ANALIZADOR DE RESPUESTA DE FRECUENCIA DE BARRIDO

Diagnóstico fiable de devanado y núcleo para transformadores de potencia

FRAna lyze r

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Análisis de respuesta de frecuencia de barrido (SFRA)

¿Qué es FRA?FRA (Análisis de la respuesta en frecuencia) es un método de gran eficiencia y sensibilidad que permite evaluar la integridad mecánica de las estructuras de núcleo, devanado y sujeción de los transformadores de potencia, ya que mide las funciones de transferencia eléctrica en una amplia gama de frecuencias. OMICRON utiliza el principio de SFRA (análisis de respuesta de frecuencia de barrido), un método de calidad demostrada en todo el mundo para la medición en el dominio de las frecuencias. Se trata de un método comparativo, es decir, se efectúa una evaluación de la situación del transformador al comparar un conjunto real de resultados de SFRA con resultados de referencia. Por lo general, se utilizan tres métodos para evaluar los rastros medidos:

1. Método basado en el tiempo, (los resultados actuales del SFRA se comparan con resultados anteriores de la misma unidad)

2. Método basado en el tipo (el SFRA de un transformador se compara con otro de un mismo tipo)

3. Método de comparación de fases (los resultados del SFRA de una fase se comparan con los resultados de otras fases del mismo transformador)

¿Cuándo se utiliza el SFRA?El SFRA se utiliza normalmente para lo siguiente:

• comprobación del transformador después de la prueba de cortocircuito

• comprobacióndelaintegridaddelostransformadoresdespués de su transporte

• evaluacióndesuestadodespuésdequeseproduzcanfaltas con elevados niveles de corrientes transitorias

• medicionesrutinariasdediagnóstico• diagnósticodespuésdeunaalarmadeltransformador

o disparo de una protección• pruebasdespuésdecambiossignificativosenlos

valores supervisados (por ejemplo, gases combustibles)• inspecciónadicionaldespuésdeobtenerresultados

inusuales durante pruebas de rutina • investigacionescientíficas

OMICRON FRAnalyzer detecta los cambios mecánicos y eléctricos del ensamblaje de núcleo y devanado de los transformadores de potencia. Gracias a su capacidad para detectar defectos de devanado o de núcleo después de los fallos, golpes mecánicos (por ejemplo, en terremotos) o transporte, ofrece una valiosa oportunidad para mejorar la fiabilidad de los transformadores, reducir los costes de mantenimiento y, ante todo, evitar las costosas interrupciones de servicio inesperadas.

ANÁLISIS DE RESPUESTA DE FRECUENCIA DE BARRIDO (SFRA)

5.0

3.0

1.0

-1.0

-3.0

5.0

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Amplitud

transformador

red RLCM compleja

generador sinusoidal

frecuencia variable

FRAnalyzer inyecta una tensión de excitación sinusoidal con una frecuencia en incremento continuo en un extremo del devanado del transformador y mide la señal que vuelve del otro extremo. La comparación de las señales de entrada y salida genera una respuesta de frecuencia exclusiva que se puede comparar con datosdereferencia.Losdesvíosindicancambiosgeométricosy/oeléctricosdentrodeltransformador.Noes preciso efectuar ningún procesamiento de datos adicional debido a una medida directa en el dominio de la frecuencia.

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¿Por qué OMICRON FRAnalyzer?• SeutilizaelprincipiodelSFRA,elestándardelsector

para mediciones en el dominio de frecuencias• Dispositivodetamañoypesomuyreducidoscontecnologíapunteraparafacilitarsumanipulación

• Mayorcomodidadgraciasalfuncionamientoporbaterías

• Mejorrepetitividadgraciasaunatécnicadeconexióninnovadora basada en los últimos descubrimientos científicos

• Softwarecreativofácildeutilizarconunasolucióndeevaluación basada en estándares

• SoportetécnicoentodoelmundoparaclientesOMICRON y valiosa ayuda de evaluación de trazas efectuada por técnicos expertos

• Formación efectiva y orientada a la práctica ofrecida en los centros de formación de OMICRON o en las instalaciones del cliente

Beneficios:

• SFRA es un método de prueba no intrusivo, fácil y rápido• SFRA también cubre las bajas frecuencias, por lo que

puede detectar los fallos del núcleo y vueltas cortocir-cuitadas o abiertas

• Medicióndirectaeneldominiodefrecuencia(encom-paración con el método de medición en el dominio del tiempo), por lo que no se precisa análisis matemático posterior de los datos

• Mayoresposibilidadesdetransferenciadeconocimien-tos de SFRA y mejora del método gracias al aumento de losesfuerzosdeinvestigacióndecientíficosyusuarios

Análisis de respuesta de frecuencia de barrido (SFRA)

ANÁLISIS DE RESPUESTA DE FRECUENCIA DE BARRIDO (SFRA)

5.0

3.0

1.0

-1.0

-3.0

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0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Fase

transformador

red RLCM compleja

FRAnalyzer inyecta una tensión de excitación sinusoidal con una frecuencia en incremento continuo en un extremo del devanado del transformador y mide la señal que vuelve del otro extremo. La comparación de las señales de entrada y salida genera una respuesta de frecuencia exclusiva que se puede comparar con datosdereferencia.Losdesvíosindicancambiosgeométricosy/oeléctricosdentrodeltransformador.Noes preciso efectuar ningún procesamiento de datos adicional debido a una medida directa en el dominio de la frecuencia.

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Diagnóstico de devanado y núcleo del transformador de potencia

¿Qué problemas se pueden detectar?FRAnalyzer puede detectar problemas como:

• deformacióndeldevanado:delejeodelradiotal como el pandeo, la inclinación o el espiral del aro

• desplazamientosentrelosdevanadosdealtaybaja tensión

• colapsoparcialdeldevanado• vueltascortocircuitadasoabiertas• conexiónatierradefectuosadelnúcleodelas

pantallas• movimientodelnúcleo• estructurasdesujeciónrotas• conexionesinternasproblemáticas

Núcleo deformado Devanadodetomacolapsado

Devanadoprincipaldañado Conexiones internas desplazadas

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Beneficios:

• Altafiabilidaddelosresultadosdelaspruebasgraciasalmétodode medición aplicado y a la alta repetitividad de los resultados de las pruebas debido a su avanzada técnica de conexión

• SFRApuededetectarlosproblemasdedevanadoynúcleoque,de utilizar otros métodos de diagnóstico, hubiesen permanecido ocultos

• Herramientavaliosayrentableparadecidirsiuntransformadorse puede volver a conectar o no después del disparo de la protección

• Análisisinformativodefallosqueayudaaevitarlascostosasextracciones de depósito de la parte activa del transformador

¿Cómo funciona?

Cada red eléctrica tiene su propia respuesta de frecuencia exclusiva, que normalmente se denomina huella. Los cambios geométricos dentro de los elementos de la red y entre ellos producen desviaciones de su respuesta en frecuencia.

Las diferencias entre una huella de SFRA y el resultado de una medición real indican la existencia de variaciones de posición o eléctricas de los componentes internos. Los diversos fallos están directamente relacionados con secciones diferentes de la gama de frecuencias y, por lo general,puedendiferenciarseentresí.

núcleo

pared del depósito

devanado

R

R

L

L

C

C

C

CC

CC

El ensamblaje de núcleo y devanado de los transfor-madores de potencia puede considerarse como una compleja red eléctrica de capacitancias, inductancias y resistencias.

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OMICRON FRAnalyzer utiliza una innovadora técnica de conexión para permitir una repetitividad excepcional de los resultados de las pruebas.

Repetitividad excepcional con una técnica de conexión avanzadaDadoqueSFRAesunmétodocomparativo,esdevital importancia que las mediciones del mismo objeto en las mismas condiciones produzcan re-sultados idénticos, independientemente del nivel de ruido externo.

Sólounaltísimogradoderepetitividadpuedegarantizar que incluso las menores desviaciones de las trazas de SFRA que se comparan estén re-lacionadas con cambios producidos en el interior del transformador observado y no se deban a una falta de precisión en la configuración de la medición.

Deacuerdoconelniveldeconocimientosactual,las conexiones entre el dispositivo de medida y losterminalesdeltransformador,asícomolatécnica de conexión a tierra, son una influencia clave en la reproducibilidad

Técnica de conexión exclusivaOMICRON, en estrecha colaboración con las Universidadeslíderesenelsectordelaspruebasde FRA en los transformadores de potencia, ha desarrollado una solución de conexión avanzada para conseguir la mayor repetitividad posible de los resultados.

Unas abrazaderas de conexión de tipo tornillo diseñadas especialmente proporcionan un contacto eléctrico fiable con el transformador. FRAnalyzer utiliza cables coaxiales de doble apantallamiento (RG223U) para garantizar la mejorrelaciónseñal/ruidoposible.

Técnica de conexión exclusiva

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Beneficios:

• Resultadosdeverdaderovalorgraciasasuprecisarepetitividad• Abrazaderasdealtacalidadparaobtenerunarepetitividad

excepcional• Interferenciamínimadelruidograciasalusodedoscables

anchos de par trenzado de conexión a tierra• Ahorrodetiempograciasalafuncióndecortedelas

abrazaderas ajustables

Para permitir la conexión a tierra de las protecciones del cable coaxial en el alojamiento del transformador, que es el potencial de referencia, se necesita una conexión adicional del adaptador del terminal al depósito del transformador.

Si la técnica de conexión a tierra no es ade-cuada, es posible que los resultados del SFRA no puedan reproducirse y, por consi-guiente, no puedan utilizarse. Para conseguir las mejores mediciones posibles de SFRA, las conexiones a tierra deben ser de la induc-tancia más baja y proporcionar un área de superficie amplia.

Por consiguiente, se recomienda utilizar cables de par trenzado, que son menos sensibles a las interferencias y hacen que la medición no dependa de la posición del cable.

El concepto de par trenzadoOMICRON proporciona una solución de par trenzado que forma una protección en torno a la borna dispuesto en una posición determinada. A fin de conseguir un alto grado de repetitividad, los cables de extensión deben pasar estrechamente alrededor del cuerpo de las bornas. Esto se consigue mediante abrazaderas ajustables que conectan los cables de par trenzado siempre con la longitud ideal a la base de la borna.

Gracias a su gran flexibilidad, el encargado de la prueba puede apretar bien los cables de par trenzado contra la borna. Esta disposición de abrazadera y trenzado cumple las estrictas demandas de los ingenieros de todo el mundo que exigen “una extensión de conexión a tierra lo más corta posible y con el bucle más pequeño posible”; sólo FRAnalyzer lo consigue de una manera tan sobresaliente.

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Software rápido, sencillo y eficiente

IntroducciónPor lo general, la secuencia de prueba empieza con el establecimiento del transformador que se probará. Los datos de la placa de inscripción se almacenarán con todos los datos medidos. Las marcas del terminal se pueden elegir de entre varias plantillas como, por ejemplo, IEC o ANSI. Si el mismo transformador tiene datos más antiguos (huella) disponibles en la base de datos, dicha prueba se puede utilizar como plantilla.

Según el tipo de transformador y el grupo vectorial, se sugerirá una secuencia de prueba, que también se puede cambiar con total libertad y de manera individual. Cuando las organizaciones de normas internacionales hayan definido secuencias de medición, éstas se implementarán enelsoftware.Deestemodo,elusuariosiempredispondrádel nivel de prueba más avanzado.

Configuración del barridoLa configuración del barrido es completamente ajustable. En contraste con otros instrumentos, el espaciado de los puntos de medición de FRAnalyzer (modo de barrido) puedeserlogarítmicoolineal.Ademásdelnúmerodepuntos, el ancho de banda del receptor se puede ajustar paraconseguirunarelaciónóptimadeseñal/ruido(SNR).

Con sólo una mirada, el usuario puede tener una visión general de la magnitud (ganancia) y del ángulo de fase de la función de transferencia del transformador. Se pueden agrupar las trazas visibles como, por ejemplo, sólo las mediciones de AT o sólo los resultados del devanado terciario.Sedisponedecursores,asícomodeunafunción de zoom fácil de utilizar. Una función de copia al portapapeles permite insertar rápidamente imágenes de trazas completas o en zoom en documentos de Office, etc. Independientemente del modo de barrido predefinido, los rastrossepuedenvisualizarenescalalinealologarítmicapara observar de forma útil cada una de las partes.

El software de FRAnalyzer se ha diseñado especialmente para satisfacer las necesidades del personal de pruebas en campo, así como los requisitos de los ingenieros que analizan los datos. Las pruebas son fáciles de definir y se ejecutan rápidamente. El software sugiere secuencias de prueba útiles según el tipo de transformador y el grupo vectorial. El algoritmo de evaluación implementado aporta al usuario una eficaz herramienta para efectuar un análisis rápido de los resultados. La función de informe automático genera un informe completo en cuestión de segundos.

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Beneficios:

• Gestiónrápida,fácilyeficientegraciasalainterfazdeusuario• Altaflexibilidadgraciasalalibertaddeelegirlaconfiguracióndel

barrido• Ahorrodecostesgraciasalasolucióndebasededatosincluida• Laherramientadeevaluaciónincluidaahorradineroque,delocontrario,segastaríaenanálisisdeexpertos

• Fácillocalizaciónparaelmercadomundialgraciasalospaquetesde idiomas

• Trabajoefectivograciasalarápidageneraciónautomáticadeinformes

Software rápido, sencillo y eficiente

El principio de referencia

Despuésdelamedida,sepuededefinirunaprueba de referencia. Puede tratarse de una huella del mismo transformador o de datos medidos de un transformador idéntico. Evidentemente, también se pueden comparar las trazas medidas en las diferentes fases de un transformador, sin establecer una prueba de referencia.

Herramienta de evaluación incluidaFRAnalyzer proporciona al usuario una solución matemática para comparar las trazas basada enlanormaDL911/2004.Lasinvestigacionescientíficasylaexperienciahandemostradoqueeste método es fiable y sensible. Por lo tanto, el algoritmo implementado proporciona una poderosa herramienta para efectuar una rápida valoración de los datos de la prueba.

La base de datosTodos los datos medidos se almacenan en una base de datos suministrada. Los datos se pueden ordenar por fabricantes, potencia nominal, ubicaciónymuchosmásparámetros.Deestaforma, se garantiza una gestión eficaz de los transformadores, pruebas y trazas y se evitan los problemas que normalmente surgen con los sistemas de almacenamiento de archivos de un gran número de pruebas. Una función de exportación fácil de controlar permite al usuario almacenar los datos en formato “csv”, que se puede importar en MS ExcelTM.

La función de informe automáticoElsoftwareFRAnalyzergeneraautomáticamenteun informe de prueba en cuestión de segundos. PuedeimprimirseoalmacenarseenformatoPDFy contiene toda la información del transformador, la prueba, todas las trazas y una valoración de los resultados.

La herramienta de evaluación confirma un estado de devanado correcto

Fallo identificado claramente por la herramienta de evaluación

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Información de pedido

VE000660 Juego completo de FRAnalyzer (ver arriba)

Los accesorios siguientes (incluidos en el juego completo) también se pueden solicitar por separado:

VEHK0660 Cablecoaxialrojocontambor VEHK0661 Cablecoaxialazulcontambor VEHK0662 Cablecoaxialamarillocontambor VEHZ0661 Rollodecabletrenzadodealuminio VEHK0615 Cabledeconexiónatierra(GR/YE)1x6m:6mm² VEHZ0662 Abrazaderaajustableparacabletrenzadodealuminio

Datos técnicosRango de frecuenciaDe10Hza20MHz(ajustable)

Salida de la fuenteMétodo FRA Frecuencia de barridoImpedanciadesalida 50WConector BNC (doble apantallamiento)Amplitud De2,83Vp-paunacargade50W

Entradas (Referencia - CH1, Medida - CH2)Impedancia 50W, 1 MW (ajustable)Conector BNC (doble apantallamiento)Anchodebandadelreceptor 10Hz,30Hz,100Hz,300Hz,1kHz,3kHz(ajustable)Rangodinámico >100dBErrordeganancia <0,1dB(hasta-80dB,±1 dB por debajo)Errordefase <0,5°

Software de PC para • funcionamientodeFRAnalyzer• diagnósticodelosresultadosdelasmediciones• gestióndelabasededatos• kitdeherramientasdelanalizadordelared• generacióndeinformes

Requisitos del PC (mínimos)Interfaz USB 1.1SistemaoperativodelPC Windows™2000oWindows™XPProcesador Pentium™500MHzosuperiorMemoria 256 MB de RAM o másUnidad CD-ROM

Datos mecánicos / tensión de alimentaciónPeso <2kgsincablesdemediciónDimensiones(An x Al x P) 26 x 5 x 26,5 cmFuentedealimentaciónCC 10VCCa24VCC/10W

EntornoTemperaturaambiente –10…+55ºC/+14…+131ºF de funcionamientoHumedadrelativa 20…95%,sincondensación de funcionamiento

La solución “todo en uno”

El paquete de FRAnalyzer completo se entrega bien ordenado; todos los componentes tienen su lugar. El paquete completo se ha diseñado para utilizarse en desplazamientos y ha superado con éxito todas las pruebas de vibraciones, golpes y resistencia climática efectuadas por un laboratorio de pruebas independiente y acreditado.

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Información de pedido

VE000660 Juego completo de FRAnalyzer (ver arriba)

Los accesorios siguientes (incluidos en el juego completo) también se pueden solicitar por separado:

VEHK0660 Cablecoaxialrojocontambor VEHK0661 Cablecoaxialazulcontambor VEHK0662 Cablecoaxialamarillocontambor VEHZ0661 Rollodecabletrenzadodealuminio VEHK0615 Cabledeconexiónatierra(GR/YE)1x6m:6mm² VEHZ0662 Abrazaderaajustableparacabletrenzadodealuminio

VEHZ0664 Abrazaderasdelaborna VEHZ0667 JuegodeadaptadoresBNC VESD0662 Manualdelusuario VEHZ0669 Kitdeherramientasdelanalizadordered VEHZ0659 Cargadordebateríasyfuentedealimentación VEHZ0657 Manivela

La solución “todo en uno”

Centros de servicio de ventas de OMICRON

Europa, Oriente Medio, África OMICRON electronics GmbH

Oberes Ried 1A-6833Klaus,Austria

Teléfono:+435523507-0Fax:+435523507-999

info@omicron.atwww.omicron.at

Norteamérica y Sudamérica

OMICRON electronics Corp. USA12GreenwayPlaza,Suite1510Houston,TX77046,EE.UU.Teléfono:+1713830-4660

1800-OMICRONFax:+1713830-4661

info@omicronusa.comwww.omicronusa.com

Asia, Pacífico

OMICRON electronics Asia LimitedSuite2006,20/F,Tower2TheGateway,HarbourCity

Kowloon,HongKongS.A.R.Teléfono:+85226340377

Fax:+85226340390info@asia.omicron.at

www.omicron.at

©OMICRONL085Sujeto a cambios sin previo aviso

Últimaactualizaciónenabrilde2008

OMICRON es una empresa internacional que ofrece soluciones innovadoras en la realización de pruebas ensistemasdealimentación.OMICRONoperaenmásde120países,tienesedesenEuropa,Norteaméricay Asia, cuenta con una red mundial de distribuidores y se ha ganado una reputación como proveedor detecnologíapuntadegrancalidad.

Las funcionalidades de pruebas primarias y secundarias automatizadas de OMICRON son extremadamente beneficiosas teniendo en cuenta las condiciones cambiantes del mercado, que obligan a las organizaciones a reestructurarse y a “conseguir más con menos”. Los servicios del área deconsultoría,puestaenservicio,pruebasyformacióncompletanlagamadeproductos.

Su especialización y liderazgo visionario permiten a OMICRON continuar realizando desarrollos revolucionarios para conseguir que sus soluciones satisfagan las necesidades del cliente del sigloXXI.