanaux de DP 3 canaux UWB basés (extensibles à 6 ou 12)
Bande passante 16kH-30MHz, construit dans le filtre UWB (extensible à 1GHz avec décaleur de fréquence externe, installé dans le PDHub)
Résolution 10 bits
Impédance d’entrée 50 Ohm
Durée d’enregistrement 1 μs (min)20 μs (max)
Type de connecteurs BNC
EN - OLCM REV. 09/2018
Le produit et les informations contenues dans ce document peuvent être modifiés à tout moment sans notification préalable. Ce document, ni aucune partie de celui-ci,ne peut être reproduit ou transmis sous aucune forme, ni électroniquement ni sous format papier, y compris par photocopie et enregistrement,
sans l’autorisation écrite expresse de Techimp - Altanova Group Srl et ISA - Altanova Group Srl.
Traf
oNO
VA F
R - R
EV 1
1/20
20
TECHIMP - ALTANOVA GROUP
Via Toscana 11, 40069 Zola Predosa (Bo) - ITALY
Phone +39 051 199 86 050 Email [email protected]
ISA - ALTANOVA GROUP
Via Prati Bassi 22, 21020 Taino (Va) - ITALY
Phone +39 0331 95 60 81 Email [email protected]
IntelliSAW - ALTANOVA GROUP
100 Burtt RdAndover, MA 01810 (USA)Phone +1 978-409-1534
Email [email protected]
TrafoNOVA Système de
surveillance global de transformateurs
www.altanova-group.com
Adaptateur de prise traverséeSortie de tension @ 50Hz ou 60Hz 1 ÷ 10Veff
Tension transitoire de sortie maximale 90Vcrête
Déphaseur Vsortie vs Ventrée 90°
Température de fonctionnement -25°C ÷ +65°C
Connecteur de sortie BNC
Degré de protection IP66
Courant à la terre @ 50Hz ou 60Hz En dessous de 10mApC
Antenne spirale UHF
Bande passante 500MHz – 3GHz, stand-alone sensor (Techimp Frequency Shifter recommended)
VSWR typique 2:1
Polarisation Circular
Impédance 50 Ohm
Dimensions hors-tout 340 x 340 x 175 mm (ou personnalisé)
Poids (sans câble RF) 3 kg
Connecteur Type N
Alimentation Uniquement pour les appareils optionnels (changeur de fréquence)
Installation À proximité des ouvertures de l’équipement surveillé
Limites opérationnelles Env. Température : -20-65C; Env. RH: 0-100%
Normes internationalesSTANDARD TYPE D’ESSAIEN 60529+A1+A2 Degrés de protection (code IP)
EN 61010-1 Exigences de sécurité pour l’équipement électrique
EN 61000 - 4 (-2/-3/-4/-5/-6/-8/-11/-16/-17/-18/-19/-29/-34)
EN 61000 - 6 (-2/-4/-5)
Il contient des spécifications pour la compatibilité électromagnétique, tel que :- Norme d’immunité aux décharges électrostatiques, aux champs électromagnétiques rayonnés aux fréquences radioélectrique, aux transitoires électriques rapides en salves, aux ondes de choc, aux perturbations conduites, induites par les champs radioélectriques, champ magnétique à la fréquence du réseau, creux de tension, coupures brèves et variations de tension, aux perturbations conduites en mode commun dans la gamme de fréquences de 0 Hz à 150 kHz, à l'ondulation résiduelle sur entrée de puissance à courant continu, à l'onde oscillatoire amortie, aux perturbations conduites en mode différentiel et à la signalisation dans la gamme de fréquences de 2 kHz à 150 kHz, aux accès de puissance à courant alternatif, aux creux de tension, coupures brèves et variations de tension sur les accès d'alimentation en courant continu, aux creux de tension, coupures brèves et variations de tension pour matériel ayant un courant d'alimentation de plus de 16 A par phase- Norme d’immunité pour les environnements industriels- Norme d’émission pour les environnements industriels
EN 60068-2-1/2/78/30 Test Cab: Damp heat, steady-state
EN 60255-21-1/2/3Vibration, shock, bump and seismic tests on measuring relays and protection equipment, Vibration tests (sinusoidal)