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Transformando Análisesem Confiabilidade. Monitores de Gases SITRAM® GAS-Guard 8Transformer Lifecycle Management™

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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.

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:

� Monitoramento 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.

� Redução de custos de manutenção: a manutenção baseia-se na condição operacional determinada com a ajuda do monitoramento on-line.

� Estimativa do tempo de vida restante: medição de umidade no óleo, O2, CO2 e CO servem como base para o cálculo do envelhecimento térmico.

SITRAM® GAS-Guard 8: análise contínua, diretamente no transformador, de gases críticos indicativos de falhas dissolvidos no óleo.

Com SITRAM® GAS-Guard 8, a Siemens traz um laboratório de DGA para o seu transformador: contínuo, com repetibilidade e precisão laboratorial.

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Monitoramento contínuo de gases críticos

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 gás-cromatográfica para o seu transformador. Ele opera continuamente, empregando autocalibrações frequentes e intervalos de medição ajustáveis.

SITRAM® GAS-Guard 8: O monitor de gases certo para o seu transformador

Visão geral dos gases no óleo do transformador relevantes para a elaboração de diagnósticos consistentes.

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.

SITRAM® GAS-Guard 8 em operação

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 custo-benefício. 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.

SITRAM® GAS-Guard 8 – Principais benefícios

� Robustez em gás-cromatografia otimizada para o uso em campo;

� Análise individual de gases com sensibilidades individualizadas;

� Facilidade 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);

� Sensor de umidade no óleo integrável ao sistema (opcional);

� Comparação entre a geração de gases em função da carga (opcional);

� Instalação rápida de acordo com a necessidade do cliente.

Metano CH4 Hidrogênio H2 Acetileno C2H2

Etileno C2H4 Oxigênio O2Nitrogênio N2

Monóxido de Carbono CO Dióxido de Carbono CO2 Etano C2H6

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Leistungstrafo

Laptop

RECLOSER-M CONTROLLER

Zone Indicator Eingabebausteine Linientrenner

Peripheriegeräte

FCIO222

1..41..4

Kameras

Biomass plant

Workstations Management Stations

Handy, Internetsymbole

Wireless InternetHandy Pager Fax PDA

CCTV analoger Monitor

SICAM 1703

TM 1703 ACP

SICAM PAS I

SICAM PAS CC SICAM Station Unit

SIPROTEK HV + MV

photovoltaic plant

IEC61850

Local HMI Remote HMI

PLC OLMDCF/GPS Server

SIMEAS P

SITRAM

wind turbine

Contract

NX-AIR

SIPROTEK HV + MV II

SIPROTEC

SIPROTEK EHV

SIMATIC S7-400 PLC

biomass plant Industrieanlage Häuschen Zug

BC 1703 ACP

Leistungstrafo

HV GIS

HV Ableiter

Siprotec Firewall

BCU protection relay

Server Printer Switch

BCU 6MD66 PU 7SA522 AVR Tapcon

Amis GerätSpectrum power3

Spectrum Power CC

Laptop

RECLOSER-M CONTROLLER

Zone Indicator Eingabebausteine Linientrenner

Peripheriegeräte

FCIO222

1..41..4

Kameras

Biomass plant

Workstations Management Stations

Handy, Internetsymbole

Wireless InternetHandy Pager Fax PDA

CCTV analoger Monitor

SICAM 1703

TM 1703 ACP

SICAM PAS I

SICAM PAS CC SICAM Station Unit

SIPROTEK HV + MV

photovoltaic plant

IEC61850

Local HMI Remote HMI

PLC OLMDCF/GPS Server

SIMEAS P

SITRAM

wind turbine

Contract

NX-AIR

SIPROTEK HV + MV II

SIPROTEC

SIPROTEK EHV

SIMATIC S7-400 PLC

biomass plant Industrieanlage Häuschen Zug

BC 1703 ACP

Leistungstrafo

HV GIS

HV Ableiter

Siprotec Firewall

BCU protection relay

Server Printer Switch

BCU 6MD66 PU 7SA522 AVR Tapcon

Amis GerätSpectrum power3

Spectrum Power CC

Laptop

RECLOSER-M CONTROLLER

Zone Indicator Eingabebausteine Linientrenner

Peripheriegeräte

FCIO222

1..41..4

Kameras

Biomass plant

Workstations Management Stations

Handy, Internetsymbole

Wireless InternetHandy Pager Fax PDA

CCTV analoger Monitor

SICAM 1703

TM 1703 ACP

SICAM PAS I

SICAM PAS CC SICAM Station Unit

SIPROTEK HV + MV

photovoltaic plant

IEC61850

Local HMI Remote HMI

PLC OLMDCF/GPS Server

SIMEAS P

SITRAM

wind turbine

Contract

NX-AIR

SIPROTEK HV + MV II

SIPROTEC

SIPROTEK EHV

SIMATIC S7-400 PLC

biomass plant Industrieanlage Häuschen Zug

BC 1703 ACP

Leistungstrafo

HV GIS

HV Ableiter

Siprotec Firewall

BCU protection relay

Server Printer Switch

BCU 6MD66 PU 7SA522 AVR Tapcon

Amis GerätSpectrum power3

Spectrum Power CC

Com o serviço de monitoramento, os dados disponibilizados pelo SITRAM® GAS-Guard 8 podem ser acessados de qualquer lugar.

Tudo em sua tela, tudo sobre controle: com ferramentas poderosas e a mesma tecnologia de análise de um laboratório de óleo

Princípio de medição da gás cromatografia

TLM@siemens.com � www.siemens.com/energy/TLM

Transformador

Óleo Gás

Bomba

Bomba

Válvula

Porta de Injeção

Coluna de Cromatografia

Microcontrolador – Memória / Gerenciador

de Alarmes

Tanque de Hélio

Gases Dissipados

Comunicação

GAS-Guard

Extrator de Gases

Serviço de Monitoramento

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®.

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.

Detector de Condutividade

Térmica

Gás de calibração

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SITRAM® GAS-Guard 8:Características técnicas Método DGA – Gás-cromatografia de categoria laboratorial

Gás Precisão(1) Repetibilidade(2) Faixa de medição(3)

Hidrogênio H2 ± 5 % ou ±3 ppm <2 % 3 – 3.000 ppm

Oxigênio O2 ± 5 % ou +30/-0 ppm <1 % 30 – 25.000 ppm

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

Etileno C2H4 ± 5 % ou ±3 ppm <1 % 3 – 5.000 ppm

Etano C2H6 ± 5 % ou ±5 ppm <1 % 5 – 5.000 ppm

Acetileno C2H2 ± 5 % ou ±1 ppm <2 % 1 – 3.000 ppm

Nitrogênio(4) N2 ±10 % ou ±5.000 ppm <20 % 5.000 – 100.000 ppm

Notas

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

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

(5) Inclui não linearidade e repetibilidade

(6) Saturação relativa

(7) Variação superior limitada para saturação

Total de gases dissolvidos

O valor efetivo do Total de Gases Combustíveis Dissolvidos (TDCG) está disponível (∑H2, CO, CH4, C2H2, C2H4, C2H6) em ppm.

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.

Armazenagem de dados em memória de massa por até dois anos.

Aceleração automática do período de análise quando a taxa de variação exceder o limite (Padrão: 1 hora).

O monitor realiza autocalibrações periódicas contra uma amostra de gás padrão rastreável pelo NIST 8.

(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

Sensores Externos

Transdutor de corrente para monitoramento de corrente de carga (opcional).

Temperatura ambiente.

Umidade e temperatura do óleo (opcional).

Comunicação

Portas físicas:RS-232, RS-485, Ethernet 10/100Base-TX, Ethernet 100Base-FX (opcional),GSM modem (opcional), modem interno V.92

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

Display LCD (opcional): para leitura local dos valores medidos dentro do painel

Condições Ambientais

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

Dimensões e Massas

Altura 55,9 cm

Largura 50,8 cm

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

Certificações / Normas

Compatibilidade Eletromagnética

Especificação Método de ensaio

EN 61326 Class A: 2002 EN 61326: 2002 Radiated emissions

EN 61000-3-2: 2000 EN 61000-3-2: 2000 Current harmonics

EN 61000-3-3: 2001 EN 61000-3-3: 2001 Voltage fluctuations

EN 61326 Annex A: 2002 IEC 61000-4-2: 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

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Power Transmission Division Pedido no. E50001-G640-A115-7900Impresso na Alemanha Dispo 19200 GB 080888 61/18459 470182 WS 04091.0

Impresso em papel branqueado sem cloro elementar.

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Sujeito a mudanças sem aviso prévio.As informações presentes neste documento contêmdescrições gerais das opções técnicas disponíveis,que podem não se aplicar em todos os casos. As opçõestécnicas necessárias devem, pois, ser especificadas nocontrato.